液压换向冲击的解决办法.doc

现象及原因
消除方法
换向时产生冲击
换向时瞬时关闭、开启，造成动能或势能相互转换时产生的液压冲击
1.延长换向时间
2.设计带缓冲的阀芯
3.加粗管径、缩短管路
液压缸在运动中突然被制动所产生的液压冲击
液压缸运动时，具有很大的动量和惯性，突然被制动，引起较大的压力增值故产生液压冲击
1.液压缸进出油口处分别设置，反应快、灵敏度高的小型安全阀
2.在满足驱动力时尽量减少系统工作压力，或适当提高系统背压
3.液压缸附近安装囊式蓄能器
液压缸到达终点时产生的液压冲击
液压缸运动时产生的动量和惯性与缸体发生碰撞，引起的冲击
1.在液压缸两端设缓冲装置
2.液压缸进出油口处分别设置反应快，灵敏度高的小型溢流阀
3.设置行程（开关）阀
液压冲击产生的原因及处理办法
液压系统在突然启动、停机、变速或换向时，阀口突然关闭或动作突然停止，由于流动液体和运动部件惯性的作用，使系统内瞬时形成很高的峰值压力，这种现象就称之为液压冲击。液压冲击的出现可能对液压系统造成较大的损伤，在高压、高速及大流量的系统中其后果更严重。因此在操作时要尽力避免液压冲击的形成。
   一、液压系统中液压冲击的危害
   1、液压系统中的很多元部件如管道、仪表等会因受到过高的液压冲击力而遭到破坏，一般来说液压冲击产生的峰值压力，可高达正常工作压力的3～4倍。至使管路破裂、液压元件和测量仪表损坏，
   2、液压系统的可靠性和稳定性也会受到液压冲击的影响，如压力继电器会因液压冲击而发出错误信号，干扰液压系统的正常工作。
   3、液压系统在受到液压冲击时，还能引起液压系统升温，产生振动和噪声以及连接件松动漏油，使压力阀的调整压力（设定值）发生改变。
   二、液压系统中出现液压冲击的原因
   1、管路中阀口突然关闭
   当阀门开启时设管路中压力恒定不变，若阀门突然关死，则管路中流体立即停止运动，此时油液流动的动能将转化为油液的挤压能,从而使压力急剧升高,造成液压冲击。即产生完全液压冲击。液压冲击的实质主要是，管路中流体因突然停止流动而导致其动能向压能的瞬间转变。
     （2）高速运动的部件突然被制动
高速运动的工作部件的惯性力也会引起系统中的压力冲击,例如油缸部件要换向时,换向阀迅速关闭油缸原来的排油管路,这时油液不再排出,但活塞由于惯性作用仍在运动从而引起压力急剧上升造成压力冲击。液压缸活塞在行程中途或缸端突然停止或反向，主换向阀换向过快，均会产生液压冲击。
    （3）某些元件动作不够灵敏
如系统压力突然升高，但溢流阀反应迟钝，不能迅速打开时便会产生压力超高现象。
   三、液压系统预防液压冲击的方法
（1）对阀门突然关闭而产生液压冲击的防治方法
①减慢换向阀的关闭速度、增大管路半径和液体流速，这样做可以在换向阀关闭时间来减小瞬时产生的压力，避免出现液压冲击。如采用直流电磁阀，其所产生的液压冲击要比交流电磁阀的小。例如采用直流电磁阀比交流的液压冲击要小，或采用带阻尼的电液换向阀可通过调节阻尼以及控制通过先导阀的压力和流量来减缓主换向阀阀芯的换向（关闭）速度。
   ②适当增大管径，减小流速，从而可减小流速的变化值，以减小缓冲压力;缩短管长，避免不必要的弯曲；采用软管也可获得良好减缓液压冲击的效果。
   ③在滑阀完全关闭前降低液压油的流速。如改进换向阀控制边界的结构（在阀芯的棱边上开出长方形或V形槽或将其做成锥形），液压冲击可大为减小。
④在容易产生液压冲击能力的地方设置蓄能器。蓄能器不但能缩短压力波的传播距离、时间，还能吸收压力冲击。
     （2）对运动部件突然制动、减速或停止而产生液压冲击的防治方法
① 采取措施适当延长制动时间。
   ② 在液压缸端部设置缓冲装置，行程终点安装减速阀，能缓慢地关闭油路，缓解液压冲击。
   ③ 在液压缸端部设置缓冲装置（如单向节流阀）控制排油速度，可使活塞到液压缸地端部停止时，平稳无冲击。
   ④ 在液压缸回油控制油路中设置平衡阀或背压阀，以控制工作装置下降时或水平运动时的冲击速度，并可适当调高背压压力。
   ⑤ 采用橡胶软管吸收液压冲击能量，降低液压冲击力。
   ⑥ 在易产生液压冲击的管路上设置蓄能器，以吸收冲击压力。
   ⑦ 采用带阻尼的液压转向阀，并调大阻尼值（即关小两端的单向节流阀）。
   ⑧ 正确设计有关阀口的形状，使运动部件在制动时速度的变化比较缓慢、一致。
   ⑨重新选配活塞或更换活塞密封圈，并适当降低工作压力，可减轻或消除液压冲击现象。
（3）再有就是通过电气控制方式预防液压冲击的方法。
   ① 启动液压阀时先输出电磁阀控制信号，然后输出系统压力流量控制信号，关闭液压阀时先清零系统压力控制信号，然后再关闭液压阀控制信号，这样就可以保证开关液压阀时系统环境是低压或者是无压状态，可以有效降低液压冲击。在此过程中增加的延时环节一般取0.1秒(100毫秒)为宜，因为液压系统的响应时间一般为十毫秒级别，时间过长会影响系统的响应速度，时间太短起不到减少液压冲击的目的。
   ② 有效灵活的利用比例压力流量信号输出斜坡将可以大大提高液压系统平稳性和控制精度。一般情况下，程序中每个动作都会设置不同的压力流量上升下降斜坡，默认值设定为最快(即0秒)，根据不同的动作要求可以更改数值，最大为9.9秒，例如在系统锁模上压时，可以适当增加压力上升斜坡，这样就可以避免锁模压力过冲的问题。
   采用电气方式预防液压冲击问题的优点是比较简洁、方便和高效，不需要对液压系统进行更大的调整，但其最大的缺陷是降低了系统的响应速度，并且不能解决所有的液压冲击问题，所以要从根本上解决液压冲击问题需要从液压回路和液压元件上着手。
   液压系统在设计时，还可以通过缩短管路的长度、减少非必要弯曲或采用有卸除冲击力作用的软管等方式，来减小液体流速的变化，以帮助换向阀关闭时减少瞬时压力，来防止液压冲击的出现。
针对具体的液压回路和工况对液压元件结构进行改进，也可在液压回路中增加各类辅助液压元件等。