液压传动辅助元件清华大学课件.pptVIP

第7章液压传动系统辅助元件§7.1蓄能器§7.2滤油器§7.3油箱§7.4管件返回

§7.1蓄能器1.蓄能器的功能（1）作辅助动力源。工作时间较短的间歇工作系统或一个循环内速度差别很大的系统，在系统不需要大流量时，可以把液压泵输出的多余压力油液储存在液压蓄能器内，到需要时再由液压蓄能器快速释放给系统。这样就可以按液压系统循环周期内平均流量选用液压泵，以减小功率消耗，降低系统温升。图7.1所示为一液压机的液压传动系统。当液压缸慢进和保压时，液压泵的部分流量进入液压蓄能器4被储存起来，达到设定压力后，卸荷阀3打开，液压泵卸荷。当液压缸在快速进退时，液压蓄能器与液压泵一起向液压缸供油。因此，在系统设计时可按平均流量选用较小流量规格的液压泵。图7.1液压蓄能器作辅助动力源的液压传动系统1－液压泵；2－单向阀；3－卸荷阀；4－液压蓄能器；5－换向阀；6－液压缸

蓄能器的功能(2/2)（2）维持系统压力。在液压泵停止向系统提供油液的情况下，液压蓄能器将所存储的压力油液供给系统，补偿系统泄漏或充当应急能源，使系统在一段时间内维持系统压力。（3）吸收系统脉动，缓和液压冲击。液压蓄能器能吸收系统在液压泵突然启动或停止、液压阀突然关闭或开启、液压缸突然运动或停止时所出现的液压冲击，也能吸收液压泵工作时的压力脉动，大大减小其幅值。

2.液压蓄能器的结构和性能液压蓄能器有各种结构形状，如图7.2所示。重力式液压蓄能器由于体积庞大、结构笨重、反应迟钝，在液压传动系统中很少应用。在液压传动系统中主要应用有弹簧式和充气式两种。目前常用的是利用气体压缩和膨胀来储存、释放液压能的充气式液压蓄能器。它主要有活塞式和皮囊式两种。图7.2液压蓄能器1－重力式；2－弹簧式；3－活塞式；4－皮囊式；5－薄膜式

蓄能器的类型(2/6)(1)活塞式液压蓄能器活塞式液压蓄能器中的气体和油液由活塞隔开，其结构如图7.3所示。活塞1的上部为压缩空气，气体由气阀3充入，其下部经油孔a通向液压系统。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。为防止活塞上下两腔互通而使气液混合，在活塞上装有O型密封圈。这种液压蓄能器结构简单、寿命长，它主要用于大容量蓄能器。但因活塞有一定的惯性和因O型密封圈的存在有较大的摩擦力，所以反应不够灵敏，因此适用于储存能量。另外，密封件磨损后，会使气液混合，影响系统的工作稳定性。图7.3活塞式液压蓄能器1－活塞；2－缸筒；3－气阀

蓄能器的类型(2/6)(2)皮囊式液压蓄能器皮囊式液压蓄能器中气体和油液由皮囊隔开，其结构如图7.4所示。皮囊用耐油橡胶制成，固定在耐高压壳体内的上部。皮囊内充入惰性气体（一般为氮气）。壳体下端的提升阀A是一个用弹簧加载的菌形阀。压力油从此通入，并能在油液全部排出时，防止皮囊膨胀挤出油口。这种结构使气液密封可靠，并且因皮囊惯性小，反应灵敏，克服了活塞式液压蓄能器的缺点，因此，它的应用广泛，但工艺性较差。图7.4皮囊式液压蓄能器1－壳体；2－皮囊；3－气阀

蓄能器的类型(3/6)(3)薄膜式液压蓄能器薄膜式液压蓄能器利用薄膜的弹性来储存、释放压力能。主要用于小容量的场合。如用作减震器、缓冲器和用于控制油的循环等。(4)弹簧式液压蓄能器弹簧式液压蓄能器利用弹簧的压缩和伸长来储存、释放压力能。它的结构简单，反应灵敏，但容量小。可用于小容量、低压（p1~1.2MPa）的回路缓冲；不适用于高压或高频的工作场合。

3.液压蓄能器的容量计算(1)作辅助动力源时的容量计算这时的蓄能器储存和释放压力油的容量和气囊中气体体积的变化量相等，而气体状态的变化应符合玻义耳定律，即：（7.1）式中p——气囊的充气压力；0V0——气囊的充气体积，即蓄能器容量，这时气囊充满壳体内腔；p1——系统最高工作压力，即泵对蓄能器储油结束时的压力；V1——气囊被压缩后相应于时的气体体积；p2——系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力；V2——气体膨胀后相应于时的气体体积。

液压蓄能器的容量计算(2/4)体积差ΔV=V-V为供给系统的油液体积，将它代入21式（7.1），便可求得蓄能器容量V，即0由此得（7.2）充气压力p在理论上可与p相等，但为保证在压力p022时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏，应使pp，一般取02p=(0.8~0.85)p或0.9pp0.25p。在实际选用时，蓄能02201器的总容积V比理论计算值大5%倍为宜。如已知V，也0可反过来求出储能时的供油体积，即0（7.3）

液压蓄能器的容量计算(3/4)当液压蓄能器用于保压和补漏时，气体膨胀过程缓慢，与外界热交换得充分，可认为是等温变化过程，这时取n=1；当液压蓄能器作辅助或应急动力源时，释放液体的时间短，气