1、第 6 章 液压辅助元件第 6 章 液压辅助元件6.1 6.1 蓄能蓄能器器6.2 6.2 过滤过滤器器6.3 6.3 油油箱箱6.4 6.4 压力表及表开压力表及表开关关6.5 6.5 油管与管接油管与管接头头6.6 6.6 密封装密封装置置本本章小章小结结思考与练习思考与练习第 6 章 液压辅助元件【学习任务学习任务】(1)认识常用辅助元件的组成。(2)理解常用辅助元件的工作原理及结构特点。(3)了解常用辅助元件的功用。液压辅助元件是液压系统的一个重要组成部分，包括蓄能器、过滤器、油箱、测量仪器、管件、密封装置等。液压辅助元件的合理设计和选用在很大程度上影响着液压系统的效率、噪声、温升和可
2、靠性。第 6 章 液压辅助元件6.1 蓄能器蓄能器蓄能器是液压系统中储存油液压力能的装置，即在适当的时候把系统的压力油储存起来，在需要时又释放出来供给系统。此外，它还能缓和液压冲击及吸收压力脉动等。第 6 章 液压辅助元件6.1.1 蓄能器的类型及结构特点蓄能器的类型及结构特点蓄能器有重力式、弹簧式和充气式三类，常用的是充气式，它又可分为活塞式、气囊式和隔膜式三种。这里介绍最常用的活塞式和气囊式两种蓄能器。第 6 章 液压辅助元件1.活塞式蓄能器活塞式蓄能器图 6.1(a)所示为活塞式蓄能器的结构原理图，它由活塞 1、缸筒 2 和充气阀 3 组成。这种蓄能器由活塞将油液和气体分开，气体从充气阀
3、 3 的阀门充入，油液经油孔 a 和系统连通。其优点是气体不易混入油液中，所以油不易氧化，系统工作平稳，结构简单，工作可靠，安装容易，维护方便，寿命长;缺点是由于活塞惯性大，有摩擦力，所以反应不够灵敏。活塞式蓄能器主要用于储能，不适于吸收压力脉动和压力冲击。第 6 章 液压辅助元件2.气囊式蓄能器气囊式蓄能器图 6.1(b)所示为气囊式蓄能器的结构原理图，它由充气阀 1、壳体 2、气囊 3 和限位阀4 组成。这种蓄能器是在高压容器内装入一个耐油橡胶制成的气囊，气囊内充气(一般为氮气)，气囊外储油，气囊 3 与充气阀 1 压制为一体。壳体 2 下端有限位阀 4，它能使油液通过阀口进入蓄能器，又能
4、防止当油液全部排出时气囊膨胀挤出容器之外。气囊式蓄能器的优点是气囊惯性小，反应灵敏，容易维护;缺点是气囊及壳体制造困难。图 6.1(c)所示为充气式蓄能器的图形符号。第 6 章 液压辅助元件图 6.1 充气式蓄能器第 6 章 液压辅助元件6.1.2 蓄能器的功用蓄能器的功用蓄能器的功用主要有以下几方面:1.积蓄能量积蓄能量对于间歇负荷，如系统在短时间内需要大量的压力油，以满足执行机构快速运动的要求，而用量又超过液压泵的流量时，可采用蓄能器。当系统在小流量工作状态时，液压泵将多余的压力油储存在蓄能器内，以便系统在大流量状态时，同液压泵一起给系统供油。这种液压系统可采用小流量的液压泵，从而减少电机
5、功率消耗，降低系统温升。第 6 章 液压辅助元件2.作紧急动力源作紧急动力源对某些系统要求当泵发生故障或停电(对执行元件的供油突然中断)时，执行元件应继续完成必要的动作。例如为了安全起见，液压缸的活塞杆必须内缩到缸内。在这种场合下，需要有适当容量的蓄能器作紧急动力源。3.保持系统压力保持系统压力有的系统要求液压缸不运动时保持一定的系统工作压力，例如夹紧装置，此时可使液压泵卸荷，由蓄能器补偿泄漏并保持系统一定的工作压力，从而节省传动功率并减少系统的发热。当蓄能器压力降至要求的最低工作压力时，可再次起动液压泵供油。第 6 章 液压辅助元件4.缓和冲缓和冲击，吸击，吸收压力脉动收压力脉动当阀门突然关
