在液壓傳動(dòng)中,液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象都會(huì)給液壓系統(tǒng)的正常工作帶來(lái)不利影響,因此需要了解這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,并采取相應(yīng)的措施以減少其危害。
四柱油壓機(jī)中液壓沖擊
在四柱油壓機(jī)液壓系統(tǒng)中,因某種原因造成液體壓力在瞬時(shí)突然升高時(shí),就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很高的壓力峰值,這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。
1.產(chǎn)生液壓沖擊的原因和危害
四柱油壓機(jī)液壓系統(tǒng)中的液壓沖擊按其產(chǎn)生的原因有:
①當(dāng)液流通路迅速關(guān)閉或液流迅速換向使液流速度的大小或方向發(fā)生突然變化時(shí),由液流的慣性引起的液壓沖擊。如圖2 -19所示,具有一定容積的容器(蓄能器或液壓缸)中的液體沿長(zhǎng)度為1、直徑為d的管路經(jīng)出口處的閥門(mén)以速度Uo流出,若將閥門(mén)突然關(guān)閉,則靠近閥門(mén)處B點(diǎn)的液體立即停止運(yùn)動(dòng),液體的動(dòng)能立即轉(zhuǎn)換為壓力能,B點(diǎn)的壓力迅速升高,接著后面的液體分層依次停止運(yùn)動(dòng),動(dòng)能依次轉(zhuǎn)換為壓力能,形成壓力波,并以速度C由B向A傳播,到A點(diǎn)后,又反向向B點(diǎn)傳播。于是,壓力沖擊波以速度C這在管道的A,B兩點(diǎn)間往復(fù)傳播,在系統(tǒng)內(nèi)形成壓力振蕩。實(shí)際上由于管道變形和液體粘性損失需要消耗能量,因此振蕩過(guò)程會(huì)逐漸衰減,最后趨于穩(wěn)定。
②當(dāng)四柱油壓機(jī)液壓系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)的工作部件突然制動(dòng)或換向時(shí),由工作部件的慣性引起的液壓沖擊。如換向閥突然關(guān)閉液壓缸的回油通道使運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)時(shí),這一瞬間運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能就會(huì)轉(zhuǎn)換為被封閉油液的壓力能,壓力急劇上升,出現(xiàn)液壓沖擊。
③當(dāng)液壓系統(tǒng)中的某些部件反應(yīng)不靈敏時(shí),也可能造成液壓沖擊。如系統(tǒng)壓力突然升高時(shí),四柱油壓機(jī)溢流閥不能迅速打開(kāi)溢流閥閥口,或限壓式變量泵不能及時(shí)自動(dòng)減少輸出流量等,都會(huì)導(dǎo)致液壓沖擊。
在液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生液壓沖擊時(shí),產(chǎn)生的壓力峰值往往比正常工作壓力高好幾倍,這種瞬間沖擊不僅引起振動(dòng)和噪聲,而且會(huì)損壞液壓系統(tǒng)內(nèi)的密封裝置、管路和液乓元件,有時(shí)還會(huì)使某些液壓元件(如壓力繼電器、順序閥等)產(chǎn)生誤動(dòng)作,甚至造成事故。
2.減小液壓沖擊的措施
通過(guò)分析液壓沖擊的影響因素,可以歸納出減小液壓沖擊的主要措施有:
①延長(zhǎng)閥門(mén)關(guān)閉和運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)換向的時(shí)間。可采用換向時(shí)間可調(diào)的換向閥。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)換向時(shí)間大于0.3s時(shí),液壓沖擊就大大減少。
②限制管路內(nèi)液體的流速及運(yùn)動(dòng)部件的速度。一般在液壓系統(tǒng)中將管路流速控制在 1.5m/s以內(nèi),運(yùn)動(dòng)部件的速度一般小于10.0m/min,并且當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量越大,則其運(yùn)動(dòng)速度就應(yīng)該越小。
③適當(dāng)增大管徑。這樣不僅可以降低流速,而且可以減小壓力沖擊波傳播速度。
④盡量縮小管道長(zhǎng)度,可以減小壓力波的傳播時(shí)間。
⑤用橡膠軟管或在沖擊源處設(shè)置畜能器,以吸收沖擊的能量;也可以在容易出現(xiàn)掖壓沖擊的地方,安裝限制壓力升高的安全閥。