液压辅助装置(详细)

液压辅助装置液压系统中的辅助装置有：蓄能器、过滤器、油箱、热交换器、管件及胶管等。蓄能器蓄能器是一种特殊的容器。当系统有多余能量时，有压油液以一定体积克服外力充入蓄能器。这些外力可以是重力、弹簧力或气体压力。当系统需要时，蓄能器又可释放出有压油液的一定体积。蓄能器的作用——储存油液的压力能。1.蓄能器的类型及特点蓄能器的类型重力式弹簧式气体隔离式活塞式皮囊式气瓶式常用蓄能器的特点：•重力式（又称重锤式）1)利用物体重力来储存、释放压力能；2)它的输出压力决定于重物的重量和柱塞面积之比，为常数；3)尺寸大、惯性大，反应迟钝；4)适用于重型液压设备。•弹簧式1)利用弹簧的伸缩来储存、释放压力能；2)结构简单，反应灵敏；容量小；3)供小容量、低压（p≤1~1.2MPa）回路缓冲之用，不适用于高压或高频的工作场合。•气瓶式1)利用气体的压缩和膨胀来储存、释放压力能，气体和油液在蓄能器中直接接触；2)容量大，惯性小，反应灵敏，轮廓尺寸小；气体容易混入油内，影响系统工作平稳性；3)适用于大流量的中、低压回路。•活塞式1)利用气体的压缩和膨胀来储存、释放压力能，气体和油液在蓄能器中由活塞隔开；2)结构简单，工作可靠，安装容易，维护方便。活塞惯性大，活塞和缸壁间有摩擦，反应不够灵敏，密封要求较高；3)用于储存能量，或供中、高压系统吸收压力脉动之用。•皮囊式1)利用气体的压缩和膨胀来储存、释放压力能，气体和油液在蓄能器中由皮囊隔开；2)结构简单，工作可靠，安装方便，维护容易。皮囊惯性小，反应灵敏，制造工艺较复杂；3)工作压力3.5~35MPa，容积0.16~80L，气囊中一般充氮气。2.蓄能器的功用蓄能器的功用短时间内大量供油吸收液压冲击和压力脉动维持系统压力作应急动力源3.蓄能器的使用和安装1)蓄能器要设置在远离热源的地方垂直安放；2)不能受震动和过大的应力，壳体上不准进行任何焊接和加工；3)与管路之间应安装截止阀。泵出口应设置单向阀；4)只允许氮气充入蓄能器，要在临近使用之前充气；5)用于吸收液压冲击和压力脉动的蓄能器应尽可能安装在震源附近；6)正常使用中每隔三年应检查蓄能器内部状态和壳体壁厚（严格执行国家压力容器管理制度）；7)设备长时间不运行时应放气。4.蓄能器的应用回路1)保压补漏回路•当液压缸通过夹具将工件夹紧后，蓄能器的压力打开卸荷阀，泵卸荷。•夹紧压力由蓄能器保持，并补充少量泄漏。•当夹紧压力低于卸荷阀的调定值时，卸荷阀关闭，泵重新向油缸和蓄能器供油。•一旦泵发生故障，蓄能器起应急能源作用，使工件不致松脱。2)利用蓄能器进行缓冲的回路•当三位四通换向阀突然切换到中位时，由于中位是“O”形机能，在系统中会产生很高的瞬时冲击压力，从而引起系统的震动和噪声，甚至会损坏元件或系统。•在尽可能靠近换向阀处，装一个反应灵敏的蓄能器，可吸收冲击压力3)利用蓄能器油缸增速的回路•二位四通换向阀左位时：油液经液控单向阀向蓄能器充液，压力够高时，卸荷阀打开，油液经换向阀左位回油箱。•缸的活塞在自重和负载的作用下处于最下端。•二位四通换向阀右位时：油液进入缸的下腔，缸活塞上行。同时打开液控单向阀，蓄能器放出的油液在A点和泵排出的油液汇合进入缸的下腔使缸的活塞增速上行。过滤器过滤器的作用是过滤掉油液中的杂质，降低液压系统中油液污染度，保证系统正常工作。过滤器过滤器过滤器过滤器旁通过滤器指示器例如4bar3bar过滤器指示器过滤器指示器过滤器指示器6.2.1对过滤器的要求1.能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸的机械杂质进入系统。2.通流能力大，即全部流量通过时，不会引起过大的压力损失。3.滤芯应有足够强度，不会因压力油的作用而损坏。4.易于清洗或更换滤芯，便于拆装和维护。