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第六章液压辅助元件

在液压系统中，蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等元件属于辅助元件，这些元件结构比较简单，功能也较单一，但对于液压系统的工作性能、噪声、温升、可靠性等，都有直接的影响。因此应当对液压辅助元件，引起足够的重视。在液压辅助元件中，大部分元件都已标准化，并有专业厂家生产，设计时选用即可。只有油箱等少量非标准件，品种较少要求也有较大的差异，有时需要根据液压设备的要求自行设计。

第一节滤油器

一、滤油器的作用及性能

1．滤油器的作用

在液压系统中，由于系统内的形成或系统外的侵入，液压油中难免会存在这样或那样的污染物，这些污染物的颗粒不仅会加速液压元件的磨损，而且会堵塞阀件的小孔，卡住阀芯，划伤密封件，使液压阀失灵，系统产生故障。因此，必须对液压油中的杂质和污染物的颗粒进行清理，目前，控制液压油洁净程度的最有效方法就是采用滤油器。滤油器的主要功用就是对液压油进行过滤，控制油的洁净程度

2．滤油器的性能指标

滤油器的主要性能指标主要有过滤精度、通流能力、压力损失等，其中过滤精度为主要指标。

(1）过滤精度滤油器的工作原理是用具有一定尺寸过滤孔的滤芯对污物进行过滤。过滤精度就是指，滤油器从液压油中所过滤掉的杂质颗粒的最大尺寸（以污物颗粒平均直径d表示）。

目前所使用的滤油器，按过滤精度可分为四级：粗滤油器（d≥0.1mm）、普通滤油器（d≥0.01mm）、精滤油器（d≥0.001mm）和特精滤油器（d≥0.0001mm）。

过滤精度选用的原则是：使所过滤污物颗粒的尺寸要小于液压元件密封间隙尺寸的一半。系统压力越高，液压件内相对运动零件的配合间

隙越小，因此，需要的滤油器的过滤精度也就越高。液压系统的过滤精度主要取决于系统的压力。表6-1为过路精度选择推荐值。

表6-1滤油器过滤精度推荐值

系统类型润滑系

统

传动系统伺服系

统

压力

/MPa

0~2.51442121

过滤精

度mm

10025~5025105

（2）通流能力滤油器的通流能力一般用额定流量表示，它与滤油器滤芯的过滤面积成正比。

（3）压力损失指滤油器在额定流量下的进出油口间的压差。一般滤油器的通流能力越好，压力损失也越小。

（4）其他性能滤油器的其它性能主要指：滤芯强度、滤芯寿命、滤芯耐腐蚀性等定性指标。不同滤油器这些性能会有较大的差异，可以通过比较确定各自的优劣。

3．滤油器的典型结构

按过滤机理，滤油器可分为机械滤油器和磁性滤油器两类。前者是使液压油通过滤芯的孔隙时将污物的颗粒阻挡在滤芯的一侧；后者用磁性滤芯将所通过的液压油内铁磁颗粒吸附在滤芯上。在一般液压系统中常用机械滤油器，在要求较高的系统可将上述两类滤油器联合使用。在此着重介绍机械滤油器。

（1）网式滤油器图6-1为网式滤油器结构图。它是由上端盖1、下端盖4之间连接开有若干孔的筒形塑料骨架（或金属骨架）组成，在骨架外包裹一层或几层过滤网2。滤油器工作时，液压油从滤油器外通过过滤网进入滤油器内部，再从上盖管口处进入系统。此滤油器属于粗滤油器，其过滤精度为0.13~0.04mm，压力损失不超过0.025MPa，这种过滤器的过滤精度与铜丝网的网孔大小，铜网的层数有关。网式滤油器的特点为：结构简单，通油能力强，压力损失小，清洗方便，但是过滤精度低。一般安装在液压泵的吸有管口上用以保护液压泵。

