液压辅助元件

些系统要求当泵发生故障或停电时，执行元件应继续完 成必要的动作时，需要有适当容量的蓄能器作紧急动力
源。
（3）吸收系统脉动，缓和液压冲击
蓄能器能吸收系统压力突变时的冲击，也能吸收液
压泵工作时的流量脉动所引起的压力脉动。
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4.2.2蓄能器的结构形式
(a) (b) (c) (d) (e)
图4.6蓄能器的结构形式
d 2 q
[v ]
（4.6）

pdn 2 [ b ]
（4.7）
式中 ：
[v ]
— 允许流速；n — 安全系数 — 管道材料的抗拉强度，可由材料手册查出。
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[ b ]
安装要求
管道应尽量短，最好横平竖直，拐弯少。为避免管道皱 折，减少压力损失，管道装配的弯曲半径要足够大，管道悬 伸较长时要适当设置管夹。 管道尽量避免交叉，平行管距要大于100mm，以防接 触振动，并便于安装管接头。
式中：
V
p
（4.5）
— 油箱的有效容量
— 液压泵的流量 m — 经验系数，低压系统： =2~4，中压系统： m m =5~7，中高压或高压系统：m =6~12
qp
对功率较大且连续工作的液压系统，必要时还要进行 热平衡计算，以此确定油箱容量。
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下面根据图4.8所示的油箱结构示意图分述设计要点如下: （1） 泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可能远 些，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管 径的2-3倍，以免吸空和飞溅起泡。吸油管端部所安装的 滤油器，离箱壁要有3倍管径的距离，以便四面进油。回 油管口应截成45斜角，以增大回流截面，并使斜面对着 箱壁，以利散热和沉淀杂质。 （2） 在油箱中设置隔板，以便将吸、回油隔开，迫使 油液循环流动，利于散热和沉淀。
体积差
V V 2 V1
为供给系统油液的有效体积，将
它代入式（4.1），使可求得蓄能器容量 V 0 ，即
p2 V0 V2 p 0
1/ n
p2 p 0
1/ n
p2 V 1 V p0
1/ n
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（3） 设置空气滤清器与 液位计。空气滤清器的作 用是使油相箱与大气相通， 保证泵的自吸能力，滤除 空气中的灰尘杂物，有时 兼作加油口。它一般布置 在顶盖上靠近油箱边缘处。
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（4）
设置放油口与清洗窗口。将油箱底面做成斜面，
在最低处设放油口，平时用螺塞或放油阀堵住，换油时将
其打开放走油污。为了便于换油时清洗油箱，大容量的油 箱一般均在侧壁设清洗窗口。
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一般对过滤器的基本要求是：
（1）能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡 一定尺寸的杂质进入系统。 （2）滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。 （3）通流能力大，压力损失小。
（4）易于清洗或更换滤芯。
表4.1 各种液压系统的过滤精度要求
系统类别 工作压力(MPa) 精度d(m) 润滑 0~2.5 100 14 25~50 传动系统 14~32 25 32 10
p 2 V 0 V p 0
1/ n
由上式得
p2 V p 0 p2 1 p 1
1/ n
V0
1/ n
（4-2）
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充气压力 p 0 在理论上可与
p 2 相等，但是为保证
4.2 蓄能器
4.2.1 蓄能器的作用
（1）作辅助动力源
在间歇工作或周期性动作中，蓄能器可以把泵输出 的多余压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放 出来。这样可以减少液压泵的额定流量，从而减小电机 功率消耗。
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（2）系统保压或作紧急动力源
对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的
系统，可用蓄能器来补偿泄漏，从而使压力恒定。对某
用螺纹拧入某元件的
基体。用组合密封垫 防止从元件中外漏。
将O型密封圈放在接
头体1的端面处，将 螺帽3拧在接头体1上
图4.10（c)焊接式管接头 1一接头体；2一接管；3←螺帽； 4一密封圃；5一组合密封圈
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即完成连接。
图中的接管端部做成球面、螺帽拧紧在接头体上后，球面 和接头体的内锥面压紧而防止漏油。接头体的锥螺纹将拧入某 元件的基体。 焊接式管接头制作简单、工作可靠，对被连接的管件尺寸 精度要求不高，工作压力可达32MPa或更高。缺点是对焊接质 量要求较高。它是目前应用最多的一种管接头。
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4.1 滤油器
