[分享]液壓沖擊的危害、產生原因與防止方法

 

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在液壓系統中，管路內流動的液體常常會因很快的換向和閥口的突然關閉，在管路內形成一個很高的壓力峰值，這種現象叫液壓沖擊。  
  
 1液壓沖擊的危害  
  
 1)沖擊壓力可高達正常工作壓力的3~4倍，使液壓系統中的元件、管道、儀表等遭到破壞；  
  
 2)液壓沖擊使壓力繼電器誤發信號，干擾液壓系統的正常工作，影響液壓系統的工作穩定性和可靠性；  
  
 3)液壓沖擊引起震動和噪聲、連接件松動，造成漏油、壓力閥調節壓力改變。  
  
 2液壓沖擊產生的原因  
  
 1)管路內閥口快速關閉  
  
 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。當換向閥處于打開狀態(圖示位置)時，管中的流速為V0，壓力為P0。若閥口B突然關閉，管路內就會產生液壓沖擊。  
  
 直接沖擊(完全沖擊)時(t<T)，管內沖擊壓力最大升值ΔP為ΔP=ρCΔV=ρL/(tV0)  
  
 間接沖擊（非完全沖擊）時(t>T)，  
  
 管內沖擊壓力最大升值為  
  
 ΔP=ρCΔVT/t=ρC(V0-V1)T/t  
  
 式中:t——換向時間，即關閉或開啟液流通道的時間;T=2L/c——當管長為L時，沖擊波往返所需時間;ρ——液體密度;ΔV——閥口關閉前后，液流流速之差;C——管內沖擊波在管中的傳播速度，且。其中:E0——液體的彈性模數;E——管路中的彈性模數;d——管道內徑;δ——管道壁厚。  
  
 2)運動部件在高速運動中突然被制動  
  
 此時產生壓力沖擊(慣性沖擊)ΔP為  
  
 ΔP=ΣmΔV/(AΔt)  
  
 式中:Σm——運動部件的總質量;A——運動部件的有效端面積;Δt——制動時間;ΔV——速度改變值。  
  
 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，均會產生壓力沖擊。  
  
 3防止液壓沖擊的一般方法  
  
 對于閥口突然關閉產生的壓力沖擊，可采取下述方法排除或減輕：  
  
 1)減慢換向閥的關閉速度，即延長換向時間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。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。  
  
 3)在滑閥完全關閉前減緩液體的流速。如改進換向閥閥控制邊的結構（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。  
  
 對于運動部件突然被制動、減速或停止產生的液壓沖擊，可采用的防止方法有：  
  
 1)在油缸的行程終點采用減速閥，由于緩慢關閉油路而緩解了液壓沖擊；  
  
 2)在油缸端部設置緩沖裝置裝置（如單向節流閥）控制油缸端部的排油速度，使活塞運動到缸端停止時，平穩無沖擊；  
  
 3)在油缸回油控制油路中設置平衡閥和背壓閥，以控制快速下降或水平運動的前沖沖擊，并適當調高背壓壓力；  
  
 4)采用橡膠軟管吸收液壓沖擊能量；  
  
 5)在易產生液壓沖擊的管路上，設置蓄能器，以吸收沖擊壓力；  
  
 6)采用帶阻尼的液壓換向閥，并調大阻尼值，即關小兩端的單向節流閥；  
  
 7)重新選配活塞或更換活塞密封圈，并適當降低工作壓力，可減輕或消除液壓沖擊現象。