过滤器的过滤精度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＜100µm）•普通过滤器（d＜10µm）•精过滤器（d＜5µm）•特精过滤器（d＜1µm）油液污染度的概念•油液污染度指单位容积油液中固体颗粒污染物的含量；•油液污染度是判断油液优劣的重要指标；•油液污染度的测量方法：称重法、显微镜颗粒计数法和自动颗粒计数法三种。对液压系统的危害？5µm5µm柱塞泵液压系统故障液压系统故障70%~90%的液压系统故障都是由液压油污染引起的其它问题液压油污染问题叶片泵转子的磨损混入的污物来自新液压油的污物通过维护带入的污物通过维护带入的污物通过活塞杆带入的污物液压系统本身产生的污物清洁污染要求清洁度实际清洁度清洁度液压油取样1m=0.000001m=0.001mm污染测量1020304050607080901000粉尘颗粒m.污染能见度头发污染计算2m5m15m污染分类TargetProThesamplecylindercontainssomefluid.PressFLUSHtodrainCO2颗粒计数器TargetProThesamplecylindercontainssomefluid.PressFLUSHtodrainCO2sfjdslj;djgdjg0ad[g[jgi]0dig]0d9ig0d0g00dg099d=09]090ae900gi0]0d9]09]ierwEPO]D0009099EUGE00E9JKO00909iiidsjr颗粒计数器2m5m15m举例：3250860122每mlVICKERS污染报告被测设备：设备1日期：8.1.99样品容积：30ml流量：50-25ml/min实测值：记数值/mlISO：22/17/13NAS：8最小最大平均2m3214328532505m83288786015m11912412225m712950m010100m000污染报告颗粒/1ml0.020.040.080.160.320.641.32.55102040801603206401300250050001000012345678910111213141516171819200.013250122860ISO4406代码19/17/14ISO清洁度代码范围代码元件清洁度推荐ISO清洁度代码液压工作液固体颗粒污染等级标准过去国际上和我国都采用美国国家宇航学会提出的污染等级表（NAS1638）来衡量工作液污染度。分为00、0、1~12共14个等级，00级污染度最低，12级污染度最高（最脏）。NAS1638油液洁净度等级（100ml液压油液中颗粒数）ISO4406油液清洁度等级•我国标准（与国际等效）工作液的污染度用一个分数A/B表示，分子A表示该工作液每毫升中颗粒尺寸大于5µm的颗粒数，分母B表示该工作液每毫升中颗粒尺寸大于15µm的颗粒数。•A和B的数码越小，工作液的污染程度越小（油越清洁）。反之，工作液的污染程度越大（油越脏）污染等级国家标准每毫升工作液中的颗粒数等级代号每毫升工作液中的颗粒数等级代号5X1063080~1601425X105~50X1052940~801313X105~25X1052820~401264X104~130X1042710~201132X104~64X104265~101016X104~32X104252.5~598X104~16X104241.3~2.584X104~8X104230.64~1.372X104~4X104220.32~0.6461X104~2X104210.16~0.3255X103~10X103200.08~0.16425X102~50X102190.04~0.08313X102~25X102180.02~0.042640~1300170.01~0.021320~64016≤0.010160~32015例：某种油品的污染度标号为20/17。查上表：该油品每毫升中大于5µm的颗粒数为5X103~10X103。该油品每毫升中大于15µm的颗粒数为640~1300。