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谈谈液压系统空穴现象与液压冲击

作者: 大兰液压-标 编辑: DL-TGB 来源: 大兰液压 发布日期: 2020.08.29
信息摘要:
液压系统空穴现象与液压冲击

一、空穴现象

液压系统中,如果某处压力低于油液工作温度下的空气分离压时,油液中的空气就会分离出来而形成大量气泡;当压力进一步降低到油液工作温度下的饱和蒸汽压力时,油液会迅速汽化而产生大量气泡。这些气泡混杂在油液中,产生空穴,使原来充满管道或液压元件中的油液成为不连续状态,这种现象一般称为空穴现象。

空穴现象一般发生在阀口和液压泵的进油口处。油液流过阀口的狭窄通道时,液流速度增大,压力大幅度下降,就可能出现空穴现象。液压泵的安装高度过高,吸油管道内径过小,吸油阻力太大,或液压泵转速过高,吸油不充足等,均可能产生空穴现象。

液压系统中出现空穴现象后,气泡随油液流到高压区时,在高压作用下气泡会迅速破裂,周围液体质点以高速来填补这一空穴,液体质点间高速碰撞而形成局部液压冲击,使局部的压力和温度均急剧升高,产生强烈的振动和噪声。

在气泡凝聚处附近的管壁和元件表面,因长期承受液压冲击及高温作用,以及油液中逸出气体的较强腐蚀作用,使管壁和元件表面金属颗粒被剥落,这种因空穴现象而产生的表面腐蚀称为汽蚀。

为了防止产生空穴现象和汽蚀,一般可采取下列措施。

①减小流经小孔和间隙处的压力降,一般希望小孔和间隙前后的压力比p1/p2<3. 50

②正确确定液压泵吸油管内径,对管内液体的流速加以限制,降低液压泵的吸油高度,尽量减小吸油管路中的压力损失,管接头良好密封,对于高压泵可采用辅助泵供油。

③整个系统管路应尽可能直,避免急弯和局部窄缝等。

④提高元件抗汽蚀能力。

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二、液压冲击

液压系统中,由于某种原因引起液体压力在某一瞬间突然急剧上升,而形成很高的压力峰值,这种现象称为液压冲击。

1.产生液压冲击的原因

(1)阀门突然关闭引起液压冲击  如又图所示有一较大容腔(如液压缸、蓄能器等)和在另一端装有阀门K的管道相通。阀门开启时,管内液体流动。当阀门突然关闭时,从阀门处开始  迅速将液体动能逐层转化为压力能,相应产生一从阀门向容腔推进的高压冲击波;此后又从容腔  开始将液体压力能逐层转化为动能,液体反向流动;然后,再次将液体动能转化为压力能而形成一高压冲击波.如此反复地进行能量转化,在管道内形成压力震荡。由于液体内摩擦力和管道弹性变形等的影响,振荡过程会逐渐衰减而趋于稳定。

(2)运动部件突然制动或换向时引起液压冲击  换向阀突然关闭液压的回油通道而使运动部件制动时,这一瞬间运动部件的动能会转化为封闭油液的压力能,压力急剧上升,出现液压冲击。

(3)某些液压元件动作失灵或不灵敏产生的液压冲击  当溢流闷存系统中作安全阀使用时,如果系统过载安全阀不能及时打开或根本打不开.也会导致系统管道压力急剧升高,产生液压冲击。

2.液压冲击的危害

①巨大的瞬时压力峰值使液压元件,尤其是液压密封件遭受破坏。

②系统产生强烈震动及噪声,并使油温升高。

③使压力控制元件(如压力继电器、顺序阀等)产生误动作,造成设备故障及事故。

3.减小液压冲击的措施

(1)延长阀门关闭和运动部件换向制动时间  当阀门关闭和运动部件换向制动时间大于0.3s时,液压冲击就大大减小。为控制液压冲击可采用换向时间可调的换向阀。如采用带逐尼的电液换向阀可通过调节阻尼以及控制通过先导阀的压力和流量来减缓主换向阀阀芯的换向(关闭)速度,液动换向阀也与此类似。

(2)限制管道内液体的流速和运动部件速度  机床液压系统,常常将管道内液体的流速限制在5.0m/s以下,运动部件速度一般小于10m/min等。

(3)适当加大管道内径或采用橡胶软管  可减小压力冲击波在管道中的传播速度,同时加大管道内径也可降低液体的流速,相应瞬时压力峰值也会减小。

(4)在液压冲击源附近设置蓄能器  使压力冲击波往复一次的时问短于阀门关闭时间,而减小液压冲击。

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