液壓輔助裝置第1頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置6.3油箱

6.3.1油箱的種類與結構6.3.2油箱的設計與檢修注意事項6.4熱交換器6.4.1冷卻器6.4.2加熱器6.5密封裝置6.6油管與管接頭第2頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置液壓系統輔助裝置主要包括蓄能器、過濾器、油箱、熱交換器、管件等，液壓輔助元件對系統的動態性能、工作穩定性、工作壽命、噪聲和溫升等都有直接影響，必須予以重視。其中油箱一般根據系統要求自行設計，其他輔助裝置制成標準件。第6章液壓輔助裝置第3頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置6.1.1蓄能器的作用蓄能器的作用主要是儲存油液的壓力能。在液壓系統中常用于以下幾種情況：1.作輔助動力源和應急能源在間歇工作或實現周期性動作循環的液壓系統中，蓄能器可以把液壓泵輸出的多余壓力油儲存起來。當系統需要時，由蓄能器釋放出來。這樣可以減少液壓泵的額定流量，從而減小電機功率消耗，降低液壓系統溫升。在液壓系統動力源發生故障時，執行機構有時仍需完成必要的工作以緊急避險、保證安全。為此可用蓄能器作應急能源，避免事故發生。6.1蓄能器第4頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置2.減少壓力沖擊與脈動

蓄能器可用于吸收由于液流速度急劇變化所產生的液壓沖擊，使其壓力幅值大大減小，以避免造成元件損壞。在液壓泵出口處安裝蓄能器，可吸收液壓泵的脈動壓力。3.保持系統壓力

在液壓系統中，當液壓泵停止供油時，蓄能器可向系統提供壓力油，補償系統泄漏，使系統在一段時間內維持壓力不變。在液壓控制系統中，放置于執行機構附近保持系統壓力，提高系統的動態響應速度。

蓄能器主要有彈簧式和氣體隔離式兩大類型，它們的結構簡圖、類型和特點見表6-1所示。目前氣體隔離式蓄能器廣泛應用。6.1.2蓄能器的類型及特點第5頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置名稱結構簡圖特點和說明彈簧式利用彈簧的伸縮來儲存/釋放壓力能；結構簡單，反應靈敏，但容量小；供小容量，低壓（p＜1～1.2MPa）回路緩沖之用，不適用于高壓或高頻的工作場合氣體隔離式氣壓式利用氣體的壓縮和膨脹來儲存/釋放壓力能。氣體和油液在蓄能器中直接接觸；容量大，慣性小，反應靈敏，輪廓尺寸小，但氣體容易混入油內，影響系統工作平穩性；只適用于大流量的中、低壓回路表6-1蓄能器的結構簡圖、類型及特點第6頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置名稱結構簡圖特點和說明氣體隔離式活塞式利用氣體的壓縮和膨脹來儲存/釋放壓力能。氣體和油液在蓄能器中由活塞隔開；結構簡單，工作可靠，安裝容易，維修方便；但活塞慣性大，活塞和缸壁間有磨擦，反映不夠靈敏，密封要求高；用來儲存能量或供中、高壓系統吸收壓力脈動之用皮囊式利用氣體的壓縮和膨脹來儲存/釋放壓力能。氣體和油液在蓄能器中由皮囊隔開；帶彈簧的菌形進油閥使油液進入蓄能器又可防止皮囊自油口被擠出，充氣閥只在蓄能器工作前皮囊充氣時打開，蓄能器工作時關閉；結構尺寸小，重量輕，安裝方便，維護容易，皮囊慣性小，反應靈敏，維護容易，皮囊慣性小，反應靈敏，但皮囊和殼體制造都較難。4.折合型皮囊容量較大，可用來儲存能量，波紋型皮囊適用于吸收沖擊。表6-1蓄能器的結構簡圖、類型及特點第7頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六柱塞式蓄能器第6章液壓輔助裝置第8頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六皮囊式蓄能器第6章液壓輔助裝置第9頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置⑴充氣式蓄能器應使用惰性氣體，一般為氮氣，允許工作壓力可視蓄能器結構形式而定，選用時應選有關部門認證的產品。⑵蓄能器一般應垂直安裝，油口向下，蓄能器與管路之間應安裝截止閥，供充氣和檢修時使用，檢修前應放掉壓力。蓄能器安裝位置應遠離熱源。⑶蓄能器在管路上安裝須用支板或支架固定，以免發生飛起事故。⑷蓄能器用于吸收壓力沖擊和脈動應盡可能安裝在振源附近。⑸蓄能器與液壓泵之間應安裝單向閥，防止液壓泵停車時蓄能器內壓力油倒流。6.1.3蓄能器的使用和安裝第10頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置液壓油中往往含有顆粒狀雜質，會造成液壓元件相對運動表面的磨損、滑閥卡滯、節流孔口堵塞，以致影響液壓系統正常工作和壽命。過濾器的作用是過濾掉油液中的雜質，降低液壓系統中油液污染度，保證系統正常工作。6.2.1過濾器的基本要求6.2過濾器第11頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置一般對過濾器的基本要求是：⑴滿足液壓系統對過濾精度的要求，即能阻擋一定尺寸的機械雜質進入系統。⑵通流能力大，即全部流量通過時，不會引起過大的壓力損失。⑶濾芯應有足夠強度，不會因為壓力油的作用而損壞。⑷易于清洗或更換濾芯，便于拆裝和維護。過濾器的過濾精度是指濾芯能夠濾除掉最小雜質顆粒的大小，以直徑d作為公稱尺寸，按精度可分為粗過濾器（d≤100μm），普通過濾器（d≤10μm），精過濾器（d≤5μm），特精過濾器（d≤1μm）。第12頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置過濾器的類型很多，常用過濾器有以下幾種。1.網式過濾器

