在液壓系統(tǒng)中,管路內(nèi)流動(dòng)的液體常常會(huì)因很快的換向和閥口的突然關(guān)閉,在管路內(nèi)形成一個(gè)很高的壓力峰值,這種現(xiàn)象叫液壓沖擊?! ?br />
1液壓沖擊的危害
1)沖擊壓力可高達(dá)正常工作壓力的3~4倍,使液壓系統(tǒng)中的元件、管道、儀表等遭到破壞;
2)液壓沖擊使壓力繼電器誤發(fā)信號(hào),干擾液壓系統(tǒng)的正常工作,影響液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性;
3)液壓沖擊引起震動(dòng)和噪聲、連接件松動(dòng),造成漏油、壓力閥調(diào)節(jié)壓力改變。
2液壓沖擊產(chǎn)生的原因
1)管路內(nèi)閥口快速關(guān)閉
如圖1所示,在管路A的入口端裝有蓄能器,出口端B裝有快速換向閥。當(dāng)換向閥處于打開狀態(tài)(圖示位置)時(shí),管中的流速為V0,壓力為P0。若閥口B突然關(guān)閉,管路內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊?! ?br />
直接沖擊(完全沖擊)時(shí)(t<T),管內(nèi)沖擊壓力最大升值ΔP為ΔP=ρCΔV=ρL/(tV0)
間接沖擊(非完全沖擊)時(shí)(t>T),
管內(nèi)沖擊壓力最大升值為
ΔP=ρCΔVT/t=ρC(V0-V1)T/t
式中:t——換向時(shí)間,即關(guān)閉或開啟液流通道的時(shí)間;T=2L/c——當(dāng)管長為L時(shí),沖擊波往返所需時(shí)間;ρ——液體密度;ΔV——閥口關(guān)閉前后,液流流速之差;C——管內(nèi)沖擊波在管中的傳播速度,且。其中:E0——液體的彈性模數(shù);E——管路中的彈性模數(shù);d——管道內(nèi)徑;δ——管道壁厚?! ?br />
2)運(yùn)動(dòng)部件在高速運(yùn)動(dòng)中突然被制動(dòng)
此時(shí)產(chǎn)生壓力沖擊(慣性沖擊)ΔP為
ΔP=ΣmΔV/(AΔt)
式中:Σm——運(yùn)動(dòng)部件的總質(zhì)量;A——運(yùn)動(dòng)部件的有效端面積;Δt——制動(dòng)時(shí)間;ΔV——速度改變值?! ?br />
例如油缸活塞在行程中途突然停止或反向,主換向閥換向過快,活塞在缸端停滯或反向,均會(huì)產(chǎn)生壓力沖擊?! ?br />
2防止液壓沖擊的一般方法
對(duì)于閥口突然關(guān)閉產(chǎn)生的壓力沖擊,可采取下述方法排除或減輕:
1)減慢換向閥的關(guān)閉速度,即延長換向時(shí)間t。例如采用直流電磁閥比交流的液壓沖擊要小,或采用帶阻尼的電液換向閥可通過調(diào)節(jié)阻尼以及控制通過先導(dǎo)閥的壓力和流量來減緩主換向閥閥芯的換向(關(guān)閉)速度。液壓換向閥也與此類似;
2)增大管徑,減小流速,從而可減小流速的變化值,以減小緩沖壓力;縮短管長,避免不必要的彎曲;采用軟管也可獲得良好效果?! ?br />
3)在滑閥完全關(guān)閉前減緩液體的流速。如改進(jìn)換向閥閥控制邊的結(jié)構(gòu)(在閥芯的棱邊上開長方形或V型槽或做成錐形截流錐面),液壓沖擊可大為減小?! ?br />
對(duì)于運(yùn)動(dòng)部件突然被制動(dòng)、減速或停止產(chǎn)生的液壓沖擊,可采用的防止方法有:
1)在油缸的行程終點(diǎn)采用減速閥,由于緩慢關(guān)閉油路而緩解了液壓沖擊;
2)在油缸端部設(shè)置緩沖裝置裝置(如單向節(jié)流閥)控制油缸端部的排油速度,使活塞運(yùn)動(dòng)到缸端停止時(shí),平穩(wěn)無沖擊;
3)在油缸回油控制油路中設(shè)置平衡閥和背壓閥,以控制快速下降或水平運(yùn)動(dòng)的前沖沖擊,并適當(dāng)調(diào)高背壓壓力;
4)采用橡膠軟管吸收液壓沖擊能量;
5)在易產(chǎn)生液壓沖擊的管路上,設(shè)置蓄能器,以吸收沖擊壓力;
6)采用帶阻尼的液壓換向閥,并調(diào)大阻尼值,即關(guān)小兩端的單向節(jié)流閥;
7)重新選配活塞或更換活塞密封圈,并適當(dāng)降低工作壓力,可減輕或消除液壓沖擊現(xiàn)象。