6、闭或换向、液压泵突然停车、执行元件突然停止运动等时，都会产生液压冲击。这类液压冲击大多发生于瞬间，液压系统中的安全阀来不及开启，因此常常造成液压系统中的仪表、密封装置损坏或管道破裂。若在冲击源的前端管路安装蓄能器，则可以吸收或缓和这类冲击。若将蓄能器安装在液压泵的出口处，可降低液压泵压力脉动的峰值。第 6 章 液压辅助元件6.1.3 蓄能器的安装蓄能器的安装蓄能器应安装在便于检查、维修的位置，并远离热源。用于降低噪声、吸收压力脉动、缓和冲击的蓄能器，应尽可能靠近振动源。必须将蓄能器牢固地固定在托架或地基上，以防止蓄能器从固定部位脱开而发生飞起伤人事故。气囊式蓄能器应油口向下、充气阀向上竖直放置
7、。蓄能器与液压泵之间应装设单向阀，防止液压泵卸荷或停止工作时蓄能器中的压力油倒灌。蓄能器与系统之间应装设截止阀，供充气、检查、维修蓄能器或长时间停机时使用。第 6 章 液压辅助元件6.2 过滤器过滤器液压系统 75%以上的故障是由于油液污染造成的，而油液在使用中不可避免地存在污染，所以液压系统中必须使用过滤器来去除油液中的杂质，维护油液清洁，防止油液污染，保证系统正常工作。第 6 章 液压辅助元件6.2.1 过滤器的主要性能指标过滤器的主要性能指标过滤器的性能指标有过滤精度、压降特性、纳垢容量、过滤能力、工作压力和温度等。1.过滤精度过滤精度过滤精度是指过滤器能够过滤杂质颗粒直径 d 的大小。
8、一般滤油器的过滤精度可分为四级:粗过滤器(d 100 m)，普通过滤器(d=10100 m)，精过滤器(d=510 m)和特精过滤器(d=15 m)。第 6 章 液压辅助元件不同的液压系统有不同的过滤精度要求，一般要求工作液体中的杂质颗粒尺寸应小于元件运动副间隙的一半，通常高压元件的运动副相对要小一些，所以过滤精度相对要求高。各种液压系统的过滤精度要求可参照表 6.1 选择。第 6 章 液压辅助元件 2.压降特性压降特性压降特性是指液压油通过过滤器滤芯时所产生的压力损失。滤芯的精度越高，所产生的压降越大。滤芯的有效过滤面积越大，其压降就越小。3.纳垢容量纳垢容量纳垢容量是指过滤器在压力下降达到
9、规定值以前，可以滤除并容纳的污垢数量。纳垢容量越大，过滤器的使用寿命越长。4.过滤能力过滤能力过滤能力是指在一定压差下允许通过过滤器的最大流量，一般用过滤器的有效面积(滤芯上能通过油液的总面积)来表示。第 6 章 液压辅助元件 5.工作压力和温度工作压力和温度过滤器在工作时，要保证在油液压力的作用下滤芯不被破坏。在系统的工作温度下，过滤器要有较好的抗腐蚀性，工作机能要稳定。第 6 章 液压辅助元件6.2.2 过滤器的类型和结构过滤器的类型和结构按滤芯材料和结构的不同，过滤器可分为网式、线隙式、纸芯式、烧结式和磁性式等多种形式。1.网式过滤器网式过滤器图 6.2 所示为网式过滤器。它是用 12
10、层细铜丝网 1 作为过滤材料，包在周围开有很多窗孔的塑料或金属筒形芯架 2 上。它的特点是结构简单，通油流能力强，压力损失小(0.010.025MPa)，清洗方便，但过滤精度较低(80180 m)。该过滤器多用在液压泵吸油口处，保护泵不受大粒度机械杂质损坏。第 6 章 液压辅助元件图 6.2 网式过滤器第 6 章 液压辅助元件 2.线隙式过滤器线隙式过滤器图 6.3 所示为线隙式过滤器，它由壳体 1、滤芯 2 和芯架 3 组成。滤芯是由铜线或铝线绕在筒形芯架上组成的。这种过滤器利用线间的缝隙进行过滤，结构简单，过滤精度一般为 30100 m，压力损失为 0.030.06MPa，但滤芯强度低，不
11、易清洗。这种过滤器常用在回油低压管路或泵吸油口处。第 6 章 液压辅助元件图 6.3 线隙式过滤器第 6 章 液压辅助元件 3.纸芯式过滤器纸芯式过滤器图 6.4 所示为纸芯式过滤器，它用制作成折叠形以增加过滤面积的微孔纸芯 1 包在由铁皮制成的芯架 2 上。油液从外进入滤芯 1 后流出。其过滤精度一般为 530 m，压力损失为 0.050.12MPa，常用于对油液要求较高的场合。纸芯过滤器过滤效果好，但滤芯堵塞后无法清洗，要更换滤芯。第 6 章 液压辅助元件图 6.4 纸芯式过滤器第 6 章 液压辅助元件 4.烧结式过滤器烧结式过滤器图 6.5 所示为烧结式过滤器，它的滤芯 3 是用颗粒状青
12、铜粉烧结而成的。油液从左侧油孔进入，经杯状滤芯过滤后，从下部油孔流出。它的过滤精度为 10100 m，压力损失为 0.030.2MPa，多用在回油路上。烧结式过滤器制造简单，耐腐蚀，强度高，但金属颗粒有时脱落，堵塞后清洗困难。第 6 章 液压辅助元件图 6.5 烧结式过滤器第 6 章 液压辅助元件 5.磁性式过滤器磁性式过滤器图 6.6 所示为磁性式过滤器，它由铁环 1、非磁性罩 2 和永久磁铁 3 组成。油液从进油口进入，通过非磁性罩和永久磁铁组成的滤芯时，能磁化的杂质被吸附在铁环上，起到过滤作用，油液从下部的出油口排出。磁性式过滤器适用于经常加工铸铁的机床液压系统。其缺点是维护较为复杂。磁
13、性滤芯常与其他过滤材料(如滤纸、烧结青铜)组合成具有复合式滤芯的过滤器，如纸质磁性式过滤器、磁性烧结式过滤器等，以满足实际生产的需要。第 6 章 液压辅助元件图 6.6 磁性式过滤器第 6 章 液压辅助元件6.2.3 过滤器的选用过滤器的选用过滤器在选用时应满足以下几方面的要求:(1)应满足系统要求。过滤精度以滤去杂质颗粒的大小来衡量。不同液压系统对过滤器的过滤精度要求见表 6.1。(2)要有足够的通油能力。通油能力是指在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量，应结合过滤器在系统中的安装位置选取。(3)要有一定的机械强度，不因油液压力而破坏。(4)清洗更换要方便。(5)要考虑一些特殊要求，如抗腐
14、蚀、磁性、发讯、不停机更换滤芯等。第 6 章 液压辅助元件6.2.4 过滤器的安装位置过滤器的安装位置1.安装在泵的吸油口安装在泵的吸油口如图 6.7(a)所示，一般将粗过滤器安装在液压泵的吸油管路上，用以保护泵免遭较大颗粒杂质的直接伤害。为了不影响液压泵的吸油能力，安装在泵吸油口的过滤器的通油能力应大于液压泵流量的 2 倍。第 6 章 液压辅助元件图 6.7 过滤器的安装位置第 6 章 液压辅助元件 2.安装在泵的出油口安装在泵的出油口如图 6.7(b)所示，液压泵压油口可安装各种形式的精过滤器，用来保护液压泵以外的其他元件。由于过滤器在高压下工作，因此要求过滤器有一定的强度，过滤器的压力降
15、不应超过 0.35MPa。一般过滤器安装在溢流阀的分支油路之后，以免过滤器堵塞时引起液压泵过载;或者采用顺序阀与精过滤器并联的油路(如图 6.7(c)所示)，顺序阀的开启压力应略高于过滤器所允许的最大压力差。第 6 章 液压辅助元件 3.安装在系统的回油路上安装在系统的回油路上如图 6.7(d)所示，可把过滤器装在回油路上，以滤掉系统中产生的污垢，使油液回油箱前先过滤。这种安装方式由于是在低压回路上，故可用强度较低、刚度较小、体积和重量也较小的过滤器，从而对液压系统起间接保护作用。为防止过滤器堵塞，造成系统压力增加，也要并联安全阀，并且此阀的开启压力应略高于过滤器的最大允许压力差。第 6 章
16、液压辅助元件 4.安装在系统的支路上安装在系统的支路上当泵的流量较大时，为避免选用过大的过滤器，应在支路上安装小规格的过滤器。5.安装在独立的过滤系统中安装在独立的过滤系统中这是将过滤器和泵组成一个独立于液压系统之外的过滤回路。它的作用就是不断净化系统中的油液。第 6 章 液压辅助元件6.3 油油 箱箱6.3.1 油箱的作用和分类油箱的作用和分类1.油箱的功用油箱的功用(1)储存系统所需的足够油液;(2)散发油液中的热量;(3)逸出溶解在油液中的空气;(4)沉淀油液中的污物;(5)对中小型液压系统，油箱顶板还用于安装泵装置及一些液压元件。第 6 章 液压辅助元件2.油箱的分类油箱的分类油箱按液
17、面是否与大气相通，分为开式油箱和闭式油箱。开式油箱与大气相通，在液压系统中广泛应用。闭式油箱液面与大气隔离，有隔离式和充气式，用于水下设备或气压不稳定的高空设备中。油箱按布置方式，分为总体式和分离式。总体式油箱是利用机械设备的机体空腔作为油箱，结构紧凑，体积小，但维修不便，油液不易散热，液压系统振动影响设备精度。分离式油箱是独立结构，使用最为广泛。第 6 章 液压辅助元件3.分离式油箱的结构分离式油箱的结构分离式油箱通常用钢板焊接而成，最好采用不锈钢板，但成本高，因此大多数情况下采用镀锌钢板或内涂防锈耐油涂料的普通钢板。如图 6.8 所示是分离式油箱的典型结构。图中 1 为吸油管，4 为回油管
18、，中间有两个隔板 7 和 9，隔板 7 用来阻挡沉淀污物进入吸油管，隔板 9 用来阻挡泡沫进入吸油管，污物可以打开放油塞 8 排出，空气过滤器 3 设在回油管一侧的上部，兼有加油和通气的作用，6 是液位指示器，当彻底清洗油箱时可将顶盖 5 卸开。第 6 章 液压辅助元件图 6.8第 6 章 液压辅助元件6.3.2 油箱的典型结构和设计要点油箱的典型结构和设计要点1.油箱容积油箱容积 V 的确定的确定油箱要有足够的有效容积。油箱的有效容积(液面高度为油箱高度 80%时的容积)应根据液压系统发热、散热平衡的原则来计算，但这只是在系统负载较大，长期连续工作时才有必要进行，一般只需按液压泵的额定流量来
19、估算即可。一般低压油箱的有效容积为液压泵每分钟排油量的 24 倍，中压系统为 57 倍，高压系统为 1012 倍。若油箱容积受限制，不能满足散热要求，需要装冷却装置。第 6 章 液压辅助元件2.设计要点设计要点(1)油箱要有足够的强度和刚度，油箱一般用 2.54mm 的钢板焊接而成，形状多为正方体或长方体。尺寸大的油箱要加焊角板、加强筋以增加刚度。油箱底脚高度应在150mm 以上，以便散热、搬移和放油。第 6 章 液压辅助元件(2)吸、回油管应尽量相距远一些，吸、回油管之间要用隔板隔开，以增大油液循环的路程，使油液有足够的时间分离气泡，沉淀污物。隔板的高度最好为箱内油面高度的 3/4。吸油管入
20、口处装粗过滤器，过滤器和回油管下端在油面最低时应没入油中，防止吸油时吸入空气和回油时油液冲入油箱搅动油面，回油管下端应斜切 45，以增大通流面积，回油管斜切口应面向箱壁，管端与箱底、箱壁间距应大于管径的 3 倍，过滤器距箱底不应小于20mm。第 6 章 液压辅助元件(3)防止油液污染。油箱上各盖板、管口处都要妥善密封，以防外部污染物的入侵。注油器上要加滤油网。为防止油管出现负压面，设置的通气孔上须装空气过滤器。(4)易于散热和维护保养。油箱底面应略倾斜，在最底部位置设置放油口，以利于排放污油;箱体侧壁应设置液位计，箱内各处应便于清洗。(5)油箱要进行油温控制，油箱正常工作温度应在1568，必要
21、时应设置温度计和热交换器。(6)油箱内壁要加工，新油箱经喷丸、酸洗和表面清洗后，四壁可涂与工作液相容的防锈涂料。第 6 章 液压辅助元件6.4 压力表及表开关压力表及表开关6.4.1 压力表压力表液压系统中的压力是用压力表来测量的。压力表的种类很多，最常用的是弹簧管式压力表，如图 6.9(a)所示。被测点的压力油通过弹簧弯管 3 的开口端进入弹簧弯管，在油压力作用下，弹簧弯管变形使其曲率半径加大，封闭端的位移通过杠杆 4 使扇形齿轮 5 摆动，带动小齿轮 6 回转，从而带动指针 2 转动，这时即可由刻度盘 1 读出压力值。图 6.9(b)所示为压力表的图形符号。第 6 章 液压辅助元件压力表有
22、多种精度等级。普通的精度等级有 1、1.5、2.5 级，精密型的等级有 0.1、0.16、0.25 级。精度等级的数值是压力表最大误差占量程(压力表的测量范围)的百分数。一般机床上的压力表用 2.54 级精度即可。用压力表测量压力时，被测压力不应超过压力表量程的 3/4。压力表必须直立安装，压力表接入压力管道时，应通过阻尼小孔，以防止被测点压力突然升高而将压力表冲坏。第 6 章 液压辅助元件图 6.9 弹簧管式压力表第 6 章 液压辅助元件6.4.2 压力表开关压力表开关在压力油路与压力表之间须安装一个压力表开关。压力表开关为一个小型的截止阀，用以接通或断开压力油路与压力表的通道。压力表开关有
23、一点、三点、六点等多种。多点压力表开关能使压力表和几个被测油路相连通，因此用一个压力表可测多个被测点的压力。第 6 章 液压辅助元件图 6.10 所示为六点式压力表开关，图示位置为非测量位置，此时的压力表油路通过槽沟 a、小孔 b 和油箱连通。若将手柄向右推动，带动开关阀芯向右移动，槽沟 a 把压力表油路与被测量点的油路连通，并把压力表油路与通往油箱的油路断开，这时压力表就可测量出被测点的压力。由于在外壳上沿着圆周方向布置了六个通口，分别通往六个被测量点，因此将手柄推到另一被测点位置，带动开关阀芯转动，通过槽沟 a 将另一个被测点连通，可测出相应的压力，压力表开关中的过油通道很小，可以防止表针
24、的剧烈摆动。第 6 章 液压辅助元件当液压系统进入正常的工作状态后，应将手柄拉出，使压力表油路与系统油路断开，以保护压力表并延长其使用寿命。图 6.10 六点式压力表开关第 6 章 液压辅助元件6.5 油管与管接头油管与管接头油管与管接头是用来连接液压元件，以保证液压油的循环流动和能量的传递的。对它们的基本要求是:能量损失小，有足够的强度，密封性能好，装拆使用方便。第 6 章 液压辅助元件6.5.1 油管油管常用油管分为硬管和软管两大类。1.硬管硬管硬管用于连接无相对运动的液压元件。常用的硬管有无缝钢管和紫铜管。无缝钢管承受压力高，价格便宜，但装配时弯曲困难，主要用于中、高压系统。无缝钢管有冷
25、拨和热轧两种。冷拨管几何尺寸准确，质地均匀，易于卡套式管接头配合。压力管常用 10 号和 15 号冷拨无缝钢管，其中 10 号用于压力小于 8MPa 的场合，15 号用于压力大于 8MPa 的场合。第 6 章 液压辅助元件紫铜管弯曲容易，装配方便，而且管壁光滑，摩擦阻力小，但耐压能力低(不超过10MPa)，其抗震能力也比较弱，价格较贵，在高温工作时油液容易氧化变质。紫铜管主要用于中、低压系统，在机床中应用较多，常用于扩口管接头连接。第 6 章 液压辅助元件2.软管软管软管主要用于连接有相对运动的液压元件。它通常为耐油橡胶管，可分为高压和低压两种。高压胶管由内胶层、钢丝编织层、中间胶层和外胶层组
