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載荷方向交變的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題分析

針對載荷方向交變的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題跟大家來做個(gè)分析，一起來看看吧！
在下面圖1所示的液壓系統(tǒng)中，液壓泵1爲(wèi)定量泵，三位四通電液換向閥爲(wèi)Y型。

液壓缸8推動(dòng)負(fù)載W運(yùn)動(dòng)。由于負(fù)載在中立位置的前半部分爲(wèi)正負(fù)載，在中立位置后半部分爲(wèi)負(fù)負(fù)載，即載荷方向與液壓缸運(yùn)動(dòng)方向相同，順序閥4和5爲(wèi)遙控順序閥。當(dāng)液壓缸向右方推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸無桿腔進(jìn)油路的油液壓力大到能打開遙控順序閥4時(shí)，液壓缸才能向右推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。反之，當(dāng)液壓缸拉動(dòng)負(fù)載向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油路的油液壓力達(dá)到能打開遙控順序閥5時(shí)，液壓缸才能向左拉動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。

液壓系統(tǒng)的問題是在負(fù)載運(yùn)動(dòng)過程中，液壓缸産生強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊。系統(tǒng)中設(shè)置遙控順序閥是爲(wèi)了避免液壓缸在推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)過程中，負(fù)載方向改變后，負(fù)載急劇向下擺動(dòng)的故障。液壓缸産生振動(dòng)和沖擊的原因是由于負(fù)載過中立位置向右下擺動(dòng)時(shí)，液壓缸無桿腔壓力迅速降低，緻使進(jìn)油路壓力不能打開遙控順序閥4，于是遙控順序閥4立即關(guān)閉，此時(shí)正值液壓缸在負(fù)載的拉動(dòng)下迅速向右運(yùn)動(dòng)，有桿腔的油液迅速向外排出，所以當(dāng)遙控順序閥關(guān)閉時(shí)，就産生劇烈的振動(dòng)和沖擊，使正在向右擺動(dòng)的負(fù)載被迫停止運(yùn)動(dòng)。

由于遙控順序閥關(guān)閉，液壓缸有桿腔的油液無法回油箱，使液壓缸無桿腔的壓力又迅速增高，此時(shí)就出現(xiàn)振動(dòng)和沖擊。當(dāng)液壓缸無桿腔的油液壓力增高使其進(jìn)油路壓力能打開遙控順序閥4的時(shí)候，液壓缸有桿腔的油液直通油箱，負(fù)載又向右下急劇擺動(dòng)。這樣的過程重複發(fā)生，于是就形成振動(dòng)和沖擊。當(dāng)液壓缸拉動(dòng)負(fù)載向左擺動(dòng)時(shí)，在負(fù)載超過中立位置向左下擺動(dòng)時(shí)，同樣會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)和沖擊現(xiàn)象。

這種故障是由于設(shè)計(jì)不周所緻，因此應(yīng)按圖1進(jìn)行改進(jìn)。在遙控順序閥4和5的出油管路上分別設(shè)置節(jié)流閥，以調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)負(fù)載過中立位置，即負(fù)載方向與液壓缸運(yùn)動(dòng)方向一緻時(shí)，液壓缸回油腔內(nèi)油液不能無限制地回油箱，而受到節(jié)流閥的調(diào)節(jié)作用。當(dāng)節(jié)流閥的節(jié)流口調(diào)定后，通過節(jié)流閥的流量Q由下式?jīng)Q定

A-節(jié)流閥的開口截面積，cm2；

P-油液密度，kg/cm3；

Δp-節(jié)流閥的前后壓差，N/CIm2。

從上式可以看出，當(dāng)A調(diào)定后，通過節(jié)流閥的流量Q與節(jié)流閥前后壓差A(yù)p的平方根成正比，而節(jié)流閥的閥后壓力爲(wèi)零（因爲(wèi)直接通油箱），所以，通過節(jié)流閥的流量越大，液壓缸油腔的壓力也越大。這樣，當(dāng)負(fù)載方向與液壓缸運(yùn)動(dòng)方向一緻時(shí)，液壓缸回油腔的油液是有一定壓力的，并且這個(gè)壓力隨節(jié)流閥的調(diào)節(jié)而變化。因此，液壓缸進(jìn)油腔的壓力在出現(xiàn)負(fù)載荷的工況下，也不會(huì)迅速下降，遙控順序閥也不會(huì)關(guān)閉。因此在負(fù)載由正到負(fù)的變化過程中，液壓缸仍然因節(jié)流閥的調(diào)節(jié)作用而平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)。這時(shí)遙控順序閥主要起平衡作用，使負(fù)載能在任何位置穩(wěn)定的停留。爲(wèi)保證液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性和可靠性，可以采用圖2所示的變載荷液壓回路系統(tǒng)圖。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮不周到，必將出現(xiàn)這樣或那樣的故障，甚至使整個(gè)液壓系統(tǒng)無法工作。因此，對承受載荷方向交變的系統(tǒng)，要仔細(xì)分析受力情況后，繪制工況圖，再進(jìn)行液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

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