1.压力计和压力计开关
压力计的功用是检测系统中各工作点的压力,以便控制和调整系统压力。压力计品种很多,最常用的是图3-3-11 的弹簧弯管式压力计。其工作原理是利用弹簧弯管的弹性变形测量压力。压力油从下部油口进入弹簧弯管1 后,弯管发生变形,弯曲半径增大,弯管端部的位移通过杠杆4、扇形齿轮5 与中心小齿轮6,放大成为指针2 的转角。指针偏转的角度越大,压力也越大,从刻度盘3 可读出压力值。压力计的精度以其误差占量程的百分数来表示。
图3-3-11 弹簧弯管式压力计
1—弹簧弯管;2—指针;3—刻度盘;4—杠杆;5—扇形齿轮;6—小齿轮
压力计开关的功用是切断或接通压力计和油路的通道。通常其通道很小,有阻尼作用,测量压力时可减少压力计的急剧跳动,防止压力计损坏。在不需测量时,可切断油路,保护压力计。压力计开关按其所测点数目分为一点和多点(以三点、六点为主)两大类。图3-3-12 为板式连接的多点压力计开关的结构原理,其结构相当于一个手动换向转阀。图3-3-12 为非测量位置,此时压力计和油箱连通。若将手柄推进去,阀芯上的凹槽将测量点与压力计接通,并将压力计与油箱的通道隔断,就可测出一个点的压力。若将手柄转到另一位置,便可测出另一点的压力。
图3-3-12 压力计开关的结构原理
2.油管和管接头
油管和管接头用来连接液压元件,保证液压油的循环和能量传递。因此,应具有足够的强度、良好的密封性能,无泄漏,压力损失小,装拆方便等。管路选择不当,往往会引发系统振动发热或压力损失过大等不良现象。因此,要正确地设计和选用油管和管接头。
1)油管
(1)油管的类型特点。
液压系统中使用的油管种类很多,常用的有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管等,应该根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。
①钢管分为焊接钢管和无缝钢管。压力小于2.5 MPa 的场合可用焊接钢管;压力大于2.5 MPa 的场合常用10 号或15 号冷拔无缝钢管。需要防腐蚀、防锈的场合可选用不锈钢管;超高压系统可选用合金钢管。钢管的优点是能承受高压、抗腐蚀性能较好、不易老化、变形小、价格低廉;缺点是弯曲和装配均较困难。因此,钢管多用于装配部位限制少、装配位置定型及大功率的液压系统中。
②紫铜管,承压为6.5~10 MPa,柔软便于弯曲,可根据需要弯成任意形状,适用于内部装配不方便的地方。但强度低、易使油液氧化、抗振能力较弱、价格高,一般中、小型机床的液压系统中用得较多,其他设备的液压系统用得较少并应尽量少用。
③橡胶软管,用于有相对运动部件间的连接,分高压和低压两种。高压软管是钢丝编织的橡胶管,层次越多,承受的压力越高,其最高承受压力可达42 MPa;低压软管是麻线或棉线编织的橡胶管,承受压力可达10 MPa。橡胶软管能吸收系统的冲击和振动,不怕振动,装配方便,但制造困难、成本高。
④塑料管,价格便宜,不耐压,适宜作回油管或泄油管。
⑤尼龙管,乳白色半透明的新型油管,其承压为2.5 MPa,目前多用于中、低压系统或作回油管。尼龙管有软管和硬管两种。其可塑性大,硬管加热后可随意弯曲和扩口,使用方便,价格也比较便宜。
(2)油管的选用。
油管的内径和壁厚可由下面的公式计算:
式中 d——油管内径,mm;
qv——通过油管的流量,L/min;
υ——管中油液的流速,一般吸油管取0.5~1.5 m/s,回油管取1.5~2.5 m/s,压油管取2.5~5 m/s;
δ——油管壁厚,mm;
