液壓技術(shù)動態(tài)法則問題

液壓技術(shù)的六大基本法則

壓力形成法則(P)流量形成法則(Q)壓力損失法則(ΔP)流量損失法則(△Q)
壓力分配法則(多負(fù)載法則)
流量分配法則(阻尼分配、容積分配、流量共享抗流量飽和)

液壓技術(shù)的六大動態(tài)問題

1.系統(tǒng)或元件噪聲
2.油缸爬行
3.油缸磕頭
4.系統(tǒng)脈動
5.管路或軟管爆裂
6.性能振蕩(不穩(wěn)定)

壓力形成法則(P) (1)
齒輪泵的額定壓力25MPa，是系統(tǒng)的生成壓力嗎?
齒輪泵的最高壓力是28MPa，到這壓力泵就立即壞了，對嗎?
液壓泵的工作壓力上不去，是系統(tǒng)的問題還是元件問題?
什么是系統(tǒng)的工作壓力?
打氣筒是最簡單的泵!
請描述打氣筒出口壓力表的變化過程!

壓力形成法則(P) (2)
壓力形成法則:壓力形成取決負(fù)載!!!
2個例外:
1.壓力形成由于流速的突然阻止(動態(tài)壓力形成);
2.上述結(jié)論是在密閉容器的條件下作出，如果容器的泄
漏量不大于進(jìn)油量時，系統(tǒng)壓力可能會支撐負(fù)載，也可能不能支撐負(fù)載;(此時系統(tǒng)有二個負(fù)載)

壓力形成法則(P) (3)
液壓壓力幾個有意義的數(shù)值:
當(dāng)前機(jī)床、船舶等行業(yè)工作壓力25MPa以下;工程機(jī)械的壓力在31.5-35MPa，目前發(fā)展趨勢是:42MPa-48MPa;預(yù)期壓力發(fā)展是:56MPa;
使用壓力越高，能容比越高，液壓系統(tǒng)體積越小

液壓泵的壽命與使用壓力成反比，因此在設(shè)計時首先人為確定壓力根據(jù)行業(yè)與壽命等考量

流量形成法則(Q)(1)
密閉容積的一次周期性變化排出液體容積為排量(/r),產(chǎn)生流量(l/min)

HP100的柱塞泵流量是多少?直徑100的油缸的排量是多少?
液壓元件的進(jìn)油量一定等于出油量嗎?結(jié)論: P與Q無關(guān)聯(lián);
世界上不存在絕對密閉的容積-
存在泄漏;

流量形成法則(Q) (2)
流量(l/min)大小的觀念:
<20 小; 100-200 一般;>300 大世界上泵產(chǎn)品最大排量:500ml/r
世界上生產(chǎn)泵的最大排量:1000ml/r世界上最大的馬達(dá)排量:10000ml/r

流量形成法則(Q) (3)
流量Q與壓力P是二個完全獨立的參數(shù)

P與Q是在功率N條件下相互獨立相互制約:

N=PQ/60 kw
P可以增壓放大 Q可以增速放大但受功率限制
恒功率泵

壓力損失法則(△P)(1)
壓力損失△P是維持流動、保持液壓元件性能所必須的，但要在合理范圍;壓力損失△P值:
換向閥:4bar比例閥:10bar伺服閥:70bar LS: 10-20bar
壓力損失的大小與流速成平方關(guān)系:△P=C*u/2g;

壓力損失法則(△P) (2)
ΔP的最大問題是功率損失一造成系統(tǒng)發(fā)熱的主要原因
設(shè)計系統(tǒng)/元件時，記住流速(m/s)限制:泵進(jìn)口 <1 ,回油管路 1-3,
壓力管路 3-6,局部元件進(jìn)口 <10
(這一點在閥塊設(shè)計中容易產(chǎn)生問題)
問題:我們可以不要或少要壓力損失使液壓系統(tǒng)工作從而較少系統(tǒng)發(fā)熱嗎?泵的體溫可以超過85°C嗎?

