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液压辅助元件及其影响

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:有资料显示液压系统的故障75%以上由于油液污染造成的,混在工作介质中的颗粒污染物会加速液压元件的磨损、堵塞节流小孔,甚至使液压滑阀卡死。油管管径一般按使用液压元件的接口选取,然后进行流量和压力校核。2)管接头管接头是连接液压元件与油管之间的可拆式元件。

液压辅助元件及其影响

1.蓄能器

蓄能器是能量存储装置,它在适当的时候把系统多余的压力油贮存起来,在需要时又释放出来供给系统,此外还能缓和液压冲击及吸收压力脉动等。

按存储能量的方式不同,蓄能器有弹簧式、气液式、活塞式和气囊式。

图4-2-15 弹簧式蓄能器结构及图形符号

1—壳体;2—弹簧;3—活塞;4—进油腔

弹簧式蓄能器是将液体的压力能转变成弹簧的弹性势能贮存起来。如图4-2-15所示为常用的弹簧式蓄能器结构及图形符号,用活塞3将液体腔与弹簧腔隔开。该蓄能器结构简单,容量小,油压稳定性差,用于低压、小流量系统的蓄能和缓冲。

气液式蓄能器是将液体压力能转变成气体压力能贮存起来。按气液隔离的方式不同,分为气液直接作用式、活塞式和气囊式。气液直接作用式一般采用乳化液。该结构容量大,反应灵敏,控制系统复杂,常用于大型水压机中。

如图4-2-16所示为活塞式蓄能器结构及图形符号,用活塞1将气液分开,气体经气门3给上腔充压缩空气,下腔通系统压力油。该结构简单,寿命长,但缸体2内部需精加工,活塞质量大,动态响应慢,且有微量的气液混合。

图4-2-17是气囊式蓄能器及图形符号,采用耐油橡胶制成的气囊3将气、液分开,气囊固定在壳体2的上部,由充气阀1给气囊内充入氮气。为了保护气囊不被挤出油口,在壳体下端设置了菌形阀4。该蓄能器使气液完全隔开,重量轻,惯性小,反应灵敏,但工艺性稍差。该蓄能器现已得到广泛的应用。

图4-2-16 活塞式蓄能器结构及图形符号

1—活塞;2—缸体;3—气门

图4-2-17 气囊式蓄能器及图形符号

1—充气阀;2—壳体;3—气囊;4—菌形阀

2.过滤器

过滤就是从油液中分离出非溶性固体微粒的过程。在液压系统中一般采用过滤器和过滤装置进行过滤。有资料显示液压系统的故障75%以上由于油液污染造成的,混在工作介质中的颗粒污染物会加速液压元件的磨损、堵塞节流小孔,甚至使液压滑阀卡死。

过滤精度是过滤器的重要性能指标,是指过滤器对各种不同尺寸不溶性硬质粒子的滤除能力。按滤除质颗粒大小不同分类,粗过器能滤出直径大于100 μm的杂质;普通过滤器滤出杂质直径为10~100 μm;精密过滤器滤出杂质直径为5~10 μm;特精过滤器为1~5 μm。

按滤芯的过滤机理,可分为表面型过滤器、深度型过滤器和磁性过滤器。如图4-2-18所示为过滤器的图形符号。

1)表面型过滤器

图4-2-18 过滤器的图形符号

(a)一般符号;(b)带磁性过滤器;(c)带污染指示过滤器

该类型过滤器有网式、缝隙式和片式等。网式过滤器是将铜丝网包在周围开有窗孔的塑料或金属筒形骨架上,多为无壳体结构,安装在液压泵吸油口,结构简单,清洗方便,通油能力大,过滤精度低。其过滤精度为30~100 μm。该过滤器结构简单,通油能力大,滤芯材料强度低,不易清洗,常用于低压系统或泵吸油口。

2)深度型过滤器

深度型过滤器的滤芯为多孔可透性材料。这种过滤器过滤效果好,但清洗困难。滤芯有不锈钢烧结纤维毡,烧结金属和陶瓷,纸类和纤维毡类等。图4-2-19为纸芯过滤器,采用酚醛树脂或木浆微孔滤纸作滤芯,油液经过滤芯时,通过滤纸的微孔滤去固体颗粒。为了增大过滤面积,纸芯常制成折叠形。它的过滤精度为5~30 μm,多用于精过滤,堵塞后很难清洗,滤芯需经常更换。

图4-2-19 纸芯过滤器

1—压差发讯装置;2—滤芯外层;3—滤芯内层;4—壳体;5—支撑弹簧

3)磁性过滤器

磁性过滤器是采用永磁性材料,将油液中的铁质微粒不断吸附到上面。它常与其他形式的滤芯一起制成复合式过滤器,对加工钢铁件的机床液压系统特别适用。

3.油管

1)油管的种类与选用

液压系统中,常用的油管有钢管、铜管、尼龙管橡胶管和塑料管等。油管主要按压力和工作环境选择。无缝钢管能承受高压,价格低廉,但装配时弯曲困难,常用于中、高压系统中。铜管不易生锈,易弯曲,但价格昂贵,耐压较低,抗振能力差。橡胶软管常用在执行元件同油管一起运动的场合或很难装配之处。低压胶管是以麻线或棉织品为骨架;高压胶管以钢丝编织品或钢丝缠绕体为骨架,按承受压力不同分别有一层,二层或三层钢丝骨架。橡胶软管价格高,易老化。尼龙管加热后可随意弯曲、扩口,冷却后保持形状不变,视材质不同,承压能力为0.5~0.8 MPa,目前仅用于低压系统。塑料管价格便宜,装配方便,耐压低,易老化,一般只作回油管和泄油管。油管管径一般按使用液压元件的接口选取,然后进行流量和压力校核。

