液壓系統(tǒng)產(chǎn)生液壓沖壓的原因及防止方法
在液壓系統(tǒng)中,管路內(nèi)流動的液體常常會因很快地換向和閥口的突然關閉,在管路程內(nèi)形成一個很高的峰值,這種現(xiàn)象叫液壓沖擊。
一、液壓沖擊的危害
(1)沖擊壓力可能高達正常工作壓力的3~4倍,使系統(tǒng)中的元件、管道、儀表等遭到破壞。
(2)沖擊產(chǎn)生的沖擊壓力使壓力繼電器誤發(fā)信號,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)引起振動和噪聲、連接件松動、造成漏油、壓力閥調(diào)節(jié)壓力改變、流量閥調(diào)節(jié)流量改變;影響系統(tǒng)正常工作。
二、液壓沖擊產(chǎn)生的原因
(1)管路內(nèi)閥口迅速關閉時產(chǎn)生液壓沖擊。
(2)運動部件在高速運動中突然被制動停止,產(chǎn)生壓力沖擊(慣性沖擊)。
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,活塞在缸端停止或反向,均會產(chǎn)生壓力沖擊。
三、防止液壓沖擊的一般辦法
對于閥口突然關閉產(chǎn)生的壓力沖擊,可采取下述方法排除或減輕。
(1)減慢換向閥的關閉速度,即增大換向時間。例如采用直流電磁閥比交流電磁閥的液壓沖擊要小;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閥的壓力和流量
來減緩主換向閥閥芯的換向(關閉)速度,液動換向閥也與此類似。
(2)增大管徑,減小流速,以減小沖擊壓力,縮短管長,避免不必要的彎曲;采用軟管也行之有效。
(3)在滑閥完全關閉前減慢液體的流速。例如改進換向閥控制邊的結(jié)構(gòu),即在閥芯的棱邊上開長方V形直槽,或做成錐形(半錐角2°~5°)節(jié)流錐面,較之直角形控制邊,液壓沖擊大為減??;在外圓磨床上,對先導換向閥采取預制動,然后主換向閥快跳至中間位置,工作臺油缸左右腔瞬時進壓力油(主閥為P型),這樣可使工作臺無沖擊地平衡停止;平面磨床工作臺換向閥可采用H型,這樣,當換向閥快跳后處于中間位置時,油缸左右兩腔互通且通油池,可減小制動時的沖擊壓力。
(4)運動部件突然被制動、減速或停止時,產(chǎn)生的液壓沖擊的防止方法(例如油缸)。
1)可在油缸的人口及出口處設置反應快、靈敏度高的小型安全閥(直動型),其調(diào)整壓力在中、低壓系統(tǒng)中,為最高工作壓力的105%~115%。如液壓龍門刨床、導軌磨床等所采用的系統(tǒng);在高壓系統(tǒng)中,為最高工作壓力的125%,如液壓機所采用的系統(tǒng)。這樣可使沖擊壓力不會超過上述調(diào)節(jié)值。
2)在油缸的行程終點采用減速閥,由于緩慢關閉油路而緩和了液壓沖擊。
3)在快進轉(zhuǎn)工進(如組合機床)設置行程節(jié)流閥,并設置含兩個角度的行程撞塊,通過角度的合理設計,防止快速轉(zhuǎn)換為工進時的速度變換過快造成的壓力沖擊;或者采用雙速轉(zhuǎn)換使速度轉(zhuǎn)換不至于過快。
4)在油缸端部設置緩沖裝置(如單向節(jié)流閥)控制油缸端部的排油速度,使油缸運動到缸端停止,平穩(wěn)無沖擊。
5)在油缸回油控制油路中設置平衡閥(立式液壓機)和背壓閥(臥式液壓機),以控制快速下降或運動的前沖沖擊,并適當調(diào)高背壓壓力。
6)采用橡膠軟管吸收液壓沖擊能量。
7)在易產(chǎn)生液壓沖擊的管路程位置設置蓄能器,吸收沖擊壓力。
8)采用帶阻尼的液動換向閥,并調(diào)大阻尼,即關小兩端的單向節(jié)流閥,一般磨床操縱箱內(nèi)的主換向閥(液動)均設置有這種結(jié)構(gòu)。
9)油缸缸體孔配合間隙(間隙密封時)過大,或者密封破損,而工作壓力又調(diào)得很大時,易產(chǎn)生沖擊,可重配活塞或更換活塞密封,并適當降低工作壓力,排除由此帶來的沖擊現(xiàn)象。