4.1.1 对过滤器的要求
液压油中往往含有杂质，会造成液压元件相对运动表 面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞。在系统中安装一定 精度的滤油器，是保证液压系统正常工作的必要手段。 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＜100）、普通过滤器(d＜10）、精过滤器（d ＜5）、特精过滤器（d＜1）。
V0
— 用于冲击的蓄能器的最小容量(L )
L — 发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度(m )
T — 阀口关闭的时间( s )，实然关闭时取t=0
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4.3 油箱
4.3.1 油箱的基本功能
①储存油液 ②散掉系统累计的热量 ③促进油液中空气的分离 ④沉淀油液中的污垢 油箱的基本功能是：储存工作介质；散发系统工作中产 生的热量；分离油液中混入的空气；沉淀污染物及杂质。 按油面是否与大气相通，可分为开式油箱与闭式油箱。 开式油箱广泛用于一般的液压系统；闭式油箱则用于水下 和高空无稳定气压的场合，这里仅介绍开式油箱。
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（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）活塞式蓄能器
活塞式蓄能器中的气 体和油液由活塞隔开。活 塞1的上部为压缩空气，活 塞1随下部压力油的储存和 释放而在缸筒2内来回滑动。 这种蓄能器活塞有一定的
惯性，和O形密封圈存在较
大的摩擦力，所以反应不 够灵敏。
图4.7活塞式蓄能器
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3
充气阀
（2）皮囊式蓄能器
皮囊式蓄能器中气体 和油液用皮囊隔开。皮 囊用耐油橡胶制成，内 充入惰性气体，壳体下 端的提升阀能防止皮囊 膨胀挤出油口。
在时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏，则应使 p 0 < p 2，一般
取 p 0 =（0.8~0.85）p 2
1 1 / n 1 1 / n 1/ n V V 0 p 0 p p 2 1
（4.3）
当蓄能器用于保压时，气体压缩过程缓慢，与 外界热交换得以充分进行，可认为是等温变化过程， 这时取n=1；而当蓄能器作辅助或应急动力源时， 释放液体的时间短，热交换不充分，这时可视为绝 热过程，取n=1.4。
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（3）系统回油路上的低压滤油器
因回油路压力很低，可采用滤芯强度不高的精滤油器， 并允许滤油器有较大的压力降。
（4）安装在系统以外的旁路过滤系统
大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油
子系统，滤除油液中的杂质，以保护主系统。
安装滤油器时应注意 一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。
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（5） 油箱正常工作温度应在15-66C之间，必要时应
安装温度控制系统，或设置加热器和冷却器。 （6） 最高油面只允许达到油箱高度的80%，油箱底脚 高度应在150mm以上，以便散热、搬移和放油，油箱四周 要有吊耳，以便起吊装运。
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4.4 管 件
管件包括管道、管接头和法兰等。
4.4.1 管道
种类：钢管、紫铜管、橡胶管 管道的内径d和壁厚 可采用下列两式计算，并需圆整为 标准数值，即
4.2.3 蓄能器的容量计算
容量是选用蓄能器的依据，其大小视用途而异。现以 皮囊式蓄能器为例加以说明。
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4.2.3.1作辅助动力源时的容量计算
当蓄能器作动力源时，蓄能器储存和释放的压力油容
量和皮囊中气体体积的变化量相等，而气体状态的变化遵
守玻义耳定律，即
n 0
p 0V
式中：
p 1V 1 p 2 V
4.4.2 管接头
（1）硬管接头
按管接头和管道的连接方式分，有扩口式管接头， 卡套式管接头和焊接式管接头三种。
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扩口式管接头
当旋紧螺帽3时，通过套管2使被连接管1端部的扩口 压紧在接头体4的锥面上。 被扩口的 管子只能是薄 壁且塑性良好 的管子如铜管。 此种接头的工 作压力不高于 8MPa。
图4.10(a)扩口式管接头 1—管子；2一套管； 3一螺帽；4一接头本体
图4.1网式滤油器
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（2）线隙式滤油器
线隙式滤油器如图 4.2所 示， 用 钢 线 或 铝 线 密绕在筒形骨架的外部来 组成滤芯，依靠铜丝间的 微小间隙滤除混入液体中 的杂质。其结构简单、通 流能力大、过滤精度比网 式滤油器高，但不易清洗。 多为回油过滤器。
图4.2 线隙式滤油器
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（3）纸质滤油器
