第7章液壓傳動系統輔助元件§7.1蓄能器§7.2濾油器§7.3油箱§7.4管件返回第7章液壓傳動系統輔助元件§7.1蓄能器§7.21§7.1蓄能器1.蓄能器的功能（1）作輔助動力源。工作時間較短的間歇工作系統或一個循環內速度差別很大的系統，在系統不需要大流量時，可以把液壓泵輸出的多余壓力油液儲存在液壓蓄能器內，到需要時再由液壓蓄能器快速釋放給系統。這樣就可以按液壓系統循環周期內平均流量選用液壓泵，以減小功率消耗，降低系統溫升。圖7.1所示為一液壓機的液壓傳動系統。當液壓缸慢進和保壓時，液壓泵的部分流量進入液壓蓄能器4被儲存起來，達到設定壓力后，卸荷閥3打開，液壓泵卸荷。當液壓缸在快速進退時，液壓蓄能器與液壓泵一起向液壓缸供油。因此，在系統設計時可按平均流量選用較小流量規格的液壓泵。圖7.1液壓蓄能器作輔助動力源的液壓傳動系統1－液壓泵；2－單向閥；3－卸荷閥；4－液壓蓄能器；5－換向閥；6－液壓缸§7.1蓄能器1.蓄能器的功能（12蓄能器的功能(2/2)（2）維持系統壓力。在液壓泵停止向系統提供油液的情況下，液壓蓄能器將所存儲的壓力油液供給系統，補償系統泄漏或充當應急能源，使系統在一段時間內維持系統壓力。（3）吸收系統脈動，緩和液壓沖擊。液壓蓄能器能吸收系統在液壓泵突然啟動或停止、液壓閥突然關閉或開啟、液壓缸突然運動或停止時所出現的液壓沖擊，也能吸收液壓泵工作時的壓力脈動，大大減小其幅值。蓄能器的功能(2/2)（2）維持系統壓32.液壓蓄能器的結構和性能液壓蓄能器有各種結構形狀，如圖7.2所示。重力式液壓蓄能器由于體積龐大、結構笨重、反應遲鈍，在液壓傳動系統中很少應用。在液壓傳動系統中主要應用有彈簧式和充氣式兩種。目前常用的是利用氣體壓縮和膨脹來儲存、釋放液壓能的充氣式液壓蓄能器。它主要有活塞式和皮囊式兩種。圖7.2液壓蓄能器1－重力式；2－彈簧式；3－活塞式；4－皮囊式；5－薄膜式2.液壓蓄能器的結構和性能液壓蓄能4蓄能器的類型(2/6)(1)活塞式液壓蓄能器活塞式液壓蓄能器中的氣體和油液由活塞隔開，其結構如圖7.3所示。活塞1的上部為壓縮空氣，氣體由氣閥3充入，其下部經油孔a通向液壓系統。活塞1隨下部壓力油的儲存和釋放而在缸筒2內來回滑動。為防止活塞上下兩腔互通而使氣液混合，在活塞上裝有O型密封圈。這種液壓蓄能器結構簡單、壽命長，它主要用于大容量蓄能器。但因活塞有一定的慣性和因O型密封圈的存在有較大的摩擦力，所以反應不夠靈敏，因此適用于儲存能量。另外，密封件磨損后，會使氣液混合，影響系統的工作穩定性。

圖7.3活塞式液壓蓄能器1－活塞；2－缸筒；3－氣閥

蓄能器的類型(2/6)(1)5蓄能器的類型(2/6)(2)皮囊式液壓蓄能器皮囊式液壓蓄能器中氣體和油液由皮囊隔開，其結構如圖7.4所示。皮囊用耐油橡膠制成，固定在耐高壓殼體內的上部。皮囊內充入惰性氣體（一般為氮氣）。殼體下端的提升閥A是一個用彈簧加載的菌形閥。壓力油從此通入，并能在油液全部排出時，防止皮囊膨脹擠出油口。這種結構使氣液密封可靠，并且因皮囊慣性小，反應靈敏，克服了活塞式液壓蓄能器的缺點，因此，它的應用廣泛，但工藝性較差。

圖7.4皮囊式液壓蓄能器1－殼體；2－皮囊；3－氣閥蓄能器的類型(2/6)(2)6蓄能器的類型(3/6)(3)薄膜式液壓蓄能器薄膜式液壓蓄能器利用薄膜的彈性來儲存、釋放壓力能。主要用于小容量的場合。如用作減震器、緩沖器和用于控制油的循環等。(4)彈簧式液壓蓄能器彈簧式液壓蓄能器利用彈簧的壓縮和伸長來儲存、釋放壓力能。它的結構簡單，反應靈敏，但容量小。可用于小容量、低壓（p<1~1.2MPa）的回路緩沖；不適用于高壓或高頻的工作場合。蓄能器的類型(3/6)(3)薄7蓄能器的類型(3/6)3.蓄能器的安裝蓄能器安裝時應注意以下幾點。(1)皮囊式蓄能器應垂直安裝，使油口向下，充氣閥朝上。(2)用于吸收沖擊壓力和脈動壓力的蓄能器應盡可能安裝在靠近振源處。(3)裝在管路上的蓄能器必須用支撐板或支持架固定。(4)蓄能器與管路系統之間應安裝截止閥，便于充氣、檢修；蓄能器與液壓泵之間應安裝單向閥，防止液壓泵停轉或卸荷時蓄能器儲存的壓力油倒流。蓄能器的類型(3/6)3.蓄能器的安裝8§7.2濾油器1.濾油器的主要類型及其性能(1)網式濾油器圖7.6所示為網式濾油器，在周圍開有很多窗孔的塑料或金屬筒形骨架1上，包著一層或兩層銅絲網2。過濾精度由網孔大小和層數決定，有80、100、180m三個等級。網式濾油器結構簡單、清洗方便、通油能力大，但過濾精度低，常用于吸油管路作吸濾器，對油液進行粗濾。圖7.6網式濾油器1－筒形骨架；2－銅絲網§7.2濾油器1.濾油器的主要類型及其性能9濾油器的主要類型及其性能(2/6)(2)線隙式濾油器圖7.7所示為線隙式濾油器。它用銅線或鋁線密繞在筒形芯架1的外部來組成濾芯，并裝在殼體3內（用于吸油管路上的濾油器無殼體）。油液經線間間隙和芯架槽孔流入濾油器內，再從上部孔道流出。這種濾油器結構簡單、通油能力大、過濾效果好，可用作吸濾器或回流過濾器，但不易清洗。