p——管内工作压力,Pa;
n——安全系数,对钢管来说,p <7 MPa 时,取n=8,7 MPa≤p≤17.5 MPa 时,取n=6;p>17.5 MPa 时,取n=4;(www.xing528.com)
Rm——管道材料的抗拉强度,Pa。
计算出油管内径和壁厚后,一般根据标准,查手册确定d 和δ。
安装油管时应避免过多弯曲,布置位置要适当,必要时将油管加以固定,以免产生不必要的振动。另外,油管尽可能短而直,弯曲角度尽量小。
2)管接头
管接头是油管与油管、油管与液压元件间的可拆卸的连接件。管接头的种类很多,具体规格品种可查阅有关手册。管接头与其他元件的连接螺纹采用国家标准米制锥螺纹和细牙普通螺纹。
液压系统中油管与管接头的常见连接方式如下:
(1)卡套式管接头,如图3-3-13 所示,由管接头、卡套、压紧螺母等组成。旋紧螺母3 时,卡套4 被推进锥孔并使之变形,使卡套与接头体内锥面形成球面接触密封;同时,卡套的内刃口嵌入钢管2 的外壁,在外壁压出一个环形凹槽而密封。这种管接头密封性好、结构简单、体积小、质量轻,工作压力为6~40 MPa,应用较多。这种管接头不用焊接,不用另外的密封件,且尺寸小、轴向尺寸要求不严、装拆方便,在高压系统中被广泛采用。但要求管道表面径向有较高的尺寸精度,为此应采用冷拔无缝钢管,而不宜采用热轧管。
图3-3-13 卡套式管接头
1—接头体;2—钢管;3—螺母;4—卡套;5—组合密封垫圈
(2)扩口式管接头,用于连接外径32 mm 以下的铜管铝管和薄壁钢管,如图3-3-14 所示。接管端部扩口70°~80°,用螺母2 把导套3 连同接管4 压紧在接头体1 上形成密封,它适用的工作压力在8 MPa 以下。
图3-3-14 扩口式管接头
1—接头体;2—螺母;3—导套;4—接管
(3)焊接式管接头。焊接式管接头是将油管的一端与管接头上的接管1 焊接起来后,再通过管接头上的螺母2、接头体3 等与其他管子或元件连接起来的一类管接头。接管接头体采用球面接触,利用螺母拧紧使两球面贴近实现密封。这种管接头制造简单、工作可靠、拆装方便,工作压力可达32 MPa,如图3-3-15 所示。
图3-3-15 焊接式管接头
1—接管;2—螺母;3—接头体
(4)扣压式管接头。图3-3-16 为扣压式管接头,用来连接橡胶软管,装配时先剥去胶管一段外层胶,将外套套装在胶管上再将接头体拧入,然后在专门设备上挤压收缩,使外套变形后紧紧地与胶管和接头连成一体。这种管接头结构紧凑、外径尺寸小、密封可靠。随管径不同,该管接头可用于工作压力为6~40 MPa 的液压系统。
图3-3-16 扣压式管接头
1—接头体;2—接头螺母
(5)快换接头。快换接头的装拆无需工具,适用于需经常装拆处。图3-3-17 为两个接头体连接时的工作位置,两单向阀3、10 的前端定杆相互挤顶,迫使阀芯后退并压缩弹簧,使油路接通。需要断开油路时,可用力将外套7 向左推,钢球6 (5~12 颗)即从接头体9 的槽中退出,再拉出接头体9,两单向阀分别在弹簧2 和卡环1 的作用下将两个阀口关闭,油路即断开。同时外套7 在弹簧5 的作用下复位。
图3-3-17 快换接头
1,8—卡环;2,5,11—弹簧;3,10—单向阀;4—密封圈;6—钢球;7—外套;9—接头体
液压系统的泄漏问题大部分出现在管路的接头上,所以对接头形式、管材、管路的设计及管路的安装等都要认真对待,以免影响整个液压系统的使用质量。
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