壓力損失法則(△P) (3)

靜液壓傳動是系統(tǒng)發(fā)展的方向

避免采用節(jié)流是減少壓力損失的主要思路

液壓流體能量存儲與轉(zhuǎn)換關(guān)鍵技術(shù)研究

液壓恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中液壓變壓器

流量損失法則(△Q)(1)

液壓是傳動，困難采用絕對密閉的容積---存在泄漏即流量損失，也是維持元件性能必須的(潤滑、靜壓支撐軸承等)

Δ Q=C*A*(2/p* △P)**?;

泵的三大摩擦付是流量損失的主要環(huán)節(jié)之一。因此要考慮泄漏回油否則無法工作;

流量損失法則(△Q) (2)
外泄漏主要是污染環(huán)境，這曾是液壓弊端之一。由于螺紋插裝閥的應(yīng)用已經(jīng)基本消除

泄漏也是發(fā)熱的原因之一，螺紋插裝閥內(nèi)泄也比較小(3-6drop/hr) 6drop=1c.c.

目前減少內(nèi)泄漏的辦法主要是減少配合間隙

流量損失法則(△Q) (3)
系統(tǒng)流量外泄漏的主要部位之一是管路。管路的接頭、軟管的形式都有影響

閥的形式選擇也影響外泄漏，如管式閥、疊加閥等。目前螺栓的強(qiáng)度(12.9級)是國家重點攻關(guān)的項目之一。

管接頭的密封形式很多。以冷拔鋼管的效果好，易除銹等。大家使用焊接管體會如何?

壓力分配法則(多負(fù)載法則)

壓力無法并聯(lián)(如電路中無法同時獲得不同電壓);
對直線運(yùn)動,按負(fù)載大小原則,順序動作;對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,亦遵守負(fù)載大小原則,但必須相互隔離;
如要求同時動作,則按阻尼原則(減壓閥)與容積隔離法(油缸馬達(dá)均可)處理.

流量分配法則(1)
(阻尼分配法、容積分配法、負(fù)載敏感法)

阻尼分配法則:
節(jié)流閥是怎樣調(diào)速的???
節(jié)流閥本身是不能調(diào)節(jié)流量的?
節(jié)流閥必須通過半橋原理調(diào)節(jié)流量容積分配法則
泵的容積控制(變量泵)泵的轉(zhuǎn)速控制(變速電機(jī)---
變頻電機(jī)、伺服電機(jī))

流量分配法則(2)
(負(fù)載敏感法)
負(fù)載敏感法實際是恒流法:

Q=C*A*(2/p* △P)**?=CA(X)B=GA(X)

負(fù)載敏感法是使泵的壓力(增加負(fù)載敏感壓力)與流量完全按照負(fù)載的需要提供，從而節(jié)能!

液壓技術(shù)的六大動態(tài)問題
1.系統(tǒng)或元件噪聲
液壓噪聲來自二個方面:
1.結(jié)構(gòu)噪聲 管路、油箱泵與管路的硬連接是二個主要源
2. 液壓元件噪聲
1)泵噪聲 是本源性，只有外罩2)元件噪聲 主要是溢流閥
溢流閥噪聲是共振(固有頻率一致)，現(xiàn)場辦法是更換零件與調(diào)整彈簧(加墊等)

液壓技術(shù)的六大動態(tài)問題
4.系統(tǒng)脈動
脈動源一般是液壓泵
需要選用專門減少脈動的蓄能器(焊接型脈動蓄能器)

液壓技術(shù)的六大動態(tài)問題
5.管路或軟管爆裂
偶然性故障是比較難解決的問題
軟管破裂以至鋼管破裂也是存在的偶然性故障
一般是由水錘現(xiàn)象引起，即流速切斷什么是水錘?造成什么可能的影響
解決辦法:減緩切換速度，檢查溢流閥動態(tài)性能，在容易產(chǎn)生爆裂處加安全閥

液壓技術(shù)的六大動態(tài)問題
6.性能振蕩(不穩(wěn)定)
什么是頻響?指標(biāo)是怎么來的?
液壓系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的阻尼系數(shù)偏小，一般為0.2，而穩(wěn)定性好的系統(tǒng)一般為0.7，阻尼大的可以達(dá)到1.2.
因此在遇到系統(tǒng)與元件性能振蕩時，核心思路就是加大阻尼增加固有頻響。
固有周期T=2π√(m/k)