圖7.7線隙式濾油器1－芯架；2－濾芯；3－殼體

濾油器的主要類型及其性能(2/6)10(3)紙芯式濾油器紙芯式濾油器又稱紙質濾油器，其結構類同于線隙式，只是濾芯為紙質。圖7.8所示為紙質濾油器的結構，濾芯由三層組成：外層2為粗眼鋼板網，中層3為折疊成星狀的濾紙，里層4由金屬絲網與濾紙折疊組成。這樣就提高了濾芯強度，延長了使用壽命。紙質濾油器的過濾精度高（5~30m），可在高壓（38MPa）下工作，它結構緊湊、通油能力大，一般配備殼體后用作壓濾器。其缺點是無法清洗，需經常更換濾芯。7.8紙質濾油器1－堵塞狀態發訊裝置；2－濾芯外層；3－濾芯中層；4－濾芯里層；5－支承彈簧濾油器的主要類型及其性能(3/6)(3)紙芯式濾油器7.8紙11紙質濾油器的濾芯能承受的壓力差較小（0.35MPa），為了保證濾油器能正常工作，不致因雜質逐漸聚積在濾芯上引起壓差增大而壓破紙芯，故濾油器頂部裝有堵塞狀態發訊裝置。發訊裝置與濾油器并聯，其工作原理如圖7.9所示。濾芯進油和出油的壓差作用在活塞2上，與彈簧5的推力相平衡。當濾芯逐漸堵塞時，壓差加大，推動活塞2和永久磁鐵4右移，干簧管6受磁鐵4作用吸合，接通電路，報警器7發出堵塞信號——發亮或發聲，提醒操作人員更換濾芯。電路上若增設延時繼電器，還可在發訊一定時間后實現自動停機保護。圖7.9堵塞狀態發訊裝置1－接線柱；2－活塞；3－閥體；4－永磁鐵；5－彈簧；6－感簧管；7－報警器濾油器的主要類型及其性能(4/6)紙質濾油器的濾芯能承受的壓力差較小12(4)金屬燒結式濾油器圖7.10所示為金屬燒結式濾油器。濾芯可按需要制成不同的形狀，油液經過金屬顆粒間的無規則的微小孔道進入濾芯內。選擇不同粒度的粉末燒結成不同厚度的濾芯，可以獲得不同的過濾精度（10~100m之間）。燒結式濾油器的過濾精度較高，濾芯的強度高，抗沖擊性能好，能在較高溫度下工作，有良好的抗腐蝕性，且制造簡單，它可用在不同的位置。缺點是：易堵塞，難清洗，燒結顆粒使用中可能會脫落，再次造成油液的污染。圖7.10金屬粉末燒結式濾油器濾油器的主要類型及其性能(5/6)(4)金屬燒結式濾油器圖7.113(5)磁性濾油器磁性濾油器的工作原理就是利用磁鐵吸附油液中的鐵質微粒。但一般結構的磁性濾油器對其他污染物不起作用，通常用作回流過濾器。它常被用作復式濾油器的一部分。(6)復式濾油器復式濾油器即上述幾類濾油器的組合。例如在圖7.10所示的濾芯中間，再套入一組磁環即成為磁性燒結式濾油器。復合濾油器性能更為完善，一般設有多種結構原理的堵塞狀態發訊裝置，有的還設有安全閥。當過濾雜質逐漸將濾芯堵塞時，濾芯進出油口的壓力差增大，若超過所調定的發訊壓力，發訊裝置便會發出堵塞信號。如不及時清洗或更換濾芯，當壓差達到所調定的安全壓力時，類似于直動式溢流閥的安全閥便會打開，以保護濾芯免遭損壞。安裝在回油路上的紙質磁性濾油器，適用于對鐵質微粒要求去除干凈的傳動系統。濾油器的主要類型及其性能(6/6)(5)磁性濾油器濾油器的主要類142.對濾油器的基本要求和選用選用濾油器時，應注意以下幾點：(1)有足夠的過濾精度。過濾精度是指通過濾芯的最大尖硬顆粒的大小，以其直徑d的公稱尺寸（單位）表示。其顆粒越小，精度越高。精度分粗（d≥100μm）、普通（d≥10100μm

）、精（d≥510μm

）和特精（d≥15μm

）四個等級。應該指出，近年來有一種推廣使用高精度濾油器的觀點。研究表明，液壓元件相對運動表面的間隙大多在1~5m范圍內。因而工作中首先是這個尺寸范圍內的污染顆粒進入運動間隙，引起磨損，擴大間隙，進而更大顆粒進入，造成表面磨損的一系列反應。因此，若能有效地控制1~5m的污染顆粒，則這種系列反應就不會發生。試驗和嚴格的檢測證實了這種觀點。實踐證明，采用高精度濾油器，液壓泵和液壓馬達的壽命可延長4~10倍，可基本消除閥的污染、卡緊和堵塞故障，并可延長液壓油和濾油器本身的使用壽命。2.對濾油器的基本要求和選用選用濾15對過濾器的基本要求和選用(2/2)（2）有足夠的過濾能力。過濾能力即一定壓降下允許通過濾油器的最大流量。不同類型的濾油器可通過的流量值有一定的限制，需要時可查閱有關樣本和手冊。（3）濾芯便于清洗更換。對過濾器的基本要求和選用(2/2)163.過濾器的安裝位置(1)安裝在泵的吸油路上這種安裝主要用來保護泵不致吸入較大的機械雜質。根據泵的要求，可用粗的或普通精度的濾油器。為了不影響泵的吸油性能，防止發生氣穴現象，濾油器的過濾能力應為泵流量的2倍以上，壓力損失不得超過0.01~0.035MPa。必要時，泵的吸入口應置于油箱液面以下。(2)安裝在泵的出口油路上這種安裝主要用來濾除可能侵入閥類元件的污染物。一般采用10~15m過濾精度的濾油器。它應能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，其壓力降應小于0.35MPa，并應有安全閥或堵塞狀態發訊裝置，以防泵過載和濾芯損壞。3.過濾器的安裝位置(1)安17液壓傳動系統輔助元件課件18過濾器的安裝位置(2/3)(3)安裝在系統的回油管路上這種安裝可濾去油液流回油箱以前的污染物，為液壓泵提供清潔的油液。因回油路壓力極低，可采用濾芯強度不高的精濾油器，并允許濾油器有較大的壓力降。濾油器也可簡單地并聯一單向閥作為安全閥，以防堵塞或低溫啟動時高粘度油液流過濾油器所引起的系統回油壓力的升高。

過濾器的安裝位置(2/3)(3)19過濾器的安裝位置(2/3)(4)安裝在系統的分支油路上當泵流量較大時，若仍采用上述各種油路過濾，濾油器可能過大。為此可在只有泵流量20%~30%左右的支路上安裝一小規格濾油器，對油液起濾清作用。這種安裝方法不會在主油路中造成壓力損失，過濾器也不必承受系統工作壓力。其主要缺點是不能完全保證液壓元件的安全，僅間接保護系統。過濾器的安裝位置(2/3)(4)20過濾器的安裝位置(3/3)(5)安裝在系統外的過濾回油路上大型液壓傳動系統可專設一液壓泵和濾油器，濾除油液中的雜質，以保護主系統。研究表明，在壓力和流量波動下，濾油器的功能會大幅度降低。顯然，前三種安裝都有此影響，而系統外的過濾回路卻沒有，故過濾效果較好。安裝濾油器時應注意，一般濾油器都只能單向使用，即進出油口不可反用，以利于濾芯清洗和安全。因此，濾油器不要安裝在液流方向可能變換的油路上。必要時可增設單向閥和濾油器，以保證雙向過濾，作為濾油器的新進展，目前雙向濾油器也已問世。過濾器的安裝位置(3/3)(5)安裝在21§7.3油箱1.油箱的功用和分類油箱的主要功用是：①儲放系統工作用油；②散發系統工作中產生的熱量；③分離油液中混入的空氣；④沉淀污物。按油箱液面是否與大氣相通，可分為開式油箱與閉式油箱。開式油箱廣泛用于一般的液壓傳動系統；閉式油箱則用于水下和高空無穩定氣壓或對工作穩定性與噪聲有嚴格要求處（空氣混入油液是工作不穩定和產生噪聲的主要原因）。這里僅介紹開式油箱。§7.3油箱1.油箱的功用和分類222.油箱的設計要點初步設計時，油箱的有效容量可按下述經驗公式確定，即（7.5）式中V——油箱的有效容量（L）；

