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载荷方向交变的液压系统设计问题分析

作者: 大兰液压-标 编辑: TGB 来源: 大兰液压 发布日期: 2019.05.26
信息摘要:
本文大兰液压厂家针对载荷方向交变的液压系统设计问题跟大家来做个分析,一起来看看吧!
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在下面图1所示的液压系统中,液压泵1为定量泵,三位四通电液换向阀为Y型。

液压缸8推动负载W运动。由于负载在中立位置的前半部分为正负载,在中立位置后半部分为负负载,即载荷方向与液压缸运动方向相同,顺序阀4和5为遥控顺序阀。当液压缸向右方推动负载运动时,液压缸无杆腔进油路的油液压力大到能打开遥控顺序阀4时,液压缸才能向右推动负载运动。反之,当液压缸拉动负载向左运动时,液压缸有杆腔进油路的油液压力达到能打开遥控顺序阀5时,液压缸才能向左拉动负载运动。

液压系统的问题是在负载运动过程中,液压缸产生强烈振动和冲击。系统中设置遥控顺序阀是为了避免液压缸在推动负载运动过程中,负载方向改变后,负载急剧向下摆动的故障。液压缸产生振动和冲击的原因是由于负载过中立位置向右下摆动时,液压缸无杆腔压力迅速降低,致使进油路压力不能打开遥控顺序阀4,于是遥控顺序阀4立即关闭,此时正值液压缸在负载的拉动下迅速向右运动,有杆腔的油液迅速向外排出,所以当遥控顺序阀关闭时,就产生剧烈的振动和冲击,使正在向右摆动的负载被迫停止运动。

大兰液压变载回路图

由于遥控顺序阀关闭,液压缸有杆腔的油液无法回油箱,使液压缸无杆腔的压力又迅速增高,此时就出现振动和冲击。当液压缸无杆腔的油液压力增高使其进油路压力能打开遥控顺序阀4的时候,液压缸有杆腔的油液直通油箱,负载又向右下急剧摆动。这样的过程重复发生,于是就形成振动和冲击。当液压缸拉动负载向左摆动时,在负载超过中立位置向左下摆动时,同样会出现振动和冲击现象。

这种故障是由于设计不周所致,因此应按图1进行改进。在遥控顺序阀4和5的出油管路上分别设置节流阀,以调节液压缸的运动速度。当负载过中立位置,即负载方向与液压缸运动方向一致时,液压缸回油腔内油液不能无限制地回油箱,而受到节流阀的调节作用。当节流阀的节流口调定后,通过节流阀的流量Q由下式决定

节流阀的流量公式

A-节流阀的开口截面积,cm2

P-油液密度,kg/cm3

Δp-节流阀的前后压差,N/CIm2。

从上式可以看出,当A调定后,通过节流阀的流量Q与节流阀前后压差Ap的平方根成正比,而节流阀的阀后压力为零(因为直接通油箱),所以,通过节流阀的流量越大,液压缸油腔的压力也越大。这样,当负载方向与液压缸运动方向一致时,液压缸回油腔的油液是有一定压力的,并且这个压力随节流阀的调节而变化。因此,液压缸进油腔的压力在出现负载荷的工况下,也不会迅速下降,遥控顺序阀也不会关闭。因此在负载由正到负的变化过程中,液压缸仍然因节流阀的调节作用而平稳地运动。这时遥控顺序阀主要起平衡作用,使负载能在任何位置稳定的停留。为保证液压系统的平稳性和可靠性,可以采用图2所示的变载荷液压回路系统图。

系统设计考虑不周到,必将出现这样或那样的故障,甚至使整个液压系统无法工作。因此,对承受载荷方向交变的系统,要仔细分析受力情况后,绘制工况图,再进行液压系统的设计。

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