图6-1网式滤油器

1-上端盖 2-过滤网 3-骨架 4 –下端盖

（2）线隙式滤油器图6-2为线隙式滤油器结构图，它是由端盖1、壳体2、带孔眼的筒形骨架，和绕在骨架3外部的金属绕线组成。工作时，油液从孔a进入滤油器内，经线间的间隙、骨架上的孔眼进入滤芯中再由孔b流出。这种滤油器利用金属绕线间的间隙过滤，其过滤精度取决于间隙的大小。过滤精度有30m m、50m m、和80m m三种精度等级，其额定流量为6~25L/min，在额定流量下，压力损失为0.03~0.06MPa。线隙式滤油器分为吸油管用和压油管用两种。前者安装在液压泵的吸油管道上其过滤精度为0.05~0.1mm，通过额定流量时压力损失小于0.02MPa；后者用于液压系统的压力管道上，过滤精度为0.03~0.08mm，压力损失小于0.06MPa。这种滤油器的特点是：结构简单，通油性能好，过滤精度较高，所以应用较普遍。缺点是不易清洗，滤芯强度低。多用于中、低压系统。

图6-2线隙式滤油器

1-端盖 2-壳体 3-骨架 4-金属绕线

（3）纸芯式滤油器纸芯式滤油器以滤纸（机油微口滤纸）为过滤材料，把厚度为0.35~0.7的平纹或波纹的酚醛树脂或木浆的微孔滤纸，环绕在带孔的镀锡铁皮骨架上，制成滤纸芯（如图6-3所示）。油液从滤芯外面经滤纸进入滤芯内，然后从孔道a流出。为了增加滤纸1的过滤面积，纸芯一般都做成折叠式。这种滤油器过滤精度有0.01mm和0.02mm两种规格，压力损失为0.01~0.04MPa，其特点为过滤精度高，缺点是堵塞后无法清洗，需定期更换纸芯，强度低，一般用于精过滤系统。

图6-3纸芯式滤油器

1-滤纸 2-骨架

（4）烧结式滤油器图6-4为烧结式滤油器结构图。此滤油器是由端盖1、壳体2、滤芯3组成，其滤芯是由颗粒状铜粉烧结而成。其过滤过程是：压力油从a孔进入，经铜颗粒之间的微孔进入滤芯内部，从b孔流出。烧结式滤油器的过滤精度与滤芯上铜颗粒之间的微孔的尺寸有关，选择不同颗粒的粉末，制成厚度不同的滤芯就可获得不同的过滤精度。烧结式滤油器的过滤精度为0.01~0.001mm之间，压力损失为0.03~0.2MPa。这种滤油器的特点是强度大，可制成各种形状，制造简单，过滤精度高。缺点是难清洗，金属颗粒易脱落。用于

需要精过滤的场合。

图6-4烧结式滤油器

1-端盖 2-壳体 3-滤芯

4．滤油器的选用

选择滤油器时，主要根据液压系统的技术要求，及滤油器的特点综合考虑来选择。主要考虑的因素有：

（1）系统的工作压力系统的工作压力是选择滤油器精度的主要依据之一。系统的压力越高，液压元件的配合精度越高，所需要的过滤精度也就越高。

（2）系统的流量过滤器的通流能力是根据系统的最大流量而确定的，一般，过滤器的额定流量不能小于系统的流量。否则滤油器的压力损失会增加，滤油器易堵塞，寿命也缩短。但滤油器的额定流量越大，其体积造价和也越大，因此应选择合适的流量。

（3）滤芯的强度滤油器滤芯的强度是一重要指标。不同结构的滤油器有不同的强度。在高压或冲击大的液压回路应选用强度高的滤油器。

5．滤油器的安装

滤油器的安装是根据系统的需要而确定的，一般可安装在图6-5所示的各种位置上：

图6-5滤油器的安装

（1）安装在液压泵的吸油口如图6-5a所示，在泵的吸油口安装滤油器，可以保护系统中的所有元件，但由于受泵吸油阻力的限制，只能选用压力损失小的网式滤油器。这种滤油器过滤精度低，泵磨损所产生的颗粒将进入系统，对系统其他液压元件无法完全保护，还需其它滤油器串在油路上使用。

（2）安装在液压泵的出油口上如图6-5b所示，这种安装方式可以有效的保护除泵以外的其它液压元件，但由于滤油器是在高压下工作，滤芯需要有较高的强度，为了防止滤油器堵塞而引起液压泵过载或滤油器损坏，常在滤油器旁设置一堵塞指示器或旁路阀加以保护。

（3）安装在回油路上如图6-5c）所示将滤油器安装在系统的回油路上。这种方式可以把系统内油箱或管壁氧化层的脱落或液压元件磨损所产生的颗粒过滤掉，以保证油箱内液压油的清洁使泵及其它元件受到保护。由于回油压力较低，所需滤油器强度不必过高。