m——系數，m值的選取：低壓系統為m=2~4，中壓系統為m=5~7，中高壓或高壓大功率系統為m=6~12；

qp——液壓泵的流量（L/min）。對功率較大且連續工作的液壓傳動系統，必要時還應進行熱平衡計算，以最后確定油箱容量。2.油箱的設計要點初步設計時，油箱23油箱的設計要點(2/6)下面結合圖7.12所示的油箱結構示意圖，分述設計要點如下。圖7.12油箱結構示意圖1－回油管；2－泄油管；3－吸油管；4－空氣濾清器；5－安裝板；6－隔板；7－放油口；8－濾油器；9－清洗窗；10－液位計油箱的設計要點(2/6)下面結合圖24（1）基本結構為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱外形以立方體或長六面體為宜。油箱的頂蓋上一般要安放液壓泵和電機（也有的置于油箱旁邊或油箱下面）以及閥的集成裝置等，這基本決定了箱蓋的尺寸；最高油面只允許達到箱高的80%。據此兩點可決定油箱的三個方向上的尺寸。油箱一般用厚度為2.5~4mm的鋼板焊成，頂蓋要適當加厚并用螺釘通過焊在箱體上的角鋼加以固定。頂蓋可以是整體的，也可分為幾塊。液壓泵、電動機和閥的集成裝置可直接固定在頂蓋上，也可固定在圖示安裝板上，安裝板與頂蓋間應墊上橡膠板以緩和振動。油箱底腳高度應在150mm以上，以便散熱、搬移和放油。油箱四周要有吊耳，以便起吊裝運。油箱應有足夠的剛度，大容量且較高的油箱要采用骨架式結構。油箱的設計要點(3/6)（1）基本結構油箱的設計要點(3/6)25（2）吸、回、泄油管的設置液壓泵的吸油管與系統回油管之間的距離應盡可能遠些，管口都應插于最低油面之下，以免吸空和飛濺起泡，但離箱底要大于管徑的2~3倍。回油管口應截成45°斜角，以增大通流截面面積，并面向箱壁，以利散熱和沉淀雜質。吸油管端部所安裝的濾油器，離箱壁要有3倍管徑的距離，以便四面進油。閥的泄油管口應在液面之上，以免產生背壓；液壓馬達和液壓泵的泄油管則應引入液面之下，以免吸入空氣。為防止油箱表面漏油污染現場環境，必要時要在油箱下面或頂蓋四周裝設盛油盤。油箱的設計要點(4/6)（2）吸、回、泄油管的設置油箱的設計要26（3）隔板的設置在油箱中設置隔板的目的是將吸、回油隔開，迫使油液循環流動，利于散熱和沉淀。一般設置一到二個隔板，高度可接近最大液面。為了使散熱效果好，應使液流在油箱中有較長的流程，如果與四壁都接觸，效果更佳。（4）空氣濾清器與液位計的設置空氣濾清器的作用是使油箱與大氣相通，保證液壓泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物；兼作加油口用。它一般布置在頂蓋上靠近油箱邊緣處。液位計用于監測油面高度，故其窗口尺寸應能滿足對最高與最低液位的觀察。兩者皆為標準件，可按需要選用。油箱的設計要點(5/6)（3）隔板的設置油箱的設計要點(5/627（5）放油口與清洗窗的設置圖7.12中油箱底面做成斜面，在最低處設放油口，平時用螺塞或放油閥堵住，換油時將其打開放走污油。換油時為便于清洗油箱，大容量的油箱一般均在側壁設清洗窗，其位置安排應便于吸油濾油器的裝拆。（6）防污密封油箱蓋板和窗口連接處均需加密封墊，各進、出油管通過的孔都需要裝有密封墊。（7）油溫控制油箱正常工作溫度應在15~65℃之間，必要時應安裝溫度計、溫控器和熱交換器。（8）油箱內壁加工新油箱經噴丸、酸洗和表面清潔后，四壁可涂一層與工作液相容的塑料薄膜或耐油清漆。油箱的設計要點(6/6)（5）放油口與清洗窗的設置油箱的設計要28§7.4管道和管接頭

液壓管道和管接頭是連接液壓元件、輸送壓力油的裝置。設計液壓系統時要認真選擇管道和管接頭。管徑過大，會使液壓裝置結構龐大，增加不必要的成本費用；管徑太小，又會使管內液體流速過高，不但會增大壓力損失、降低系統效率，而且易引起振動和噪聲，影響系統的正常工作。§7.4管道和管接頭液壓管道和297.4.1油管（1）種類和選用液壓系統中使用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、塑料管和尼龍管等幾種，一般是根據液壓系統的工作壓力、工作環境和液壓元件的安裝位置等因素來選用。現代液壓系統一般使用鋼管和橡膠軟管，很少使用銅管、塑料管和尼龍管。7.4.1油管30液壓系統用鋼管通常為無縫鋼管，分為冷拔精密無縫鋼管和熱軋普通無縫鋼管，材料為10號或15號鋼。高、中壓和大通徑情況下用15號鋼。精密無縫鋼管內壁光滑，通油能力好，而且外徑尺寸較精確，適宜采用卡套式管接頭連接；普通無縫鋼管適宜于采用焊接式管接頭連接。鋼管壁厚與承壓能力有關。無縫鋼管的彎曲半徑一般取鋼管外徑的5倍～8倍，外徑大時取大值。液壓系統用鋼管通常為無縫鋼管，分為冷拔精密無縫鋼管和熱軋普通31銅管有紫銅管和黃銅管。紫銅管的最大優點是裝配時易彎曲成各種需要的形狀，但承壓能力較低，一般不超過6.5MPa～10MPa，抗振能力較差，易使油液氧化，且價格昂貴。黃銅管可承受25MPa的壓力，但不如紫銅管那樣容易彎曲成形。現代液壓系統已經很少使用銅管。銅管有紫銅管和黃銅管。紫銅管的最大優點是裝配時易彎曲成各種需32耐油橡膠軟管安裝連接方便，適用于有相對運動部件之間的管道連接，或彎曲形狀復雜的地方。橡膠軟管分高壓和低壓兩種：高壓軟管是鋼絲編織或鋼絲纏繞為骨架的軟管，鋼絲層數越多、管徑越小，耐壓能力越大；低壓軟管是麻線或棉紗編織體為骨架的膠管。使用高壓軟管時，要特別注意其彎曲半徑的大小，一般取外徑的7倍～10倍。耐油橡膠軟管安裝連接方便，適用于有相對運動部件之間的管道連接33尼龍管是一種新型的乳白色半透明管，承壓能力因材料而異，約為2.5MPa～8MPa。一般只在低壓管道中使用。尼龍管加熱后可以隨意彎曲、變形，冷卻后就固定成形，因此便于安裝。它兼有銅管和橡膠軟管的優點。耐油塑料管價格便宜、裝配方便，但耐壓能力低，只適用于工作壓力小于0.5MPa的回油、泄油油路。塑料管使用時間較長后會變質老化。尼龍管是一種新型的乳白色半透明管，承壓能力因材料而異，約為234管道(2/3)(2)尺寸的計算管道的內徑d和壁厚

可用下列兩式計算，并需圓整為標準數值，即（7.6）（7.7）式中q——管內的最大流量（m3/s）；

——允許流速（m/s）。推薦值為：吸油管取0.5~1.5m/s，回油管取1.5~2m/s，壓力油管取2.5~5m/s（壓力高時取大值），控制油管取2~3m/s，橡膠軟管應小于4m/s；