網式過濾器如圖6-1所示，主要有骨架、絲網和支架等組成，網式過濾器的過濾精度與網層數和網孔的大小有關。在壓力管路上常用（100～200）目的銅絲網。壓力損失不超過0.04MPa，結構簡單，通流能力大，清洗方便，但過濾精度低。2.線隙式過濾器

線隙式過濾器如圖6-2所示，濾芯由繞在心架上的一層金屬絲組成，依靠線間的微小間隙過濾。壓力損失不超過（0.03～0.06）MPa，結構簡單，通流能力大，過濾精度高，但濾芯材料強度低，不易清洗，常用于低壓管路上。6.2.2過濾器的類型及特點第13頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置3.紙芯式過濾器

紙芯式過濾器結構類似于線隙式結構，但濾芯不同，如圖6-3所示，濾芯是由平紋或波紋的酚醛樹脂或木漿微孔濾紙制成的濾芯并且作成折疊形以便增大過濾面積。壓力損失約為（0.01～0.04）MPa，過濾精度高，但濾芯堵塞后無法清洗，必須更換濾芯，常用于精過濾。4.燒結式過濾器

燒結式過濾器的濾芯是由金屬粉末燒結而成，利用金屬顆粒間的微孔來過濾，如圖6-4所示，濾芯的過濾精度依賴于金屬顆粒的大小。壓力損失約為（0.03～0.2）MPa，過濾精度高且能承受高壓，但金屬顆粒易脫落，濾芯堵塞后不易清洗，常用于精過濾。5.磁性過濾器

磁性過濾器的濾芯由永久磁鐵制成，能吸住油液中的鐵屑、鐵粉或帶磁性的磨料，常用于機床液壓系統。第14頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置圖6-1網式過濾器1—骨架2—絲網3—支架圖6-2線隙式過濾器1—發訊裝置2—端蓋3—殼體4—骨架5—銅絲第15頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置

圖6-3紙芯式過濾器1—上蓋2—支架3—濾紙4—下蓋圖6-4燒結式過濾器1—上蓋2—殼體3—濾芯4—支墊第16頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置

過濾器的安裝位置如圖6-5所示，1～4為粗過濾器圖形符號，5為精過濾器圖形符號。圖6-5過濾器的圖形符號與安裝位6.2.3過濾器的安裝位置第17頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置過濾器在液壓系統中的安裝位置有以下幾種情況：

⑴過濾器1安裝在液壓泵的吸油管路上。液壓泵的吸油管路上一般安裝網式或線隙式粗過濾器，目的是濾除掉較大顆粒的雜質，以便保護液壓泵。同時要求過濾器有較小的壓力降和很大的通流能力（通常是液壓泵流量的兩倍以上）。⑵過濾器2安裝在液壓泵的壓油管路上。這種安裝方式常將過濾器安裝在對雜質敏感的調速閥、伺服閥等元件之前。由于過濾器在高壓下工作，要求濾芯有足夠的強度。為了防止過濾器堵塞，可并聯一旁通閥或堵塞指示器。

⑶過濾器3安裝在回油管路上。安裝在回油路上的過濾器能使油液在流回油箱之前得到過濾，以控制整個液壓系統的污染度。⑷過濾器4安裝在旁油管路上。在大型液壓系統中，常在旁油管路上安裝過濾器5和冷卻器，構成獨立的過濾系統。第18頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置

