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1 液壓衝擊 -基本概述:

  液壓系統在突然啟動、停機、變速或換向時,閥口突然關閉或動作突然停止,由於流動液體和運動部件慣性的作用,使系統內瞬時形成很高的峰值壓力,這種現象就稱之為液壓衝擊。液壓衝擊的出現可能對液壓系統造成較大的損傷,在高壓、高速及大流量的系統中其後果更嚴重。因此在操作時要儘力避免液壓衝擊的形成。

2 液壓衝擊 -衝擊危害:

  液壓系統中液壓衝擊的危害
  1、液壓系統中的很多元部件如管道、儀錶等會因受到過高的液壓衝擊力而遭到破壞,一般來說液壓衝擊產生的峰值壓力,可高達正常工作壓力的3~4倍。重則致使管路破裂、液壓元件和測量儀錶損壞,輕者也可使儀器精密度下降。
  2、液壓系統的可靠性和穩定性也會受到液壓衝擊的影響。如壓力繼電器會因液壓衝擊而發出錯誤信號,干擾液壓系統的正常工作。
  3、液壓系統在受到液壓衝擊時,還能引起液壓系統升溫,產生振動和雜訊以及連接件鬆動漏油,使壓力閥的調整壓力(設定值)發生改變。

3 液壓衝擊 -產生原因:

  液壓系統中出現液壓衝擊的原因
  1、管路中閥口突然關閉
  當閥門開啟時設管路中壓力恆定不變,若閥門突然關死,則管路中流體立即停止運動,此時油液流動的動能將轉化為油液的擠壓能,從而使壓力急劇升高,造成液壓衝擊。即產生完全液壓衝擊。液壓衝擊的實質主要是,管路中流體因突然停止流動而導致其動能向壓能的瞬間轉變。
  2、高速運動的部件突然被制動
  高速運動的工作部件的慣性力也會引起系統中的壓力衝擊,例如油缸部件要換向時,換向閥迅速關閉油缸原來的排油管路,這時油液不再排出,但活塞由於慣性作用仍在運動從而引起壓力急劇上升造成壓力衝擊。液壓缸活塞在行程中途或缸端突然停止或反向,主換向閥換向過快,均會產生液壓衝擊。
  3、某些元件動作不夠靈敏
  如系統壓力突然升高,但溢流閥反應遲鈍,不能迅速打開時便會產生壓力超高現象。

4 液壓衝擊 -防治方法:

  1、對閥門突然關閉而產生液壓衝擊的防治方法:
  ①減慢換向閥的關閉速度、增大管路半徑和液體流速,這樣做可以在換向閥關閉時間來減小瞬時產生的壓力,避免出現液壓衝擊。如採用直流電磁閥,其所產生的液壓衝擊要比交流電磁閥的小。例如採用直流電磁閥比交流的液壓衝擊要小,或採用帶阻尼的電液換向閥可通過調節阻尼以及控制通過先導閥的壓力和流量來減緩主換向閥閥芯的換向(關閉)速度。
  ②適當增大管徑,減小流速,從而可減小流速的變化值,以減小緩衝壓力;縮短管長,避免不必要的彎曲;採用軟管也可獲得良好減緩液壓衝擊的效果。
  ③在滑閥完全關閉前降低液壓油的流速。如改進換向閥控制邊界的結構(在閥芯的棱邊上開出長方形或V形槽或將其做成錐形),液壓衝擊可大為減小。
  ④在容易產生液壓衝擊能力的地方設置蓄能器。蓄能器不但能縮短壓力波的傳播距離、時間,還能吸收壓力衝擊。
  2、對運動部件突然制動、減速或停止而產生液壓衝擊的防治方法
  ① 採取措施適當延長制動時間。
  ② 在液壓缸端部設置緩衝裝置,行程終點安裝減速閥,能緩慢地關閉油路,緩解液壓衝擊。
  ③ 在液壓缸端部設置緩衝裝置(如單向節流閥)控制排油速度,可使活塞到液壓缸地端部停止時,平穩無衝擊。
  ④ 在液壓缸回油控制油路中設置平衡閥或背壓閥,以控制工作裝置下降時或水平運動時的衝擊速度,並可適當調高背壓壓力。
  ⑤ 採用橡膠軟管吸收液壓衝擊能量,降低液壓衝擊力。
  ⑥ 在易產生液壓衝擊的管路上設置蓄能器,以吸收衝擊壓力。
  ⑦ 採用帶阻尼的液壓轉向閥,並調大阻尼值(即關小兩端的單向節流閥)。
  ⑧ 正確設計有關閥口的形狀,使運動部件在制動時速度的變化比較緩慢、一致。
  ⑨重新選配活塞或更換活塞密封圈,並適當降低工作壓力,可減輕或消除液壓衝擊現象。
  3、再有就是通過電氣控制方式預防液壓衝擊的方法。
  ① 啟動液壓閥時先輸出電磁閥控制信號,然後輸出系統壓力流量控制信號,關閉液壓閥時先清零系統壓力控制信號,然後再關閉液壓閥控制信號,這樣就可以保證開關液壓閥時系統環境是低壓或者是無壓狀態,可以有效降低液壓衝擊。在此過程中增加的延時環節一般取0.1秒(100毫秒)為宜,因為液壓系統的響應時間一般為十毫秒級別,時間過長會影響系統的響應速度,時間太短起不到減少液壓衝擊的目的。
  ② 有效靈活的利用比例壓力流量信號輸出斜坡將可以大大提高液壓系統平穩性和控制精度。一般情況下,程序中每個動作都會設置不同的壓力流量上升下降斜坡,默認值設定為最快(即0秒),根據不同的動作要求可以更改數值,最大為9.9秒,例如在系統鎖模上壓時,可以適當增加壓力上升斜坡,這樣就可以避免鎖模壓力過沖的問題。
  採用電氣方式預防液壓衝擊問題的優點是比較簡潔、方便和高效,不需要對液壓系統進行更大的調整,但其最大的缺陷是降低了系統的響應速度,並且不能解決所有的液壓衝擊問題,所以要從根本上解決液壓衝擊問題需要從液壓迴路和液壓元件上著手。
  液壓系統在設計時,還可以通過縮短管路的長度、減少非必要彎曲或採用有卸除衝擊力作用的軟管等方式,來減小液體流速的變化,以幫助換向閥關閉時減少瞬時壓力,來防止液壓衝擊的出現。
  針對具體的液壓迴路和工況對液壓元件結構進行改進,也可在液壓迴路中增加各類輔助液壓元件等。
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