p——管內的工作壓力（MPa）；

n——安全系數。對于鋼管：pMPa時取n=8，7MPa<p

17.5MPa時取n=6，p>MPa時取n=4；

σb——管材的抗拉強度（MPa），可由材料手冊查出。管道(2/3)(2)尺寸的計算35管道(3/3)(3)安裝要求（a）管道應盡量短，最好橫平豎直，轉彎少。為避免管道皺折，減少壓力損失，管道裝配時的彎曲半徑要足夠大。管道懸伸較長時要適當設置管夾（也是標準件）。（b）管道盡量避免交叉，平行管間距要大于100mm，以防接觸振動并便于安裝管接頭。（c）軟管直線安裝時要有30%左右的余量，以適應油溫變化、受拉和振動的需要。彎曲半徑要大于9倍軟管外徑，彎曲處到管接頭的距離至少等于6倍外徑。管道(3/3)(3)安裝要求362.管接頭管接頭是管道和管道、管道和其他元件（如泵、閥、集成塊等）之間的可拆卸連接件。管接頭與其他元件之間可采用普通細牙螺紋連接或錐螺紋連接（多用于中低壓），如圖7.13所示。圖7.13硬管接頭1－接頭體；2－接頭螺母；3－管套；4－卡套；5－接管；6－管子；7－組合密封墊圈；8－O形密封圈2.管接頭管接頭是管道和管道、管道37(1)硬管接頭按管接頭和管道的連接方式分，有擴口式管接頭、卡套式管接頭和焊接式管接頭三種。圖7.13（a）所示為擴口式管接頭，它適用于紫銅管、薄鋼管、尼龍管和塑料管等低壓管道的連接。擰緊接頭螺母，通過管套就使管子壓緊密封。圖7.13（b）所示為卡套式管接頭。擰緊接頭螺母，卡套發生彈性變形便將管子夾緊。它對軸向尺寸要求不嚴，裝拆方便，但對管道連接用管子尺寸精度要求較高，需采用冷拔無縫鋼管。可用于高壓系統。圖7.13（c）和7.13（d）所示為焊接式管接頭。接管與接頭體之間的密封方式有球面與錐面接觸密封（如圖7.13（c））和平面加O形圈密封（如圖7.13（d））兩種。前者有自位性，安裝時不很嚴格，但密封可靠性稍差，適用于工作壓力不高的液壓系統（約8MPa以下的系統）；后者可用于高壓系統。管接頭(2/4)(1)硬管接頭管接頭(2/4)38管接頭(3/4)(2)膠管接頭膠管接頭有可拆式和扣壓式兩種，各有A、B和C三種類型。隨管徑不同可用于工作壓力在6~40MPa的系統。圖7.14為A型扣壓式膠管接頭，裝配時須剝離外膠層，然后在專門設備上扣壓而成。圖7.14扣壓式膠管接頭管接頭(3/4)(2)膠管接頭39管接頭(4/4)(3)快速接頭快速接頭的全稱為快速裝拆管接頭，它的裝拆無需工具，適用于需經常裝拆處。圖7.15所示為油路接通的工作位置。需要斷開油路時，可用力把外套6向左推，再拉出接頭體10，鋼球8（有6~8顆）即從接頭體10的槽中退出；與此同時，單向閥4、11的錐形閥芯，分別在彈簧3、12的作用下將兩個閥口關閉，油路即斷開。圖7.15快速接頭1－卡環；2－插座；3、7、12－彈簧；4、11－單向閥；5－密封圈；6－外套；8－鋼球；9－卡環；10－接頭體管接頭(4/4)(3)快速接頭40§7.5密封件7.5.1密封件的作用和分類在液壓系統中，密封件的作用是防止工作介質的內、外泄漏，以及防止灰塵、金屬屑等異物侵入液壓系統。能實現上述作用的裝置稱為密封裝置，其中起密封作用的關鍵元件稱為密封件。密封分為間隙密封和非間隙密封，前者必須保證一定的配合間隙，后者則是利用密封件的變形達到完全消除兩個配合面的間隙或使間隙控制在需要密封的液體能通過的最小間隙以下；最小間隙由工作介質的壓力、黏度、工作溫度、配合面相對運動速度等決定。§7.5密封件7.5.1密封件的作用和分類41液壓系統中的密封裝置有各種形式，如活塞環密封、機械密封、組合密封墊圈、金屬密封墊圈、橡膠墊片、橡膠密封圈等。一般地，液壓系統對密封件的主要要求是：(1)在一定的壓力、溫度范圍內具有良好的密封性能。(2)有相對運動時，由密封件所引起的摩擦力應盡量小，摩擦系數應盡量穩定。(3)耐腐蝕性、耐磨性好，不易老化，工作壽命長，磨損后能在一定程度上自動補償。(4)結構簡單，裝拆方便，成本低廉。液壓系統中的密封裝置有各種形式，如活塞環密封、機械密封、組合427.5.2橡膠密封圈的種類和特點橡膠密封圈有O形、Y形、V形唇形及組合密封圈等數種。圖6.7所示為O形、Y形、V形密封圈剖面形狀圖。7.5.2橡膠密封圈的種類和特點橡膠密封圈有O形、Y形43液壓傳動系統輔助元件課件44液壓傳動系統輔助元件課件451.O形密封圈O形密封圈是一種斷面形狀為圓形的耐油橡膠環。它是液壓設備中使用得最多、最廣泛的一種密封件，可用于靜密封和動密封。為減少或避免運動時O形圈發生扭曲和變形，用于動密封的O形圈的斷面直徑較用于靜密封的斷面直徑大。它既可以用于外徑或內徑密封也可以用于端面密封。O形密封圈的特點是結構簡單，單圈即可對兩個方向起密封作用，動摩擦阻力較小，對油液種類、壓力和溫度的適應性好。其缺點是，用作動密封時，啟動摩擦阻力較大，磨損后不能自動補償，使用壽命短。1.O形密封圈O形密封圈是一種斷面形狀為圓形的耐油橡膠46O形密封圈裝入溝槽時的情況如圖所示，圖中δ1和δ2為O形圈裝配后的預變形量，它是保證密封性能所必須具備的。預變形量的大小應選擇適當，過小時會由于安裝部位的偏心、公差波動等而漏油，過大時對用于動密封的O形密封圈來說，摩擦阻力會增加，所以靜密封用O形圈的預變形量通常取大些，而動密封用O形圈的預變形量應取小些。O形密封圈裝入溝槽時的情況如圖所示，圖中δ1和δ2為47用于各種情況下的O形圈尺寸及其安裝溝槽的形狀、尺寸和加工精度等都可從液壓工程手冊中查到。O形密封圈一般適用于工作壓力10MPa以下的元件，當壓力過高時，可設置多道密封圈，并應該在密封槽內設置密封擋圈，以防止O形圈從密封槽的間隙中擠出。用于各種情況下的O形圈尺寸及其安裝溝槽的形狀、尺寸和加工精482.Y形密封圖Y形密封圈一般用聚氨酯橡膠和丁腈橡膠制成，其截面形狀呈Y形，如圖6.7(b)所示。這種密封圈有一對與密封面接觸的唇邊，安裝時唇口對著壓力高的一邊。油壓低時，靠預壓縮密封；油壓高時，受油壓作用兩唇張開，貼緊密封面，能主動補償磨損量，油壓越高，唇邊貼得越緊。雙向受力時要成對使用。這種密封圈摩擦力較小，啟動阻力與停車時間長短和油壓大小關系不大，運動平穩，適用于高速(0.5m/s)、高壓(可達32MPa)的動密封。2.Y形密封圖Y形密封圈一般用聚氨酯橡膠和丁腈橡膠制成493.V形密封圈V形密封圈由多層涂膠織物壓制而成，其形狀如圖6.7(c)所示，由三種不同截面形狀的壓環、密封環、支承環組成。壓力小于10MPa時，使用一套三件已足夠保證密封；壓力更高時，可以增加中間密封環的個數。這種密封圈安裝時應使密封環唇口面對壓力油作用方向。V形密封圈的接觸面較長，密封性能好，耐高壓(可達50MPa)，壽命長，但摩擦力較大。3.V形密封圈V形密封圈由多層涂膠織物壓制而成，其形狀504.同軸組合密封裝置同軸組合密封裝置是由加了填充材料的改性聚四氟乙烯滑環和充當彈性體的橡膠環(如O形圈、矩形圈或X形圈)組成，如圖6.9所示。聚四氟乙烯滑環自潤滑性好，摩擦阻力小，但缺乏彈性，通常將其與彈性體的橡膠環同軸組合使用，利用橡膠環的彈性施加壓緊力，二者取長補短，能產生良好的密封效果。4.同軸組合密封裝置同軸組合密封裝置是由加了填充材料的改性51§7.6熱交換器7.6.1液壓系統的發熱和散熱當液壓系統工作時，液壓泵、液壓馬達和液壓缸的容積損失和機械損失，液壓控制裝置及管路的壓力損失，工作介質的黏性摩擦等會引起能量損失。系統損耗的能量全部轉化為熱能，且大部分被液壓油吸收，使得系統工作介質溫度升高。油溫升高會降低油液的黏性和潤滑性，增加泄漏。若油溫過高(＞80℃)易使油液變質污染，析出瀝青狀物，它們一旦進入元件的滑動表面和配合間隙，就會引起種種故障，縮短元件工作壽命，直接影響系統的正常工作。在高寒地區，因工作環境溫度過低(＜15℃)，會造成系統啟動、吸油困難，產生空穴，也會影響系統的正常工作。§7.6熱交換器7.6.1液壓系統的發熱和散熱52液壓系統在適宜的工作溫度下保持熱平衡，不僅是系統所必需的，而且有利于提高系統工作穩定性，有利于減小機械設備的熱變形，提高工作精度。為了使油溫控制在最佳范圍內，可經常使用冷卻器強制冷卻，使用加熱器預熱。液壓系統中的熱量一般可以通過熱傳導、熱輻射、熱對流三種基本方式自然散發，熱量在一定溫度下會自動達到熱平衡。如果熱平衡溫度超過了液壓系統允許的最高溫度，或是對溫度有特殊要求，則應安裝冷卻器強制冷卻；反之，如果環境溫度太低，油泵無法正常啟動或對油溫有要求時，則應安裝加熱器提高油溫。液壓系統在適宜的工作溫度下保持熱平衡，不僅是系統所必需的，而537.6.2冷卻器的結構與選用冷卻器有水冷式、風冷式和冷媒式三種。（1）水冷式.最簡單的水冷式冷卻器是蛇形管式，如圖6.20所示，它以一組或幾組的形式，直接裝在液壓油箱內。冷卻水從管內流過時，就將油液中的熱量帶走。這種冷卻器的散熱面積小，且因油液流動速度很低，因此冷卻效率甚低。7.6.2冷卻器的結構與選用冷卻器有水冷式、風冷式和冷媒式54大功率液壓系統一般采用多管式冷卻器，其結構如圖6.21所示，它是一種強制對流式冷卻器。冷卻水從管內流過，油液從筒體中的管間流過，中間隔板使油流折流，從而增加油液的循環路線長度，以強化熱交換效果。大功率液壓系統一般采用多管式冷卻器，其結構如圖6.21所示55（2）風冷式在水源不方便的地方，如在行走設備上，可以用風冷式冷卻器。如圖6.23所示為板翅式二次表面換熱器的結構示意圖。油液從帶有板翅散熱片的盤管中通過，正面用風扇送風冷卻。這種冷卻器結構簡單緊湊、散熱面積大、散熱效率高、適應性好、運轉費用較低。（2）風冷式在水源不方便的地方，如在行走設備上，可以用風56（3）冷媒式冷媒式是利用冷媒介質(如氟里昂)在壓縮機內做絕熱壓縮，使散熱器散熱，蒸發器吸熱的原理，把熱油的熱量帶走，使油液冷卻。此種方式冷卻效果最好，但價格昂貴，常用于精密機床等設備。（3）冷媒式冷媒式是利用冷媒介質(如氟里昂)在壓縮機內57冷卻器的安裝位置