典型液压系统使用油允许的污染度污染等级系统类型12/913/1014/1115/1216/1317/1418/1519/1620/1721/1822/19对污染非常敏感的系统√√√√√伺服系统√√√√√高压系统√√√√√中压系统√√√√√低压系统√√√√√低敏感系统√√√√√数控机床液压系统√√√√√机床液压系统√√√√√一般机器液压系统√√√√√行走机械液压系统√√√√√重型设备液压系统√√√√√重型和行走机械传动系统√√√√√冶金轧钢设备液压系统√√√√√6.2.2常用过滤器的种类及结构特点1.网式过滤器•过滤精度与金属网层数及网孔大小有关。压力管道采用100、150、200目（每英寸长度上孔数）的铜丝网，吸油管路采用20~40目；•压力损失0.004MPa;•结构简单，通流能力大，清洗方便，•过滤精度一般为130~400µm。2.线隙过滤器•滤芯由绕在芯架上的一层金属线组成，依靠线隙挡住油液中杂质通过•压力损失约为0.03~0.06MPa;•结构简单，通流能力大，但滤芯材料强度低，不易清洗，•过滤精度一般约为80~200µm3.纸芯式过滤器•结构与线隙式相同，但滤芯为用平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成滤芯。•压力损失约为0.01~0.04MPa;•滤芯堵塞后无法清洗，必须更换•过滤精度可达1~40µm，常用于精过滤4.烧结式过滤器•滤芯由金属粉末烧结而成。•压力损失约为0.03~0.2MPa;•滤芯能承受高压，但金属颗粒易脱落，堵塞后不易清洗；•过滤精度可达2~30µm，常用于精过滤6.2.3过滤器的安装1.安装在液压泵的吸油路上液压泵的吸油管路上一般安装网式或线隙式粗过滤器，目的是滤除较大颗粒的杂质，以保护液压泵。要求过滤器有很大的通流能力（大于液压泵流量的两倍）和较小的压力降。2.安装在压力油路上这种安装方式常将过滤器安装在对杂质敏感的调速阀、伺服阀等元件之前。由于过滤器在高压下工作，要求滤芯有足够的强度。为了防止过滤器堵塞，可并联一旁通阀或堵塞指示器。3.安装在回油路上安装在回油路上的过滤器能使油液在流回油箱之前得到过滤，以控制整个液压系统的污染度。•4、安装在系统的支路上当泵的流量较大时，为避免使用过大的过滤器，在支路上安装小规格的过滤器。•5、安装在独立的过滤系统中通过不断循环专门滤去油箱中的污物。•安装过滤器注意：过滤器只能单向使用。滤油车6.3油箱油箱的功用：•储存油液；•散掉系统累计的热量；•促进油液中空气的分离；•沉淀油液中的污垢。6.3.1油箱的结构1.油箱分类开式油箱闭式油箱•开式油箱—油箱内液面压力等于大气压的油箱。•闭式油箱（加压油箱）—油箱液面压力大于大气压的密闭油箱（充气式、活塞式）。2.油箱结构（开式）油箱的三种配置方式：将泵固定在油箱上盖的安装板上油箱放于泵侧将油箱做成顶置式的6.3.2油箱的设计一、油箱容积计算油箱有效容积（油面高度为油箱高度80％时的容积）的计算通常采用经验估算法，必要时再进行热平衡验算。1．经验估算法估算公式为V＝Kqn式中：V—油箱的有效容积（L）；qn—液压泵的额定流量（L／min）；K—经验系数，低压系统K＝2～4，中压系统K＝5～7，高压系统K＝10～12。2．热平衡验算法液压系统工作时，泵和执行元件的功率损失、溢流阀的溢流损失、流量阀的压力损失、管道的沿程损失等构成了液压系统总的能量损失，并转变为热能，使油液温度升高。液压系统的功率损失为：△P=P（1一η）式中p—液压泵的输人功率；η—液压系统总效率（一般0.7~0.85）。液压系统所产生的热量：QH＝kA△t式中:A——散热面积（m2）；△t——系统温升（℃），即系统达到热平衡后的油温(≤65℃)与环境温度之差；k——散热系数（kW.m-2.℃-1）当通风很差时k=(8~9)x10-3；通风良好时k=(15~17)x10-3；用风扇冷却时k＝23x10-3；用循环水冷却时k=(110～175)x10-3油箱的散热面积：当油箱长、宽、高之比为：1:1:1～1:2: