任务1 液压辅助元件的选用
知识目标：★掌握液压辅助元件的工作原理及特点。
★掌握液压辅助元件主要性能参数。
能力目标：★正确选用液压辅助元件。
任务导入
液压传动系统中的辅助元件,如蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等,对系统的动态性能、工作稳定性、工作寿命、噪声和温升等都有直接影响,必须予以重视。那么针对具体的液压系统该如何来选用呢?
任务分析
要正确合理地为液压牵引采煤机的液压系统选用液压辅助元件,必须了解辅助元件的性能及基本参数,也就是说必须熟悉辅助元件。下面一起来认识它们。
相关知识
一、油箱
油箱在液压系统中的主要功用是储存液压系统所需的足够油液,散发油液中的热量,分离油液中的气体及沉淀污物。油箱有总体式和分离式两种。总体式油箱是与机械设备机体做在一起,利用机体空腔部分作为油箱。此种形式结构紧凑,各种漏油易于回收。但散热性差,易使邻近构件发生热变形,从而影响机械设备精度;再则维修不方便。分离式油箱是一个单独的与主机分开的装置,它布置灵活,维修保养方便,可减少油箱发热和液压振动对工作精度的影响,便于设计成通用化、系列化的产品,因而得到广泛的应用,特别是组合机床、自动线和精密设备,大多采用分离式油箱。
图4-1所示为小型分离式油箱。通常油箱用2.5～5mm钢板焊接而成。
图4-1 分离式油箱
1—吸油管;2—网式过滤器;3—空气过滤器; 4—回油管;5—顶盖;5—液面指示器; 7、9—隔扳;8—放油塞
二、过滤器
理论分析和实践表明,液压油的污染程度直接影响到液压元件和系统的正常工作及可靠性。据统计,液压系统的故障中,至少有70%～80%以上是由于液压油被污染而造成的,所以液压油的污染是一个重要的问题。
1.液压油的污染及危害
液压油的污染就是有异物混入液压油中。通常是指在液压油中混入水分、空气以及其他油品,机械颗粒和由于高温氧化而使液压油自身生成氧化物等类型的污染。液压油被污染后将会造成以下危害:
(1)油液被污染的颗粒进入液压元件后,加速元件的磨损,破坏密封,性能下降,寿命降低。(https://www.daowen.com)
(2)油液中侵入空气,使液压系统产生噪声和气蚀,降低油液的弹性模量和润滑性,油液易于氧化。
(3)油液中混入水分后,加速油液的氧化、腐蚀金属,也会降低润滑性。
(4)油液混入其他油品,改变了液压油的化学成分,从而影响液压系统的工作性能。
(5)油液自身氧化生成的氧化物,使油变质,堵塞元件阻尼孔或节流孔,加速元件腐蚀使液压系统不能正常工作。
2.过滤器的功用和类型
过滤器的功用是滤去油液中杂质,维护油液的清洁,防止油液污染,保证液压系统正常工作。过滤器按过滤材料的过滤原理分为表面型、深度型和磁性滤油器三种。
(1)表面型过滤器
被这种过滤器滤除的微粒污物截留在滤芯元件油液上游一面,整个过滤作用是由一个几何面来实现的,就像丝网一样把污物阻留在其外表面。滤芯材料具有均匀的标定小孔,可以滤除大于标定小孔的污物杂质。由于污物杂质积累在滤芯表面,所以此种过滤器极易堵塞。
最常用的有网式和线隙式过滤器两种。
图4-2(a)所示是网式过滤器,它是用细铜丝网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骨架2上。一般滤去杂质顺料d>0.08～0.18mm,阻力小,其压力损失不超过0.01MPa,安装在液压泵吸液口处,保护泵不受大粒度机械杂质的损坏。此种过滤器结构简单,清洗方便。
图4-2(b)所示是线隙式过滤器,1是壳体,滤芯是用铜或铝线3绕在筒形骨架2的外圆上,利用线间的缝隙进行过滤。一般滤去杂质颗粒d≥0.03～0.1mm,压力损失为0.07 ～0.35MPa,常用在回液低压管路或泵吸油口。此种过滤器结构简单,滤芯材料强度低,不易清洗。
图4-2 表面型过滤器
(a)网式过滤器 (b)线隙式过滤器
(2)深度型过滤器
这种过滤器的滤芯由多孔可透性材料制成,材料内部具有曲折迂回的通道,大于表面孔径的粒子直接被拦截在靠油液上游的外表面,而较小污染粒子进入过滤材料内部,撞到通道壁上,滤芯的吸附及迂回曲折通道有利于污染粒子的沉积和截留。这种滤芯材料有纸芯、烧结金属、毛毡和各种纤维类等。
图4-3(a)所示为纸芯式过滤器,它是由做成折叠形以其增加过滤面积的微孔纸芯1包在由铁皮制成的骨架2上。油液从外进入滤芯1后流出。它可滤去d≥0.05～0.03mm颗粒,压力损失为0.08～0.4MPa,常用于对油液要求较高的场合。此种过滤器过滤效果好,但滤芯堵塞后无法清洗,要更换纸芯。
图4-3(b)所示为烧结式过滤器。它的滤芯3是用颗粒状青铜粉烧结而成。油液从左侧油孔进入,经杯状滤芯过滤后,从下部油孔流出。它可滤去d≥0.01～0.1mm颗粒,压力损失较大,为0.03～0.2MPa,多用在排液或回油路上。此种过滤器制造简单,耐腐蚀,强度高。但金属颗粒有时脱落,堵塞后清洗困难。