不論哪一類的冷卻器,都應安裝在壓力很低或壓力為零的管路上,這樣可防止冷卻器承受高壓且冷卻效果也較好。冷卻器的安裝位置不論哪一類的冷卻器,都應安58冷卻器選擇在選擇冷卻器時，一般根據系統的工作環境、技術要求、經濟性、可靠性和壽命等方面的要求進行選擇，以適應系統的工作要求。系統的工作環境包括環境溫度和安裝條件，如可提供的冷卻介質的種類及溫度(即冷卻器冷卻介質的入口溫度)，若用水冷卻，要了解水質情況以及可供冷卻器占用的空間等；技術要求包括液壓系統的工作液體進入冷卻器的溫度，冷卻器必須帶走的熱量，通過冷卻器油液的流量和壓力；經濟性包括購置費用和維護費用等。冷卻器選擇在選擇冷卻器時，一般根據系統的工作環境、技術要求、597.6.3加熱器的結構和選用在嚴寒地區使用液壓設備，開始工作時油溫低，啟動困難，效率也低，所以必須將油箱中的液壓油加熱。對于要求在恒溫下工作的液壓實驗裝置、精密機床等液壓設備，也必須在開始工作之前，把油溫提高到一定值。加熱的方法如下。(1)用系統本身的液壓泵加熱，使全部油液通過溢流閥或安全閥回到油箱，使液壓泵的驅動功率大部分轉化為熱量，從而油液升溫。(2)用表面加熱器加熱，可以用蛇形管蒸汽加熱，也可用電加熱器加熱。為了不使油液局部高溫導致燒焦，表面加熱器的表面功率密度不應大于3W/cm2。7.6.3加熱器的結構和選用在嚴寒地區使用液壓設備，開始工60在油箱中設置蛇形管，用通入熱水或蒸汽來加熱的方法比較麻煩，效果也差。因此一般都采用電熱器加熱，如圖6.25所示。這種加熱器結構簡單，可根據最高和最低使用油溫實現自動控制。電加熱器的加熱部分必須全部浸入油中，最好橫向水平安裝在油箱側壁上，以避免油面降低時加熱器表面露出油面。由于油液是熱的不良導體，所以應注意油的對流。加熱器最好設置在油箱回油管一側，以便加速熱量的擴散，必要時可設置攪拌裝置。單個加熱器的功率不宜太大，以免周圍溫度過高使油液變質污染，必要時可多裝幾個小功率加熱器

圖4.12加熱器的安裝在油箱中設置蛇形管，用通入熱水或蒸汽來加熱的方法比較麻煩，效61第7章液壓傳動系統輔助元件§7.1蓄能器§7.2濾油器§7.3油箱§7.4管件返回第7章液壓傳動系統輔助元件§7.1蓄能器§7.262§7.1蓄能器1.蓄能器的功能（1）作輔助動力源。工作時間較短的間歇工作系統或一個循環內速度差別很大的系統，在系統不需要大流量時，可以把液壓泵輸出的多余壓力油液儲存在液壓蓄能器內，到需要時再由液壓蓄能器快速釋放給系統。這樣就可以按液壓系統循環周期內平均流量選用液壓泵，以減小功率消耗，降低系統溫升。圖7.1所示為一液壓機的液壓傳動系統。當液壓缸慢進和保壓時，液壓泵的部分流量進入液壓蓄能器4被儲存起來，達到設定壓力后，卸荷閥3打開，液壓泵卸荷。當液壓缸在快速進退時，液壓蓄能器與液壓泵一起向液壓缸供油。因此，在系統設計時可按平均流量選用較小流量規格的液壓泵。圖7.1液壓蓄能器作輔助動力源的液壓傳動系統1－液壓泵；2－單向閥；3－卸荷閥；4－液壓蓄能器；5－換向閥；6－液壓缸§7.1蓄能器1.蓄能器的功能（163蓄能器的功能(2/2)（2）維持系統壓力。在液壓泵停止向系統提供油液的情況下，液壓蓄能器將所存儲的壓力油液供給系統，補償系統泄漏或充當應急能源，使系統在一段時間內維持系統壓力。（3）吸收系統脈動，緩和液壓沖擊。液壓蓄能器能吸收系統在液壓泵突然啟動或停止、液壓閥突然關閉或開啟、液壓缸突然運動或停止時所出現的液壓沖擊，也能吸收液壓泵工作時的壓力脈動，大大減小其幅值。蓄能器的功能(2/2)（2）維持系統壓642.液壓蓄能器的結構和性能液壓蓄能器有各種結構形狀，如圖7.2所示。重力式液壓蓄能器由于體積龐大、結構笨重、反應遲鈍，在液壓傳動系統中很少應用。在液壓傳動系統中主要應用有彈簧式和充氣式兩種。目前常用的是利用氣體壓縮和膨脹來儲存、釋放液壓能的充氣式液壓蓄能器。它主要有活塞式和皮囊式兩種。圖7.2液壓蓄能器1－重力式；2－彈簧式；3－活塞式；4－皮囊式；5－薄膜式2.液壓蓄能器的結構和性能液壓蓄能65蓄能器的類型(2/6)(1)活塞式液壓蓄能器活塞式液壓蓄能器中的氣體和油液由活塞隔開，其結構如圖7.3所示。活塞1的上部為壓縮空氣，氣體由氣閥3充入，其下部經油孔a通向液壓系統。活塞1隨下部壓力油的儲存和釋放而在缸筒2內來回滑動。為防止活塞上下兩腔互通而使氣液混合，在活塞上裝有O型密封圈。這種液壓蓄能器結構簡單、壽命長，它主要用于大容量蓄能器。但因活塞有一定的慣性和因O型密封圈的存在有較大的摩擦力，所以反應不夠靈敏，因此適用于儲存能量。另外，密封件磨損后，會使氣液混合，影響系統的工作穩定性。

