|
液压技术的六大基本法则 3、压力损失法则( △ P) 4、流量损失法则 ( △ Q) 6、流量分配法则( 阻尼分配、容积分配、流量共享抗流量饱和) 1、压力形成法则 (P)
压力形成法则:压力形成取决负载! 齿轮泵的额定压力25MPa,是系统的生成压力吗? 齿轮泵的最高压力是28MPa,到这压力泵就立即坏了,对吗? 液压泵的工作压力上不去,是系统的问题还是元件问题? 什么是系统的工作压力? 打气筒是最简单的泵!
2 个例外: 1. 压力形成由于流速的突然阻止(动态压力形成); 2. 上述结论是在密闭容器的条件下作出,如果容器的泄漏量不大于进油量时,系统压力可能会支撑负载,也可能不能支撑负载;(此时系统有二个负载)。 3、液压压力几个有意义的数值: 当前机床、船舶等行业工作压力25MPa以下; 工程机械的压力在31.5-35MPa; 目前发展趋势是:42MPa-48MPa; 预期压力发展是:56MPa; 液压泵的寿命与使用压力成反比,因此在设计时首先人为确定压力根据行业与寿命等考量。 2、流量形成法则 (Q) 1)P与Q无关联--世界上不存在绝对密闭的容积(存在泄漏) 密闭容积的一次周期性变化排出液体容积为排量( l/r), 产生流量( l/min )。 HP100 的柱塞泵流量是多少? 直径 100 的油缸的排量是多少? 液压元件的进油量一定等于出油量吗? 2)流量( l/min) 大小的观念 <20 小;100-200 一般;>300 大。 世界上泵产品最大排量:500ml/r; 世界上生产泵的最大排量:1000ml/r; 世界上最大的马达排量:10000ml/r。 3)流量Q与压力P是二个完全独立的参数 N=PQ/60 kw; P可以增压放大,Q可以增速放大但受功率限制; 恒功率泵。 3、压力损失法则 ( △ P) 1)压力损失△P值: 换向阀:4bar 比例阀:10bar LS:10-20bar 压力损失的大小与流速成平方关系:△P=C*υ²/2g; 压力损失△P是维持流动、保持液压元件性能所必须的,但要在合理范围。 2)△P的最大问题是功率损失—造成系统发热的主要原因 设计系统/元件时,记住流速(m/s)限制: 泵进口 <1,回油管路 1-3,压力管路 3-6,局部元件进口 <10 (这一点在阀块设计中容易产生问题) 3)静液压传动是系统发展的方向 避免采用节流是减少压力损失的主要思路; 液压流体能量存储与转换关键技术研究; 4、流量损失法则 ( △ Q) 1)△ Q=C*A*(2/ρ* △P)**½ 液压是传动,困难采用绝对密闭的容积---存在泄漏即流量损失,也是维持元件性能必须的(润滑、静压支撑轴承等); 泵的三大摩擦付是流量损失的主要环节之一,因此要考虑泄漏回油否则无法工作。 2)目前减少内泄漏的办法主要是减少配合间隙 外泄漏主要是污染环境,这曾是液压弊端之一。由于螺纹插装阀的应用已经基本消除; 泄漏也是发热的原因之一,螺纹插装阀内泄也比较小(3-6drop/hr) 6drop=1c.c。 3)系统流量外泄漏的主要部位之一是管路 管路的接头、软管的形式都有影响; 阀的形式选择也影响外泄漏,如管式阀、叠加阀等。目前螺栓的强度(12.9级)是国家重点攻关的项目之一; 管接头的密封形式很多。以冷拔钢管的效果好,易除锈等。 5、压力分配法则(( 多负载法则) 1)这压力无法并联(如电路中无法同时获得不同电压) 对直线运动,按负载大小原则,顺序动作; 对旋转运动,亦遵守负载大小原则,但必须相互隔离; 如要求同时动作,则按阻尼原则(减压阀)与容积隔离法(油缸马达均可)处理。 6、流量分配法则( 阻尼分配、容积分配、流量共享抗流量饱和) 1)阻尼分配法则: 节流阀是怎样调速的? 节流阀本身是不能调节流量的? 节流阀必须通过半桥原理调节流量。 2)容积分配法则: 泵的转速控制(变速电机---变频电机、伺服电机)。 3)负载敏感法则: 负载敏感法实际是恒流法: Q=C*A*(2/ρ* △P)**½=CA(X)B=GA(X) 负载敏感法是使泵的压力(增加负载敏感压力)与流量完全按照负载的需要提供,从而节能!
液压技术的六大动态问题 1、系统或元件噪声 2、油缸爬行 3、油缸磕头 4、系统脉动 5、管路或软管爆裂 6、性能振荡(不稳定) 1、系统或元件噪声 液压噪声来自二个方面: 1. 结构噪声 管路、油箱泵与管路的硬连接是二个主要源 2. 液压元件噪声 1)泵噪声 是本源性,只有外罩 2)元件噪声 主要是溢流阀 溢流阀噪声是共振(固有频率一致),现场办法是更换零件与调整弹簧(加垫等) 2、油缸爬行 油缸爬行是因为这是一个弹簧-质量系统,具有运动易振荡的特性:
解决办法:减少摩擦力,加大弹簧刚度(去除油液空气) 3、油缸磕头
液控单向阀由于油缸上腔压力力 力的变化造成单向阀时开时闭,因而造成油缸磕头。 4、系统脉动 脉动源一般是液压泵; 需要选用专门减少脉动的蓄能器(焊接型脉动蓄能器) 5、管路或软管爆裂 偶然性故障是比较难解决的问题; 软管破裂以至钢管破裂也是存在的偶然性故障; 一般是由水锤现象引起,即流速切断; 解决办法:减缓切换速度,检查溢流阀动态性能,在容易产生爆裂处加安全阀 6、性能振荡(不稳定) 什么是频响?指标怎么来的?(欢迎留言解答) 液压系统动态响应的阻尼系数偏小,一般为0.2,而稳定性好的系统一般为0.7,阻尼大的可以达到1.2。 因此在遇到系统与元件性能振荡时,核心思路就是加大阻尼增加固有频响。
固有周期T=2π√(m/k)
|