26、成。常用高压软管的钢丝编织层为单层和双层，有多种通径规格，单层软管可承受 620MPa 的压力，双层软管可承受1160 MPa 的压力。低压胶管是由夹有帆布层的耐油橡胶制成的，适用于压力小于1.5MPa 的低压管路。软管装配方便，能吸收液压系统的冲击和振动，但高压软管制造工艺复杂、寿命短、成本高、刚性差，因此在固定元件的连接中，一般不采用高压软管。第 6 章 液压辅助元件油管内径 d 的选取应以降低流速、减少压力损失为前提。油管的内径按下式计算:式中，v 为允许流速，压力管取 2.55m/s(压力高、流量大、管道短时取大值)，其他管时取 13m/s;q 为管道的额定流量。管壁厚度 不仅与工作压
27、力有关，还与管子的材料有关，使用时可查相应手册。第 6 章 液压辅助元件6.5.2 管接头管接头管接头是油管与油管、油管与液压元件间可拆卸的连接件。管接头的品种、规格较多，常用的有以下几种。1.金属管的管接头金属管的管接头1)焊接式管接头焊接式管接头的结构如图 6.11 所示，它由接头体、螺母和接管等组成。连接时，将管接头的接管与被连接管焊接在一起，接头体用螺纹固定在液压元件上，用螺母将接管和接头体相连接。在接触面上，有多种密封形式，图 6.11(a)所示为采用密封圈密封，图 6.12(b)所示为依靠球面与锥面的环形接触线实现密封。第 6 章 液压辅助元件图 6.11 焊接式管接头的结构第 6
28、 章 液压辅助元件2)卡套式管接头卡套式管接头的种类很多，但基本原理相同，其结构如图 6.12(a)所示。它由接头体、压紧螺母和卡套三个基本零件组成，利用卡套的变形卡住油管并进行密封。卡套的形状如图 6.12(b)所示，多用 10 号钢经表面氮化或氰化处理制成。图 6.12(c)是图 6.12(a)的局部放大图。卡套式管接头工作比较可靠，拆装方便，其工作压力可达 32MPa。它的缺点是卡套的制造工艺要求高，对连接的油管外径的几何尺寸精度要求也高。第 6 章 液压辅助元件图 6.12 卡套式管接头第 6 章 液压辅助元件3)扩口式管接头扩口式管接头的结构如图 6.13 所示，将油管一端扩成喇叭口
29、(7490)，再用螺母将套管连同油管一起压紧在接头体上进行密封，其结构简单，制造安装方便，适用于紫铜管和薄壁钢管的连接，也可用来连接尼龙管和塑料管，工作压力一般不超过 8MPa。第 6 章 液压辅助元件图 6.13 扩口式管接头第 6 章 液压辅助元件4)铰接式管接头铰接式管接头的结构如图 6.14 所示，主要用于液流成直角的连接，如泵、马达和油缸的油口。铰接式管接头的接头体两侧各用一个组合密封圈，再由一中空并且有径向孔的连接螺栓固定在液压元件上，接头体与油管可采用焊接式或卡套式连接。这种管接头的使用压力可达 32MPa。第 6 章 液压辅助元件图 6.14 铰接式管接头第 6 章 液压辅助元
30、件2.软管的管接头软管的管接头软管接头用接头外套将软管与接头芯管连成一体，然后用接头芯管与液压元件或其他油管相连接。1)螺纹连接的软管接头这类管接头利用螺纹将接头芯管与液压元件或其他油管相连接，而软管与接头体之间的连接有扣压式和可拆式两种。第 6 章 液压辅助元件如图 6.15(a)所示为扣压式软管接头。在装配时，先将与外套配合处的软管外胶层剥除，接头芯管插入软管内，外套通过扣压机加压收缩使软管陷入接头芯管与外套间的环形槽中，以达到压紧软管防止拔脱的目的。这种接头工作可靠，适于高压管路。如图 6.15(b)所示为可拆式软管接头。在装配时，也是先剥除软管的外胶层，再将外套装在软管上，然后将接头芯
