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液压辅助元件

V0
— 用于冲击的蓄能器的最小容量(L )
L — 发生冲击的管长,即压力油源到阀口的管道长度(m )
T — 阀口关闭的时间( s ),实然关闭时取t=0
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4.3 油箱
4.3.1 油箱的基本功能
①储存油液 ②散掉系统累计的热量 ③促进油液中空气的分离 ④沉淀油液中的污垢 油箱的基本功能是:储存工作介质;散发系统工作中产 生的热量;分离油液中混入的空气;沉淀污染物及杂质。 按油面是否与大气相通,可分为开式油箱与闭式油箱。 开式油箱广泛用于一般的液压系统;闭式油箱则用于水下 和高空无稳定气压的场合,这里仅介绍开式油箱。
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(1)活塞式蓄能器
活塞式蓄能器中的气 体和油液由活塞隔开。活 塞1的上部为压缩空气,活 塞1随下部压力油的储存和 释放而在缸筒2内来回滑动。 这种蓄能器活塞有一定的
惯性,和O形密封圈存在较
大的摩擦力,所以反应不 够灵敏。
图4.7活塞式蓄能器
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3
充气阀
(2)皮囊式蓄能器
皮囊式蓄能器中气体 和油液用皮囊隔开。皮 囊用耐油橡胶制成,内 充入惰性气体,壳体下 端的提升阀能防止皮囊 膨胀挤出油口。
(5) 油箱正常工作温度应在15-66C之间,必要时应
安装温度控制系统,或设置加热器和冷却器。 (6) 最高油面只允许达到油箱高度的80%,油箱底脚 高度应在150mm以上,以便散热、搬移和放油,油箱四周 要有吊耳,以便起吊装运。
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4.4 管 件
管件包括管道、管接头和法兰等。
4.4.1 管道
种类:钢管、紫铜管、橡胶管 管道的内径d和壁厚 可采用下列两式计算,并需圆整为 标准数值,即
d 2 q
[v ]
(4.6)

pdn 2 [ b ]
(4.7)
式中 :
[v ]
— 允许流速;n — 安全系数 — 管道材料的抗拉强度,可由材料手册查出。
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[ b ]
安装要求
管道应尽量短,最好横平竖直,拐弯少。为避免管道皱 折,减少压力损失,管道装配的弯曲半径要足够大,管道悬 伸较长时要适当设置管夹。 管道尽量避免交叉,平行管距要大于100mm,以防接 触振动,并便于安装管接头。
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(3)系统回油路上的低压滤油器
因回油路压力很低,可采用滤芯强度不高的精滤油器, 并允许滤油器有较大的压力降。
(4)安装在系统以外的旁路过滤系统
大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油
子系统,滤除油液中的杂质,以保护主系统。
安装滤油器时应注意 一般滤油器只能单向使用,即进、出口不可互换。
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伺服
21 5
5
4.1.2 过滤器的类型及特点
按滤芯的材料和结构形式,滤油器可分为网式、线隙式、 纸质滤芯式、烧结式滤油器及磁性滤油器等。按滤油器安放
的位置不同,还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器,考
虑到泵的自吸性能,吸油滤油器多为粗滤器。
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(1)网式滤油器
滤芯以铜网为过滤材料,在周围 开有很多孔的塑料或金属筒形骨架上, 包着一层或两层铜丝网,其过滤精度取 决于铜网层数和网孔的大小。这种滤油 器一般用于液压泵的吸油口。
n
n 2
(4.1)
p 0 — 皮囊的充气压力 V 0 — 皮囊充气体积,此时皮囊充满壳体内腔,故亦即蓄能器容量
p1 V1
p2
— 系统最高工作压力,即泵对蓄能器充油结束时的压力 — 皮囊被压缩后相应于P1时的气体体积
— 系统最低工作压力,即蓄能器向系统供油结束时的压力
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V 2 — 气体膨胀后相应于P2时的气体体积
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图4.9 开式油箱 1—回油管;2 —泄油管;3 —泵吸油管;4 —空气滤清器; 5 —安装板;6 —隔板;7 —放油孔;8 —粗滤油器;9 —清洗窗侧板; 10 —液位计窗口;11 —注油口;12 —油箱上盖 25
4.3.2油箱的容积与结构
在初步设计时,油箱的有效容量可按下述经验公式确定
V mq
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(3) 设置空气滤清器与 液位计。空气滤清器的作 用是使油相箱与大气相通, 保证泵的自吸能力,滤除 空气中的灰尘杂物,有时 兼作加油口。它一般布置 在顶盖上靠近油箱边缘处。
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(4)
设置放油口与清洗窗口。将油箱底面做成斜面,
在最低处设放油口,平时用螺塞或放油阀堵住,换油时将
其打开放走油污。为了便于换油时清洗油箱,大容量的油 箱一般均在侧壁设清洗窗口。
4.2.3 蓄能器的容量计算
容量是选用蓄能器的依据,其大小视用途而异。现以 皮囊式蓄能器为例加以说明。
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4.2.3.1作辅助动力源时的容量计算
