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液压马达内液压油速度突变引起的液压冲击

时间:2019-11-24 17:44:10  来源:  编辑:  浏览量: 153
概况: 在液压系统中,当突然关闭或开启液流通道时,在通道内液体压力发生急剧交替升降的波动过程称为液压冲击。出现液压冲击时,液体中的瞬时峰值压力往往比正常工作压力高好几倍,它
    在液压系统中,当突然关闭或开启液流通道时,在通道内液体压力发生急剧交替升降的波动过程称为液压冲击。出现液压冲击时,液体中的瞬时峰值压力往往比正常工作压力高好几倍,它不仅会损坏密封装置、管道和液压元件,而且还会引起振动和噪声;有时使某些压力控制的液压元件产生误动作,造成事故。
 
    一、管内液流速度突变引起的液压冲击
    有一液位恒定并能保持液面压力不变的容器如图3. 40所示。容器底部连一管道,在管道的输出端装有一个阀门。管道内的液体经阀门B出流。若将阀门突然关闭,则紧靠阀门的这部分液体立即停止运动,液体的动能瞬时转变为压力能,产生冲击压力,接着后面的液体依次停止运动,依次将动能转变为压力能,在管道内形成压力冲击波,并以速度c由曰向A传播。
    设图3. 40中管道的截面积和长度分别为A和Z,管道中液体的流速为秽,密度为p,则根据能量守恒定律,液体的动能转化成液体的压力能,即

    2lpAlv2=1/2Al/K‘△prmax

所以

 △prmax=ρ√K’/ρV=ρcv

式中Aprmax -液压冲击时压力的升高值;
    K’——计及管壁弹性后的液体等效体积模量;
    c-压力冲击波在管道中的传播速度,c=√k’/ρ。

    压力冲击波在管道中的传播速度可按下式计算

c=√K’/ρ=√K/ρ/√1+d/δK/E

 式中K-液体的体积模量;

    d-管道的内径;
    δ-管道的壁厚;
    E-管道材料的弹性模量。
    压力冲击波在管道中液压液内的传播速度c-般在890~1420m/s范围内。
    如果阀门不是全部关闭,而是部分关闭,使液体的流速从秽降到移7,则只要在式( 3-69)
中以(v-v’)代替移,便可求得这种情况下的压力升高值,即

    △pr=pc(v-v’)=pc△v    

一般,依阀门关闭时间常把液压冲击分为两种:

  当阀门关闭时间t<tc=2l/c,称为直接液压冲击
  当阀门关闭时间t>tc=2l/c,称为间接液压冲击
比直接冲击时小,它可近似地按下式计算
    嘁。= pcv等
(又称完全冲击)。
(又称不完全冲击)。此时压力升高值
这样,可以把各种情况下关闭液流通道时管内液压冲击的压力升高值归纳于表3-7。
    表3-7关闭液流通道时管内液压冲击的压力升高值
阀门关闭情况
液压冲击的压力升高值△p
    瞬时全部关闭液流(tt)("=0)
    瞬时部分关闭液流(tt)(”’≠O)
    Ap。。;=pcv
    卸.= pc(v -”’)  1
    逐渐全部关闭液流(>t)(口’=o
    逐渐部分关闭液流(>t)(口’≠O
    te
    APrmax=P“了
    ppc(。一”’)÷
  不论是哪一种情况,知道了液压冲击的压力升高值Ap后,便可求得出现冲击时管道中
的最高压力
    Pmax=p+Ap    式中p-正常工作压力。
    等径直管末端阀门开启时,出现的管内压力下降值列于表3-8。

      二、运动部件制动所产生的液压冲击

    如图3- 41所示,活塞以速度秽驱动负载m向左运动,活塞和负载的总质量为∑m。当突然关闭出口通道时,液体被封闭在左腔中。但由于运动部件的惯性而使腔内液体受压,引起液体压力急剧上升。运动部件则因受到左腔内液体压力产生的阻力而制动。
    设运动部件在制动时的减速时间为Af,速度的减小值Av,则根据动量定律可近似地求得左腔内的冲击压力
Ap,由于
    ApAAt=∑mAv
故有
   
3—41运动部件制动
  引起的液压冲击
式中  ∑m——运动部件’包括活塞和负载)的总质量;
    A-液压缸的有效工作面积;
    At-运动部件制动时间;
    Av-运动部件速度的变化值,Av =v-v’;
    秽——运动部件制动前的速度;
    秽’——运动部件经过At时间后的速度。
  上式的计算忽略了阻尼、泄漏等因素,其值比实际的要大些,因而是偏安全的。
  针对上述各式中影响冲击压力Ap的因素,可采取以下措施来减小液压冲击:
  1)适当加大管径,限制管道流速刨,一般在液压系统中把秽控制在4. 5m/s以内,使
Ap。。。不超过5MPa就可以认为是安全的。
    2)正确设计阀口或设置制动装置,使运动部件耕动时速度变化比较均匀。
    3)延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间,可采用换向时间可调的换向阀。
    4)尽可能缩短管长,以减小压力冲击波的传播时间,变直接冲击为间接冲击。
    5)在容易发生液压冲击的部位采用橡胶软管或设置蓄能器,以吸收冲击压力;也可以
在这些部位安装安全阀,以限制压力升高。
    
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