2)管接头

管接头是连接液压元件与油管之间的可拆式元件。要求连接可靠,拆装方便,密封性好。常用的管接头有卡套式、扩口式和焊接式,还有软管接头和快速接头等。管接头按通路数分直通、直角通、三通、四通等。图4-2-20(a)为焊接式管接头;图(b)为卡套式管接头;图(c)为扩口式管接头;图(d)为橡胶软管接头,一般软管与接头集成供应。软管的选用根据使用压力和流量大小确定。

图4-2-20 管接头

(a)焊接式;(b)卡套式

图4-2-20 管接头(续)

(c)扩口式;(d)橡胶软管

4.密封件

密封按耦合面间有无相对运动可分为动密封和静密封两大类,按其工作原理可分为非接触式密封和接触式密封。非接触式密封主要指间隙密封,接触式密封指线密封和密封件密封。液压系统中常用的密封件有O形密封圈、Y形密封圈、V形密封圈。

1.液压泵正常工作的三个必备条件

(1)必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积。

(2)密闭容积的大小随运动件的运动做周期性的变化,容积由小变大——吸油,由大变小——压油。

(3)密闭容积增大到极限时,先要与吸油腔隔开,然后才转为排油;密闭容积减小到极限时,先要与排油腔隔开,然后才转为吸油。单柱塞泵是通过两个单向阀来实现这一要求的。

2.液压泵和液压马达的区别

(1)液压泵是能源装置,液压马达是执行元件。

(2)液压泵的吸油腔一般为真空(为改善吸油性和抗气蚀耐力),一般进口尺寸大于出口,液压马达排油腔的压力稍高于大气压力,没有特殊要求,可以进出油口尺寸相同。

(3)液压泵的结构需保证自吸能力,而液压马达无此要求。

(4)液压马达需要正反转(内部结构对称),液压泵一般是单向旋转。(www.xing528.com)

(5)液压马达需保证在很宽的速度范围内使用,而液压泵的转速虽相对比较高,但变化小,故无此苛刻要求。

3.阀性能的基本要求

系统中所用的阀,应满足如下要求:

(1)动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动小,噪声小,寿命长。

(2)流体流过时压力损失小。

(3)密封性能好。

(4)结构紧凑,安装、调整、使用、维护方便,通用性大。

4.常用液压图形符号汇总表(表4-2-4,表4-2-5)

表4-2-4 液压泵、液压马达和液压缸

续表

表4-2-5 控制阀

续表

续表

一、填空题

(1)液压动力元件是液压系统的心脏,将原动机输入的________转换为工作液体的输出,为系统提供压力油,是系统不可缺少的核心元件。

(2)按运动部件的形状和运动方式液压泵可以分为________、________和________。

(3)液压执行元件将液压泵提供的________转变为________,它包括液压缸和液压马达。

(4)液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的,因此它可分为________、________和________三大类。

(5)调速阀由________和________组合而成。

(6)为了改变油液流动方向以改变工作机构的运动方向时应采用________。

(7)使被控制液压系统或回路的压力维持恒定,实现稳压、调压或限压时,应选择________。

二、选择题

(1)若某三位换向阀的阀芯在中间位置时,压力油与油缸两腔连通,回油封闭,则此阀的滑阀机能为( )。

A.P型 B.Y型 C.K型 D.C型

(2)调速阀是用( )而成的。

A.节流阀和定差减压阀串联 B.节流阀和顺序阀串联

C.节流阀和定差减压阀并联 D.节流阀和顺序阀并联

(3)顺序阀在系统中作卸荷阀用时,应选用( )型,作背压阀时,应选用( )型。

A.内控内泄式 B.内控外泄式 C.外控内泄式 D.外控外泄式

(4)减压阀控制的是( )处的压力。

A.进油口 B.出油口 C.A和B都不是

(5)有两个调整压力分别为5 MPa和10 MPa的溢流阀串联在液压泵的出口,泵的出口压力为( );并联在液压泵的出口,泵的出口压力为( )。

A.5 MPa B.10 MPa C.15 MPa D.20 MPa

三、判断题

(1)液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的,因此所有的液压泵均可以用来做马达使用。( )

(2)调速阀与节流阀的调速性能一样。( )

(3)双作用叶片泵可为变量泵。( )

(4)液控单向阀控制油口不通压力油时,其作用与单向阀相同。( )

四、连线题

请对应下面的元件类型,并用线对应连接

液压泵 控制元件

压力表 动力元件

三位四通电磁阀 执行元件

液压缸 辅助元件

五、问答题

(1)简述液压泵的工作原理。

(2)简述液压马达与液压泵的差异。

(3)直动式溢流阀是怎样进行工作的?

(4)调速阀的结构和工作原理是什么?

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