圖7.3活塞式液壓蓄能器1－活塞；2－缸筒；3－氣閥

蓄能器的類型(2/6)(1)66蓄能器的類型(2/6)(2)皮囊式液壓蓄能器皮囊式液壓蓄能器中氣體和油液由皮囊隔開，其結構如圖7.4所示。皮囊用耐油橡膠制成，固定在耐高壓殼體內的上部。皮囊內充入惰性氣體（一般為氮氣）。殼體下端的提升閥A是一個用彈簧加載的菌形閥。壓力油從此通入，并能在油液全部排出時，防止皮囊膨脹擠出油口。這種結構使氣液密封可靠，并且因皮囊慣性小，反應靈敏，克服了活塞式液壓蓄能器的缺點，因此，它的應用廣泛，但工藝性較差。

圖7.4皮囊式液壓蓄能器1－殼體；2－皮囊；3－氣閥蓄能器的類型(2/6)(2)67蓄能器的類型(3/6)(3)薄膜式液壓蓄能器薄膜式液壓蓄能器利用薄膜的彈性來儲存、釋放壓力能。主要用于小容量的場合。如用作減震器、緩沖器和用于控制油的循環等。(4)彈簧式液壓蓄能器彈簧式液壓蓄能器利用彈簧的壓縮和伸長來儲存、釋放壓力能。它的結構簡單，反應靈敏，但容量小。可用于小容量、低壓（p<1~1.2MPa）的回路緩沖；不適用于高壓或高頻的工作場合。蓄能器的類型(3/6)(3)薄68蓄能器的類型(3/6)3.蓄能器的安裝蓄能器安裝時應注意以下幾點。(1)皮囊式蓄能器應垂直安裝，使油口向下，充氣閥朝上。(2)用于吸收沖擊壓力和脈動壓力的蓄能器應盡可能安裝在靠近振源處。(3)裝在管路上的蓄能器必須用支撐板或支持架固定。(4)蓄能器與管路系統之間應安裝截止閥，便于充氣、檢修；蓄能器與液壓泵之間應安裝單向閥，防止液壓泵停轉或卸荷時蓄能器儲存的壓力油倒流。蓄能器的類型(3/6)3.蓄能器的安裝69§7.2濾油器1.濾油器的主要類型及其性能(1)網式濾油器圖7.6所示為網式濾油器，在周圍開有很多窗孔的塑料或金屬筒形骨架1上，包著一層或兩層銅絲網2。過濾精度由網孔大小和層數決定，有80、100、180m三個等級。網式濾油器結構簡單、清洗方便、通油能力大，但過濾精度低，常用于吸油管路作吸濾器，對油液進行粗濾。圖7.6網式濾油器1－筒形骨架；2－銅絲網§7.2濾油器1.濾油器的主要類型及其性能70濾油器的主要類型及其性能(2/6)(2)線隙式濾油器圖7.7所示為線隙式濾油器。它用銅線或鋁線密繞在筒形芯架1的外部來組成濾芯，并裝在殼體3內（用于吸油管路上的濾油器無殼體）。油液經線間間隙和芯架槽孔流入濾油器內，再從上部孔道流出。這種濾油器結構簡單、通油能力大、過濾效果好，可用作吸濾器或回流過濾器，但不易清洗。

圖7.7線隙式濾油器1－芯架；2－濾芯；3－殼體

濾油器的主要類型及其性能(2/6)71(3)紙芯式濾油器紙芯式濾油器又稱紙質濾油器，其結構類同于線隙式，只是濾芯為紙質。圖7.8所示為紙質濾油器的結構，濾芯由三層組成：外層2為粗眼鋼板網，中層3為折疊成星狀的濾紙，里層4由金屬絲網與濾紙折疊組成。這樣就提高了濾芯強度，延長了使用壽命。紙質濾油器的過濾精度高（5~30m），可在高壓（38MPa）下工作，它結構緊湊、通油能力大，一般配備殼體后用作壓濾器。其缺點是無法清洗，需經常更換濾芯。7.8紙質濾油器1－堵塞狀態發訊裝置；2－濾芯外層；3－濾芯中層；4－濾芯里層；5－支承彈簧濾油器的主要類型及其性能(3/6)(3)紙芯式濾油器7.8紙72紙質濾油器的濾芯能承受的壓力差較小（0.35MPa），為了保證濾油器能正常工作，不致因雜質逐漸聚積在濾芯上引起壓差增大而壓破紙芯，故濾油器頂部裝有堵塞狀態發訊裝置。發訊裝置與濾油器并聯，其工作原理如圖7.9所示。濾芯進油和出油的壓差作用在活塞2上，與彈簧5的推力相平衡。當濾芯逐漸堵塞時，壓差加大，推動活塞2和永久磁鐵4右移，干簧管6受磁鐵4作用吸合，接通電路，報警器7發出堵塞信號——發亮或發聲，提醒操作人員更換濾芯。電路上若增設延時繼電器，還可在發訊一定時間后實現自動停機保護。圖7.9堵塞狀態發訊裝置1－接線柱；2－活塞；3－閥體；4－永磁鐵；5－彈簧；6－感簧管；7－報警器濾油器的主要類型及其性能(4/6)紙質濾油器的濾芯能承受的壓力差較小73(4)金屬燒結式濾油器圖7.10所示為金屬燒結式濾油器。濾芯可按需要制成不同的形狀，油液經過金屬顆粒間的無規則的微小孔道進入濾芯內。選擇不同粒度的粉末燒結成不同厚度的濾芯，可以獲得不同的過濾精度（10~100m之間）。燒結式濾油器的過濾精度較高，濾芯的強度高，抗沖擊性能好，能在較高溫度下工作，有良好的抗腐蝕性，且制造簡單，它可用在不同的位置。缺點是：易堵塞，難清洗，燒結顆粒使用中可能會脫落，再次造成油液的污染。圖7.10金屬粉末燒結式濾油器濾油器的主要類型及其性能(5/6)(4)金屬燒結式濾油器圖7.174(5)磁性濾油器磁性濾油器的工作原理就是利用磁鐵吸附油液中的鐵質微粒。但一般結構的磁性濾油器對其他污染物不起作用，通常用作回流過濾器。它常被用作復式濾油器的一部分。(6)復式濾油器復式濾油器即上述幾類濾油器的組合。例如在圖7.10所示的濾芯中間，再套入一組磁環即成為磁性燒結式濾油器。復合濾油器性能更為完善，一般設有多種結構原理的堵塞狀態發訊裝置，有的還設有安全閥。當過濾雜質逐漸將濾芯堵塞時，濾芯進出油口的壓力差增大，若超過所調定的發訊壓力，發訊裝置便會發出堵塞信號。如不及時清洗或更換濾芯，當壓差達到所調定的安全壓力時，類似于直動式溢流閥的安全閥便會打開，以保護濾芯免遭損壞。安裝在回油路上的紙質磁性濾油器，適用于對鐵質微粒要求去除干凈的傳動系統。濾油器的主要類型及其性能(6/6)(5)磁性濾油器濾油器的主要類752.對濾油器的基本要求和選用選用濾油器時，應注意以下幾點：(1)有足夠的過濾精度。過濾精度是指通過濾芯的最大尖硬顆粒的大小，以其直徑d的公稱尺寸（單位）表示。其顆粒越小，精度越高。精度分粗（d≥100μm）、普通（d≥10100μm