31、管慢慢旋入管内，压紧软管。这种接头装配简单，不需要专门设备，装配后可拆开，但可靠性差，只适于中、低压管路。第 6 章 液压辅助元件图 6.15 螺纹连接的软管接头第 6 章 液压辅助元件2)快速接头快速接头全称为快速装拆管接头，无需装拆工具，适用于经常装拆处。图 6.16 所示为油路接通的工作位置。需要断开时，可用力把外套 4 向左推，再拉出接头体 5，钢球 3 即从接头体槽中退出，与此同时，单向阀的锥形阀芯 2 和 6 分别在弹簧 1 和 7 的作用下将两个阀口关闭，油路即断开。这种管接头结构复杂，压力损失大。第 6 章 液压辅助元件图 6.16 快速接头第 6 章 液压辅助元件6.6 密密
32、 封封 装装 置置密封装置主要用来防止液压元件和液压系统中液压油的内漏和外漏，保证建立起必要的工作压力。设计和选用密封装置的基本要求是:具有良好的密封性能，并能随着压力的增加自动提高其密封性能，摩擦阻力小，密封件耐油性、耐磨性好，使用寿命长，使用的温度范围广，制造简单，装拆方便。常见的密封方法有间隙密封和密封圈密封。第 6 章 液压辅助元件6.6.1 间隙密封间隙密封间隙密封如图 6.17 所示，它是利用运动副间的配合间隙起密封作用的。图中活塞外圆上开有若干个环形槽，其目的主要是使活塞四周都有压力油的作用，这有利于活塞的对中，以减小活塞移动摩擦力。为了减小泄漏，相对运动部件间的配合间隙必须足够
33、小，但不能妨碍相对运动的进行，故对配合面的加工精度和表面粗糙度提出了较高的要求。合理的配合间隙(0.020.05mm)可使这种密封形式的摩擦力较小且泄漏也不大。这种密封形式主要用于速度较高、压力较小、尺寸较小的液压缸与活塞配合处，此外也广泛用于各种泵、阀的柱塞配合中。第 6 章 液压辅助元件图 6.17 间隙密封第 6 章 液压辅助元件6.6.2 密封圈密封密封圈密封密封圈密封是液压系统中应用最广泛的一种密封方法，它通过密封圈本身受压变形来实现密封。密封圈有 O 形、Y 形、V 形及组合形式等数种，其材料为耐油橡胶、尼龙等。第 6 章 液压辅助元件1.O 形密封圈密封形密封圈密封O 形密封圈一
34、般用耐油橡胶制成，其横截面呈圆形，如图 6.18(a)所示。它具有良好的密封性能，结构紧凑，运动件的摩擦阻力小，制造容易，装拆方便，成本低，安装沟槽尺寸小，使用非常方便。其工作压力为 030MPa，工作温度为-40120。这种密封圈应用比较广泛，可用于直线往复运动和回转运动的密封，也可用于无相对运动的静密封;可用于外径密封、内径密封及端面密封。图 6.19 表示 O 形密封圈在液压缸密封中的应用，图中a 表示动密封，b 表示静密封。第 6 章 液压辅助元件图 6.18 O 形密封圈第 6 章 液压辅助元件图 6.19 O 形密封圈的应用第 6 章 液压辅助元件O 形密封圈安装时要有合理的预压缩
35、量 1 和 2，见图 6.18(b)。它在沟槽中受到油压力作用而变形，会紧贴槽侧及配合偶件的壁，因而其密封性能可随压力的增加而提高。O形密封圈及其安装沟槽的尺寸均已标准化，根据需要可在液压设计手册中查取。在使用 O 形密封圈时，若工作压力大于 10MPa，需在密封圈低压侧设置聚四氟乙烯或尼龙制成的挡圈;若其双向受高压，则需在其两侧加挡圈，以防止密封圈挤入间隙中而损坏。第 6 章 液压辅助元件2.唇形密封圈密封唇形密封圈密封唇型密封圈根据截面的形状可分为 Y 形、V 形、U 形和 L 形等。其工作原理如图 6.20所示。液压力将密封圈的两唇边压向形成间隙的两个零件的表面。这种密封作用的特点是能随