油箱的作用是儲存油液，散發熱量、沉淀雜質和分離混入油液中的空氣或水分。6.3.1油箱的種類與結構

油箱按其液面是否與大氣相通可分為開式油箱和壓力式油箱兩種:1.開式油箱開式油箱應用普遍，油箱內液面直接與大氣相通。油箱液面壓力為大氣壓。2.壓力式油箱壓力式油箱完全封閉，由空壓機向氣罐充氣，再由充氣罐經濾清、干燥、減壓后進入油箱使液面壓力高于大氣壓，從而改善了泵的吸油性能、減少了氣蝕和噪聲。3.油箱的結構

油箱的結構如圖6-6所示，一般采用４毫米左右的鋼板焊接而成。油箱內裝有隔板7、8，它將液壓泵的吸油區與系統回油區分開，油箱側壁裝有油位計和注油口5，油箱底部裝有放油閥6，開式油箱蓋板上裝有濾清器2，小型液壓系統的泵和電機可以安裝在油箱蓋板4上。6.3油箱第19頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置1—吸油管2—濾清器位置3—回油管4—蓋板5—液位計6—放油閥7、8—隔板圖6-6過濾器的圖形符號與安裝第20頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置⑴吸油管與回油管間距離應盡量遠些。用隔板將吸油側與回油側分開，以增加油箱內油液的循環距離，有待于油液冷卻和釋放油中氣泡，并使雜質多沉淀在回油管側，隔板高度為油面高度3/4。⑵油管入口處應裝粗過濾器。在最低液面時，過濾器和回油管端均應沒入油中，以免液壓泵吸入空氣或回油混入氣泡。回油管端應切成450切口，并面向箱壁。管端與箱底、壁面間距離均不宜小于管徑的三倍。⑶為防止臟物進入油箱，油箱上各蓋板、管口處都要妥善密封。注油器上要加濾網。通氣孔上須設置空氣過濾器。6.3.2油箱的設計與檢修注意事項第21頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置⑷為了更好地散熱和便于維護，箱底與地面距離至少應在150㎜以上。箱底應適當傾斜，在最低部位設置放油閥。箱體上在注油口的附近須設液位計。⑸一般大尺寸油箱要加焊角板、筋條，以增加剛性。當液壓泵及其驅動電機和其他液壓件都要裝在油箱上時，油箱頂蓋要相應加厚。大容量油箱的側壁通常要開清洗窗口，清洗窗口平時用側蓋密封，清洗時再取下。⑹油箱中如果需要安裝熱交換器，必須考慮好它的安裝位置，以及測溫、控制等措施。第22頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置液壓系統中油液的工作溫度一般以（30～50）℃為宜，最高不超過65℃，最低不低于15℃。油溫過高或過低都會影響系統正常工作。為控制油液溫度，油箱上常安裝冷卻器和加熱器。6.4.1冷卻器

液壓系統中使用的冷卻器主要有蛇形管冷卻器、強制對流式多管冷卻器和風冷式冷卻器。蛇形管冷卻器直接安裝在油箱內并浸入油液中，管內通冷卻水。這種冷卻器的冷卻效果不好，耗水量大。強制對流式多管冷卻器在液壓系統中用得較多，如圖6-7所示。油從油口c進入，從油口b流出；冷卻水從右端蓋中部的孔進入，通過多根水管3從左端蓋上的孔a流出，油有水管外面流過，三塊隔板2用來增加油液的循環距離，以改善散熱條件，冷卻效果好。液壓系統中也可用風冷式冷卻器進行冷卻。風冷式冷卻器由風扇和許多帶散熱片的管子組成，油液從管內流過，風扇迫使空氣穿過管子和散熱片表面，使油液冷卻。風冷式冷卻器結構簡單，價格低廉，但冷卻效果較水冷式差。6.4熱交換器第23頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置冷卻器一般都安裝在回油路及低壓管路上，如圖6-8所示。安全閥6對冷卻器起保護作用；當系統不需冷卻時截止閥4打開，油液直通油箱。6-8冷卻器連接方式圖1—過濾器2—液壓泵3—溢流閥圖4—截止閥5—冷卻器6—安全閥圖6-7對流式多管冷卻器1—端蓋2—隔板3—水管第24頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置圖6-10熱交換器圖形符號a）冷卻器b）加熱器