）、精（d≥510μm

）和特精（d≥15μm

）四個等級。應該指出，近年來有一種推廣使用高精度濾油器的觀點。研究表明，液壓元件相對運動表面的間隙大多在1~5m范圍內。因而工作中首先是這個尺寸范圍內的污染顆粒進入運動間隙，引起磨損，擴大間隙，進而更大顆粒進入，造成表面磨損的一系列反應。因此，若能有效地控制1~5m的污染顆粒，則這種系列反應就不會發生。試驗和嚴格的檢測證實了這種觀點。實踐證明，采用高精度濾油器，液壓泵和液壓馬達的壽命可延長4~10倍，可基本消除閥的污染、卡緊和堵塞故障，并可延長液壓油和濾油器本身的使用壽命。2.對濾油器的基本要求和選用選用濾76對過濾器的基本要求和選用(2/2)（2）有足夠的過濾能力。過濾能力即一定壓降下允許通過濾油器的最大流量。不同類型的濾油器可通過的流量值有一定的限制，需要時可查閱有關樣本和手冊。（3）濾芯便于清洗更換。對過濾器的基本要求和選用(2/2)773.過濾器的安裝位置(1)安裝在泵的吸油路上這種安裝主要用來保護泵不致吸入較大的機械雜質。根據泵的要求，可用粗的或普通精度的濾油器。為了不影響泵的吸油性能，防止發生氣穴現象，濾油器的過濾能力應為泵流量的2倍以上，壓力損失不得超過0.01~0.035MPa。必要時，泵的吸入口應置于油箱液面以下。(2)安裝在泵的出口油路上這種安裝主要用來濾除可能侵入閥類元件的污染物。一般采用10~15m過濾精度的濾油器。它應能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，其壓力降應小于0.35MPa，并應有安全閥或堵塞狀態發訊裝置，以防泵過載和濾芯損壞。3.過濾器的安裝位置(1)安78液壓傳動系統輔助元件課件79過濾器的安裝位置(2/3)(3)安裝在系統的回油管路上這種安裝可濾去油液流回油箱以前的污染物，為液壓泵提供清潔的油液。因回油路壓力極低，可采用濾芯強度不高的精濾油器，并允許濾油器有較大的壓力降。濾油器也可簡單地并聯一單向閥作為安全閥，以防堵塞或低溫啟動時高粘度油液流過濾油器所引起的系統回油壓力的升高。

過濾器的安裝位置(2/3)(3)80過濾器的安裝位置(2/3)(4)安裝在系統的分支油路上當泵流量較大時，若仍采用上述各種油路過濾，濾油器可能過大。為此可在只有泵流量20%~30%左右的支路上安裝一小規格濾油器，對油液起濾清作用。這種安裝方法不會在主油路中造成壓力損失，過濾器也不必承受系統工作壓力。其主要缺點是不能完全保證液壓元件的安全，僅間接保護系統。過濾器的安裝位置(2/3)(4)81過濾器的安裝位置(3/3)(5)安裝在系統外的過濾回油路上大型液壓傳動系統可專設一液壓泵和濾油器，濾除油液中的雜質，以保護主系統。研究表明，在壓力和流量波動下，濾油器的功能會大幅度降低。顯然，前三種安裝都有此影響，而系統外的過濾回路卻沒有，故過濾效果較好。安裝濾油器時應注意，一般濾油器都只能單向使用，即進出油口不可反用，以利于濾芯清洗和安全。因此，濾油器不要安裝在液流方向可能變換的油路上。必要時可增設單向閥和濾油器，以保證雙向過濾，作為濾油器的新進展，目前雙向濾油器也已問世。過濾器的安裝位置(3/3)(5)安裝在82§7.3油箱1.油箱的功用和分類油箱的主要功用是：①儲放系統工作用油；②散發系統工作中產生的熱量；③分離油液中混入的空氣；④沉淀污物。按油箱液面是否與大氣相通，可分為開式油箱與閉式油箱。開式油箱廣泛用于一般的液壓傳動系統；閉式油箱則用于水下和高空無穩定氣壓或對工作穩定性與噪聲有嚴格要求處（空氣混入油液是工作不穩定和產生噪聲的主要原因）。這里僅介紹開式油箱。§7.3油箱1.油箱的功用和分類832.油箱的設計要點初步設計時，油箱的有效容量可按下述經驗公式確定，即（7.5）式中V——油箱的有效容量（L）；

m——系數，m值的選取：低壓系統為m=2~4，中壓系統為m=5~7，中高壓或高壓大功率系統為m=6~12；

qp——液壓泵的流量（L/min）。對功率較大且連續工作的液壓傳動系統，必要時還應進行熱平衡計算，以最后確定油箱容量。2.油箱的設計要點初步設計時，油箱84油箱的設計要點(2/6)下面結合圖7.12所示的油箱結構示意圖，分述設計要點如下。圖7.12油箱結構示意圖1－回油管；2－泄油管；3－吸油管；4－空氣濾清器；5－安裝板；6－隔板；7－放油口；8－濾油器；9－清洗窗；10－液位計油箱的設計要點(2/6)下面結合圖85（1）基本結構為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱外形以立方體或長六面體為宜。油箱的頂蓋上一般要安放液壓泵和電機（也有的置于油箱旁邊或油箱下面）以及閥的集成裝置等，這基本決定了箱蓋的尺寸；最高油面只允許達到箱高的80%。據此兩點可決定油箱的三個方向上的尺寸。油箱一般用厚度為2.5~4mm的鋼板焊成，頂蓋要適當加厚并用螺釘通過焊在箱體上的角鋼加以固定。頂蓋可以是整體的，也可分為幾塊。液壓泵、電動機和閥的集成裝置可直接固定在頂蓋上，也可固定在圖示安裝板上，安裝板與頂蓋間應墊上橡膠板以緩和振動。油箱底腳高度應在150mm以上，以便散熱、搬移和放油。油箱四周要有吊耳，以便起吊裝運。油箱應有足夠的剛度，大容量且較高的油箱要采用骨架式結構。油箱的設計要點(3/6)（1）基本結構油箱的設計要點(3/6)86（2）吸、回、泄油管的設置液壓泵的吸油管與系統回油管之間的距離應盡可能遠些，管口都應插于最低油面之下，以免吸空和飛濺起泡，但離箱底要大于管徑的2~3倍。回油管口應截成45°斜角，以增大通流截面面積，并面向箱壁，以利散熱和沉淀雜質。吸油管端部所安裝的濾油器，離箱壁要有3倍管徑的距離，以便四面進油。閥的泄油管口應在液面之上，以免產生背壓；液壓馬達和液壓泵的泄油管則應引入液面之下，以免吸入空氣。為防止油箱表面漏油污染現場環境，必要時要在油箱下面或頂蓋四周裝設盛油盤。油箱的設計要點(4/6)（2）吸、回、泄油管的設置油箱的設計要87（3）隔板的設置在油箱中設置隔板的目的是將吸、回油隔開，迫使油液循環流動，利于散熱和沉淀。一般設置一到二個隔板，高度可接近最大液面。為了使散熱效果好，應使液流在油箱中有較長的流程，如果與四壁都接觸，效果更佳。（4）空氣濾清器與液位計的設置空氣濾清器的作用是使油箱與大氣相通，保證液壓泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物；兼作加油口用。它一般布置在頂蓋上靠近油箱邊緣處。液位計用于監測油面高度，故其窗口尺寸應能滿足對最高與最低液位的觀察。兩者皆為標準件，可按需要選用。油箱的設計要點(5/6)（3）隔板的設置油箱的設計要點(5/688（5）放油口與清洗窗的設置圖7.12中油箱底面做成斜面，在最低處設放油口，平時用螺塞或放油閥堵住，換油時將其打開放走污油。換油時為便于清洗油箱，大容量的油箱一般均在側壁設清洗窗，其位置安排應便于吸油濾油器的裝拆。（6）防污密封油箱蓋板和窗口連接處均需加密封墊，各進、出油管通過的孔都需要裝有密封墊。（7）油溫控制油箱正常工作溫度應在15~65℃之間，必要時應安裝溫度計、溫控器和熱交換器。（8）油箱內壁加工新油箱經噴丸、酸洗和表面清潔后，四壁可涂一層與工作液相容的塑料薄膜或耐油清漆。油箱的設計要點(6/6)（5）放油口與清洗窗的設置油箱的設計要89§7.4管道和管接頭