1
本章提要
本章主要内容为 ：
液压辅助元件有滤油器、蓄能器、管件、密 封件、油箱和热交换器等。 液压辅助元件和液压元件一样，都是液压系 统中不可缺少的组成部分。它们对系统的性能、 效率、温升、噪声和寿命的影响不亚于液压元件 本身。 通过学习，要求掌握液压辅件的结构原理， 熟知其使用方法及适用场合。
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4.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算
当蓄能器用于吸收冲击时，一般按经验公式计算缓冲 最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量，即
V0
式中：
0 . 004 qp 1 ( 0 . 0164 L t ) p1 p 2
（4.4）
p 1 — 允许的最大冲击（MPa）
p 2 — 阀口关闭前管内压力（MPa）
伺服
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5
4.1.2 过滤器的类型及特点
按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为网式、线隙式、 纸质滤芯式、烧结式滤油器及磁性滤油器等。按滤油器安放
的位置不同，还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器，考
虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。
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（1）网式滤油器
滤芯以铜网为过滤材料，在周围 开有很多孔的塑料或金属筒形骨架上， 包着一层或两层铜丝网，其过滤精度取 决于铜网层数和网孔的大小。这种滤油 器一般用于液压泵的吸油口。
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滤芯为微孔滤纸 制成的纸芯，将纸芯 围绕在带孔的镀锡铁 做成的骨架上，以增 大强度。为增加过滤 面积，纸芯一般做成 折叠形。其过滤精度 较高，一般用于油液 的精过滤，但堵塞后 无法清洗。
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图4.3纸质滤油器
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（4）烧结式滤油器 滤芯用金属粉末烧结而成，利用颗粒间的微孔 来挡住油液中的杂质通过，其滤芯能承受高压。
图4.4 烧结式滤油器
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4.1.3 过滤器的安装
（1）泵入口的吸油粗滤器
粗滤油器用来保护泵，使其不致吸入较大的机械杂质。 为了不影响泵的吸油性能，防止发生气穴现象，滤油器的过 滤能力应为泵流量的两倍以上，压力损失不得超过 0.01~0.035MPa。
（2）泵出口油路上的高压滤油器 主要用来滤除进入液压系统的污染杂质，一般采用过 滤精度10~15m的滤油器。它应能承受油路上的工作压力 和冲击压力，其压力降应小于0.35MPa，并应有安全阀或 堵塞状态发讯装置，以防泵过载和滤芯损坏。
n
n 2
（4.1）
p 0 — 皮囊的充气压力 V 0 — 皮囊充气体积，此时皮囊充满壳体内腔，故亦即蓄能器容量
p1 V1
p2
— 系统最高工作压力，即泵对蓄能器充油结束时的压力 — 皮囊被压缩后相应于P1时的气体体积
— 系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力
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V 2 — 气体膨胀后相应于P2时的气体体积
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卡套式管接头： 拧紧接头螺母2后， 卡套3发生弹性变形便 将管子1夹紧。它对轴 向尺寸要求不严，装 拆方便，但对连接用 管道的尺寸精度要求 较高。
图4.10（b)卡套式管接头 1一被连接管；2一螺帽；3一卡套； 4一接头本体 33
焊接式管接头
钢管和基体通过 焊接管接头连接。把 接管2焊在被连接的 钢管端部。接头体1
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图4.9 开式油箱 1—回油管;2 —泄油管;3 —泵吸油管;4 —空气滤清器; 5 —安装板;6 —隔板;7 —放油孔;8 —粗滤油器;9 —清洗窗侧板; 10 —液位计窗口;11 —注油口;12 —油箱上盖 25
4.3.2油箱的容积与结构
在初步设计时，油箱的有效容量可按下述经验公式确定
V mq
提升阀 图4.8皮囊式蓄能器
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2
皮囊
1
壳体
图4.8 气囊式蓄能器 l——充气阀 2——气囊； 3——壳体； 4——菌形阀； 5——放气螺塞； 6——油口
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（3）薄膜式蓄能器 （4）弹簧式蓄能器 （5）重力式蓄能器
重力式蓄能器主要用冶金等大型液压系统的恒压供 油，其缺点是反应慢，结构庞大，现在已很少使用。