液壓系統中油溫過低時可使用加熱器，一般常采用結構簡單，能按需要自動調節最高最低溫度的電加熱器。電加熱器的安裝方式如圖6-9所示。電加熱器水平安裝，發熱部分應全部浸入油中，安裝位置應使油箱內的油液有良好的自然對流，單個加熱器的功率不能太大，以避免其周圍油液過度受熱而變質。冷卻器和加熱器的圖形符號如圖6-10所示。圖6-9加熱器安裝方式

1—油箱2—工作介質3—加熱器6.4.2加熱器第25頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置為了提高液壓系統的工作性能和效率，防止泄漏，液壓系統中在可能發生泄漏的部位需要安裝密封裝置。密封裝置的種類很多，最常用的是橡膠密封圈，它既可用于靜密封，也可用于動密封。下面介紹幾種常用的橡膠密封圈。

O形密封圈截面為圓形，如圖6-11所示。它的特點是結構簡單、安裝尺寸小、使用方便、摩擦阻力小、價格低，故應用十分廣泛。O形密封圈通常裝在外圓或內孔的密封槽內，它的截面直徑在裝入槽后一般壓縮（8～25）%，如圖6-12a和b所示。該壓縮量使O形圈在工作介質沒有壓力或壓力很低時，依靠自身彈性變形力密封接觸面，如圖6-12c所示。當工作介質壓力較高時，O形圈被油液壓力壓向溝槽另一側，如圖6-12d所示。6.5密封裝置1.O形密封圈第26頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置如果工作壓力超過一定值，O形圈將從密封槽的間隙中被擠出而受到破壞，如圖6-12e所示。為避免出現擠出現象，當系統工作壓力超過10MPa時，應在O形圈側面安放擋圈。如圖6-13所示。當O形圈單向受壓時，擋圈加在非受壓側，O形圈雙向受壓，兩側同時加擋圈，擋圈材料常用聚四氟乙烯、尼龍等。圖6-11O形密封圈第27頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置圖6-12工作原理a）O形圈截面b）槽的截面c）裝配后情況d）受壓正常e）受壓破壞圖6-13O形圈加用擋圈a）單側受壓b）雙側受壓O形密封圈第28頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置2.唇形密封圈

唇形密封圈工作時唇口對著有壓力的一邊，當工作介質壓力等于零或很低時，靠預壓縮密封，壓力高時由介質壓力的作用將唇邊緊貼密封面密封。按其截面形狀可分為Y形、YX形、V形、U形、L形和J形等多種，主要用于動密封。1）Y形密封圈的結構和密封原理如圖6-14所示。當工作壓力超過20MPa時，應加擋圈，當工作壓力波動大時要加支承環。Y形密封圈摩擦力小、壽命長、密封可靠、磨損后能自動補償，適用于運動速度較高的場合，工作壓力可達20MPa。

2）V形密封圈如圖6-15所示，由壓環、密封環和支承環組成。當工作壓力高于10MPa時，可增加密封環的數量，安裝時開口應面向高壓側。此種密封摩擦阻力大，適用于相對運動速度不高的場合。第29頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置圖6-14Y形密封圈a)密封圈結構b）密封原理圖p＜20MPac）密封原理圖p＞20MPa1—支承環2—擋環圖6-15V形密封圈a)支承環b）密封環c）壓環第30頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6章液壓輔助裝置油管的選擇主要考慮耐壓和管徑，具體選定可查閱有關標準。液壓系統中常用油管的種類及特點見表6-2。表6-2液壓系統中常用油管的種類及特點種類特點和適用場合硬管鋼管鋼管能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配時不能任意彎曲。常用于裝拆方便處的壓力管道（中、高壓用無縫管，低壓用焊接管）紫銅管紫銅管容易彎曲成各種形狀，但承受壓力一般不超過10MPa，抗振能力較弱，且易使油液氧化。通常用于液壓裝置的配接不便之處軟管尼龍管尼龍管呈現乳白色半透明，加熱后可以隨意彎曲成形或擴口，冷卻后又能定形不變，承壓能力因材質而異，一般為（2.5～8）MPa塑料管塑料管質輕耐油，價格便宜，裝配方便，但承壓能力低，長期使用會變質老化，僅適宜壓力低于0.5MPa的回油管或泄漏油管等橡膠管高壓橡膠管是由耐油橡膠夾鋼絲層編織制成，鋼絲網層數越多，耐壓越高，價格越高。常用于中、高壓系統中有相對運動的壓力管道低壓橡膠管由耐油橡膠夾帆布制成，可用于回油管道6.6油管與管接頭1.油管第31頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六