液壓管道和管接頭是連接液壓元件、輸送壓力油的裝置。設計液壓系統時要認真選擇管道和管接頭。管徑過大，會使液壓裝置結構龐大，增加不必要的成本費用；管徑太小，又會使管內液體流速過高，不但會增大壓力損失、降低系統效率，而且易引起振動和噪聲，影響系統的正常工作。§7.4管道和管接頭液壓管道和907.4.1油管（1）種類和選用液壓系統中使用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、塑料管和尼龍管等幾種，一般是根據液壓系統的工作壓力、工作環境和液壓元件的安裝位置等因素來選用。現代液壓系統一般使用鋼管和橡膠軟管，很少使用銅管、塑料管和尼龍管。7.4.1油管91液壓系統用鋼管通常為無縫鋼管，分為冷拔精密無縫鋼管和熱軋普通無縫鋼管，材料為10號或15號鋼。高、中壓和大通徑情況下用15號鋼。精密無縫鋼管內壁光滑，通油能力好，而且外徑尺寸較精確，適宜采用卡套式管接頭連接；普通無縫鋼管適宜于采用焊接式管接頭連接。鋼管壁厚與承壓能力有關。無縫鋼管的彎曲半徑一般取鋼管外徑的5倍～8倍，外徑大時取大值。液壓系統用鋼管通常為無縫鋼管，分為冷拔精密無縫鋼管和熱軋普通92銅管有紫銅管和黃銅管。紫銅管的最大優點是裝配時易彎曲成各種需要的形狀，但承壓能力較低，一般不超過6.5MPa～10MPa，抗振能力較差，易使油液氧化，且價格昂貴。黃銅管可承受25MPa的壓力，但不如紫銅管那樣容易彎曲成形。現代液壓系統已經很少使用銅管。銅管有紫銅管和黃銅管。紫銅管的最大優點是裝配時易彎曲成各種需93耐油橡膠軟管安裝連接方便，適用于有相對運動部件之間的管道連接，或彎曲形狀復雜的地方。橡膠軟管分高壓和低壓兩種：高壓軟管是鋼絲編織或鋼絲纏繞為骨架的軟管，鋼絲層數越多、管徑越小，耐壓能力越大；低壓軟管是麻線或棉紗編織體為骨架的膠管。使用高壓軟管時，要特別注意其彎曲半徑的大小，一般取外徑的7倍～10倍。耐油橡膠軟管安裝連接方便，適用于有相對運動部件之間的管道連接94尼龍管是一種新型的乳白色半透明管，承壓能力因材料而異，約為2.5MPa～8MPa。一般只在低壓管道中使用。尼龍管加熱后可以隨意彎曲、變形，冷卻后就固定成形，因此便于安裝。它兼有銅管和橡膠軟管的優點。耐油塑料管價格便宜、裝配方便，但耐壓能力低，只適用于工作壓力小于0.5MPa的回油、泄油油路。塑料管使用時間較長后會變質老化。尼龍管是一種新型的乳白色半透明管，承壓能力因材料而異，約為295管道(2/3)(2)尺寸的計算管道的內徑d和壁厚

可用下列兩式計算，并需圓整為標準數值，即（7.6）（7.7）式中q——管內的最大流量（m3/s）；

——允許流速（m/s）。推薦值為：吸油管取0.5~1.5m/s，回油管取1.5~2m/s，壓力油管取2.5~5m/s（壓力高時取大值），控制油管取2~3m/s，橡膠軟管應小于4m/s；

p——管內的工作壓力（MPa）；

n——安全系數。對于鋼管：pMPa時取n=8，7MPa<p

17.5MPa時取n=6，p>MPa時取n=4；

σb——管材的抗拉強度（MPa），可由材料手冊查出。管道(2/3)(2)尺寸的計算96管道(3/3)(3)安裝要求（a）管道應盡量短，最好橫平豎直，轉彎少。為避免管道皺折，減少壓力損失，管道裝配時的彎曲半徑要足夠大。管道懸伸較長時要適當設置管夾（也是標準件）。（b）管道盡量避免交叉，平行管間距要大于100mm，以防接觸振動并便于安裝管接頭。（c）軟管直線安裝時要有30%左右的余量，以適應油溫變化、受拉和振動的需要。彎曲半徑要大于9倍軟管外徑，彎曲處到管接頭的距離至少等于6倍外徑。管道(3/3)(3)安裝要求972.管接頭管接頭是管道和管道、管道和其他元件（如泵、閥、集成塊等）之間的可拆卸連接件。管接頭與其他元件之間可采用普通細牙螺紋連接或錐螺紋連接（多用于中低壓），如圖7.13所示。圖7.13硬管接頭1－接頭體；2－接頭螺母；3－管套；4－卡套；5－接管；6－管子；7－組合密封墊圈；8－O形密封圈2.管接頭管接頭是管道和管道、管道98(1)硬管接頭按管接頭和管道的連接方式分，有擴口式管接頭、卡套式管接頭和焊接式管接頭三種。圖7.13（a）所示為擴口式管接頭，它適用于紫銅管、薄鋼管、尼龍管和塑料管等低壓管道的連接。擰緊接頭螺母，通過管套就使管子壓緊密封。圖7.13（b）所示為卡套式管接頭。擰緊接頭螺母，卡套發生彈性變形便將管子夾緊。它對軸向尺寸要求不嚴，裝拆方便，但對管道連接用管子尺寸精度要求較高，需采用冷拔無縫鋼管。可用于高壓系統。圖7.13（c）和7.13（d）所示為焊接式管接頭。接管與接頭體之間的密封方式有球面與錐面接觸密封（如圖7.13（c））和平面加O形圈密封（如圖7.13（d））兩種。前者有自位性，安裝時不很嚴格，但密封可靠性稍差，適用于工作壓力不高的液壓系統（約8MPa以下的系統）；后者可用于高壓系統。管接頭(2/4)(1)硬管接頭管接頭(2/4)99管接頭(3/4)(2)膠管接頭膠管接頭有可拆式和扣壓式兩種，各有A、B和C三種類型。隨管徑不同可用于工作壓力在6~40MPa的系統。圖7.14為A型扣壓式膠管接頭，裝配時須剝離外膠層，然后在專門設備上扣壓而成。圖7.14扣壓式膠管接頭管接頭(3/4)(2)膠管接頭100管接頭(4/4)(3)快速接頭快速接頭的全稱為快速裝拆管接頭，它的裝拆無需工具，適用于需經常裝拆處。圖7.15所示為油路接通的工作位置。需要斷開油路時，可用力把外套6向左推，再拉出接頭體10，鋼球8（有6~8顆）即從接頭體10的槽中退出；與此同時，單向閥4、11的錐形閥芯，分別在彈簧3、12的作用下將兩個閥口關閉，油路即斷開。圖7.15快速接頭1－卡環；2－插座；3、7、12－彈簧；4、11－單向閥；5－密封圈；6－外套；8－鋼球；9－卡環；10－接頭體管接頭(4/4)(3)快速接頭101§7.5密封件7.5.1密封件的作用和分類在液壓系統中，密封件的作用是防止工作介質的內、外泄漏，以及防止灰塵、金屬屑等異物侵入液壓系統。能實現上述作用的裝置稱為密封裝置，其中起密封作用的關鍵元件稱為密封件。密封分為間隙密封和非間隙密封，前者必須保證一定的配合間隙，后者則是利用密封件的變形達到完全消除兩個配合面的間隙或使間隙控制在需要密封的液體能通過的最小間隙以下；最小間隙由工作介質的壓力、黏度、工作溫度、配合面相對運動速度等決定。§7.5密封件7.5.1密封件的作用和分類102液壓系統中的密封裝置有各種形式，如活塞環密封、機械密封、組合密封墊圈、金屬密封墊圈、橡膠墊片、橡膠密封圈等。一般地，液壓系統對密封件的主要要求是：(1)在一定的壓力、溫度范圍內具有良好的密封性能。(2)有相對運動時，由密封件所引起的摩擦力應盡量小，摩擦系數應盡量穩定。(3)耐腐蝕性、耐磨性好，不易老化，工作壽命長，磨損后能在一定程度上自動補償。(4)結構簡單，裝拆方便，成本低廉。液壓系統中的密封裝置有各種形式，如活塞環密封、機械密封、組合1037.5.2橡膠密封圈的種類和特點橡膠密封圈有O形、Y形、V形唇形及組合密封圈等數種。圖6.7所示為O形、Y形、V形密封圈剖面形狀圖。7.5.2橡膠密封圈的種類和特點橡膠密封圈有O形、Y形104液壓傳動系統輔助元件課件105液壓傳動系統輔助元件課件1061.O形密封圈O形密封圈是一種斷面形狀為圓形的耐油橡膠環。它是液壓設備中使用得最多、最廣泛的一種密封件，可用于靜密封和動密封。