36、着工作压力的变化自动调整密封性能，压力越高则唇边被压得越紧，密封性能越好。当压力降低时，唇边压紧程度也随之降低，从而减少摩擦阻力和功率消耗。除此之外，这种密封圈还能自动补偿唇边的磨损，保持密封性能不降低。第 6 章 液压辅助元件图 6.20 唇形密封圈的工作原理第 6 章 液压辅助元件目前，液压缸中普遍使用如图 6.21 所示的小 Y 形密封圈作为活塞和活塞杆的密封。其中，图 6.21(a)所示为轴用密封圈，图 6.21(b)所示为孔用密封圈。这种小 Y 形密封圈的特点是断面宽度和高度比值大，增加了底部支承宽度，可以避免摩擦力造成的密封圈的翻转和扭曲。第 6 章 液压辅助元件图 6.21 小
37、Y 形密封圈第 6 章 液压辅助元件V 形密封圈主要用在高压和超高压情况下，最高压力可达 50MPa。V 形密封圈的形状如图 6.22 所示，它由多层涂胶织物压制而成，通常由支撑环(a)、密封环(b)和压环(c)三个圈叠在一起使用，此时已能保证良好的密封性。当压力更高时，可以增加中间密封环的数量，压力越高，使用数量越多，相当于多级密封。这种密封圈在安装时要用压盖预压紧，磨损后可以调紧压盖给予补偿。唇形密封圈安装时应使其唇边开口面对压力油，使两唇张开，分别贴紧在轴、孔的表面。第 6 章 液压辅助元件图 6.22 V 形密封圈第 6 章 液压辅助元件3.组合式密封装置密封组合式密封装置密封图 6.
38、23(a)所示为由矩形的聚四氟乙烯滑环 2 和 O 形密封圈 1 组合而成的孔用组合密封圈。滑环与金属的摩擦系数小，因而耐磨，O 形密封圈弹性好，能从滑环内表面施加一向外的张力，从而使滑环产生微小变形而与配合件表面贴合，故它的使用寿命比单独使用O 形密封圈高很多倍，工作压力可达 40MPa 以上。这种组合式密封圈主要用于要求起动摩擦力很小、滑动阻力小且动作循环频率很高的场合。图 6.23(b)所示为由支撑环 3 和 O形密封圈组成的轴用组合密封圈，由于支撑环与被密封件之间为线密封，其工作原理类似唇形密封圈。支撑环采用一种经特别处理的合成材料，其摩擦系数非常小，耐磨性和保形性也非常好，不存在橡胶
39、密封低速时易产生的“爬行”现象，工作压力可达 60MPa 以上。第 6 章 液压辅助元件图 6.23 组合式密封装置第 6 章 液压辅助元件4.回转轴的密封回转轴的密封回转轴的密封装置形式很多，图 6.24 所示是一种耐油橡胶制成的回转轴用密封圈，它的内部由直角形圆环铁骨架支撑着，密封圈的内边围着一条螺旋弹簧，把内边收紧在轴上来进行密封。这种密封圈主要用作液压泵、液压马达和回转式液压缸的伸出轴的密封，以防止油液漏到壳体外部。它一般适用于油液压力不超过 0.2 MPa、回转轴线速度不超过5m/s，且有润滑的场合。第 6 章 液压辅助元件图 6.24 回转轴用密封圈第 6 章 液压辅助元件本本 章
40、章 小小 结结蓄能器具有积蓄能量、作为紧急动力源、保持系统压力和缓和冲击及吸收压力脉动的功用。过滤器最主要的性能指标是过滤精度，分为四级，即粗过滤器、普通过滤器、精过滤器和特精过滤器。油泵的吸油口只能安装粗过滤器，油泵的出油口可安装精或特精过滤器。第 6 章 液压辅助元件油箱的功用有存储油液、散热、沉淀油中污物和逸出油中气泡等。常用的油管是无缝钢管和高压胶管，常用的金属管接头是焊接式和卡套式的，软管接头是扣压式的。密封圈中使用最多的是 O 形密封圈和唇形密封圈。第 6 章 液压辅助元件思思 考考 与与 练练 习习6.1 液压辅助元件有哪些类型?各有何作用?6.2 蓄能器有哪些类型?说明充气式蓄能器的工作原理。6.3 过滤器有何作用?通常安装在系统的什么位置?6.4 油箱有哪些作用?油箱的设计要点是什么?6.5 常用油管有哪几种?各适用于什么场合?6.6 常用的管接头有哪几种，各有什么特点?6.7 密封装置有什么作用?密封方式有哪几种?密封圈的类型主要有哪些?