当蓄能器作动力源时,蓄能器储存和释放的压力油容
量和皮囊中气体体积的变化量相等,而气体状态的变化遵
守玻义耳定律,即
n 0
p 0V
式中:
p 1V 1 p 2 V
图4.4 烧结式滤油器
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4.1.3 过滤器的安装
(1)泵入口的吸油粗滤器
粗滤油器用来保护泵,使其不致吸入较大的机械杂质。 为了不影响泵的吸油性能,防止发生气穴现象,滤油器的过 滤能力应为泵流量的两倍以上,压力损失不得超过 0.01~0.035MPa。
(2)泵出口油路上的高压滤油器 主要用来滤除进入液压系统的污染杂质,一般采用过 滤精度10~15m的滤油器。它应能承受油路上的工作压力 和冲击压力,其压力降应小于0.35MPa,并应有安全阀或 堵塞状态发讯装置,以防泵过载和滤芯损坏。
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本章提要
本章主要内容为 :
液压辅助元件有滤油器、蓄能器、管件、密 封件、油箱和热交换器等。 液压辅助元件和液压元件一样,都是液压系 统中不可缺少的组成部分。它们对系统的性能、 效率、温升、噪声和寿命的影响不亚于液压元件 本身。 通过学习,要求掌握液压辅件的结构原理, 熟知其使用方法及适用场合。
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4.2 蓄能器
4.2.1 蓄能器的作用
(1)作辅助动力源
在间歇工作或周期性动作中,蓄能器可以把泵输出 的多余压力油储存起来。当系统需要时,由蓄能器释放 出来。这样可以减少液压泵的额定流量,从而减小电机 功率消耗。
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(2)系统保压或作紧急动力源
对于执行元件长时间不动作,而要保持恒定压力的
系统,可用蓄能器来补偿泄漏,从而使压力恒定。对某
p 2 V 0 V p 0
1/ n
由上式得
p2 V p 0 p2 1 p 1
1/ n
V0
1/ n
(4-2)
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充气压力 p 0 在理论上可与
p 2 相等,但是为保证
式中:
V
p
(4.5)
— 油箱的有效容量
— 液压泵的流量 m — 经验系数,低压系统: =2~4,中压系统: m m =5~7,中高压或高压系统:m =6~12
qp
对功率较大且连续工作的液压系统,必要时还要进行 热平衡计算,以此确定油箱容量。
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下面根据图4.8所示的油箱结构示意图分述设计要点如下: (1) 泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可能远 些,管口都应插于最低液面以下,但离油箱底要大于管 径的2-3倍,以免吸空和飞溅起泡。吸油管端部所安装的 滤油器,离箱壁要有3倍管径的距离,以便四面进油。回 油管口应截成45斜角,以增大回流截面,并使斜面对着 箱壁,以利散热和沉淀杂质。 (2) 在油箱中设置隔板,以便将吸、回油隔开,迫使 油液循环流动,利于散热和沉淀。
4
一般对过滤器的基本要求是:
(1)能满足液压系统对过滤精度要求,即能阻挡 一定尺寸的杂质进入系统。 (2)滤芯应有足够强度,不会因压力而损坏。 (3)通流能力大,压力损失小。
(4)易于清洗或更换滤芯。
表4.1 各种液压系统的过滤精度要求
系统类别 工作压力(MPa) 精度d(m) 润滑 0~2.5 100 14 25~50 传动系统 14~32 25 32 10
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4.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算
当蓄能器用于吸收冲击时,一般按经验公式计算缓冲 最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量,即
V0
式中:
0 . 004 qp 1 ( 0 . 0164 L t ) p1 p 2
(4.4)
p 1 — 允许的最大冲击(MPa)
p 2 — 阀口关闭前管内压力(MPa)
3
4.1 滤油器
4.1.1 对过滤器的要求
液压油中往往含有杂质,会造成液压元件相对运动表 面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞。在系统中安装一定 精度的滤油器,是保证液压系统正常工作的必要手段。 过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗 粒的大小,以直径d作为公称尺寸表示。按精度可分为粗 过滤器(d<100)、普通过滤器(d<10)、精过滤器(d <5)、特精过滤器(d<1)。
4.4.2 管接头
(1)硬管接头
按管接头和管道的连接方式分,有扩口式管接头, 卡套式管接头和焊接式管接头三种。
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扩口式管接头
当旋紧螺帽3时,通过套管2使被连接管1端部的扩口 压紧在接头体4的锥面上。 被扩口的 管子只能是薄 壁且塑性良好 的管子如铜管。 此种接头的工 作压力不高于 8MPa。
图4.10(a)扩口式管接头 1—管子;2一套管; 3一螺帽;4一接头本体
体积差
V V 2 V1
为供给系统油液的有效体积,将
它代入式(4.1),使可求得蓄能器容量 V 0 ,即
p2 V0 V2 p 0
1/ n
p2 p 0
1/ n
p2 V 1 V p0
1/ n
用螺纹拧入某元件的
基体。用组合密封垫 防止从元件中外漏。
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