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1 存在的问题 滑块快速下行时的速度接近自由落体，减速时的速度约为快速下行速度的5％～10％。因此在D10阀关闭时，即使D9阀未关闭，滑块90％以上的动能被系统吸收，转化为系统的压力能。因为D10关闭是瞬间的，所以在油缸下腔和回油系统形成瞬时压力冲击。油管在反复冲击的作用下，在有应力集中的地方，极易产生疲劳裂纹。回油管路有几处焊接的地方，本身存在应力集中的问题。在液压反复冲击作用下，经常产生疲劳裂纹，同时也易造成油管接头的松动。因此，需要解决液压冲击问题，即缓冲的问题。 2 可选的解决方案及选择 对于负载惯量大、高压大流量液压系统，要考虑缓冲的问题。一般解决的方法主要有如下几种： 1)加装蓄能器。在系统脉动压力或冲击压力最大的地方，并接蓄能器，吸收系统的脉动压力或冲击压力。或在系统外部设外置式蓄能缓冲装置。如在运动件行程两段设有弹簧、气囊和油缸一类蓄能装置，直接吸收运动件的动能。 2)采用缓冲油缸。油缸两端设计成带有缓冲锥或带有节流器结构。活塞行驶到两端时，缓冲锥或节流器进行节流减速。 3)系统回路设缓冲溢流阀，也叫过载阀。系统超压时，溢流阀打开溢流。 4)采用节流的方案。在系统回路设节流阀，或加装缓冲阀。也可采用柔性切换换向阀的方式，延长换向阀的换向时间。缓冲阀和换向阀柔性切换是一个变节流的过程，使能量通过节流有一个消耗的过程，能显著降低液压冲击。缓冲阀具有内反馈机制，缓冲效果较好。换向阀柔性切换的方案好坏在于实现的方式。 方案的比较如下： 方案1)对设备的结构改动很大，还存在蓄能器空间布置问题，改造费用较高，对现有系统改造不现实。方案2)缓冲只在油缸两端部起作用，在活塞行程的中段不起作用，改动油缸也不现实。方案(3)加溢流阀，对系统的缓冲是有效果的。事实上，大多数液压系统在回路中都设有溢流阀。如本液压机，有滑块自重问题的地方，也称作支撑阀。一是为了防止因负载的自重下滑，二是为了防止超压，三是起一定的缓冲作用。P12阀的作用即为此。但是，溢流阀有一个最低设定压力，由系统的自重和回程负载决定，要大大超过自重所确定的压力。对瞬变的冲击压力，也只能消去部分压力波峰，解决不了冲击疲劳问题。同时，一般用于此处的溢流阀通径较小，瞬时冲击下的流量较大，易造成压力超调。P12阀通经为Φ10，并不是做先导控制，只能起到前两个作用，根本起不到缓冲作用。方案3)不能从根本上解决问题。 方案4)是也目前采用较多的方案。系统在设计时，如果设计得当，可以很好地解决缓冲问题。本系统未采用缓冲阀，而是采用起节流作用的D9阀。D9阀带有螺杆调节装置，可调节D9开口大小，当yvl0失电，D10关闭，D9起节流作用。由于yvl0及D10切换较快，无论如何调节D9螺杆，很难找到一个最佳的状态，既满足生产工艺对速度的要求，又能避免液压冲击现象。当然，加装缓冲阀，能够解决缓冲问题，但对系统的改动也较大，此处暂不考虑。能否通过延长yv10及D10切换时间，进一步减小液压冲击，是基本思路。 通过对系统的分析并对各种方案的比较权衡后，采用节流的方案。通过延长Yv10及D10切换时间，改进系统的节流方式。选择在yv10电磁阀下叠加一块有单向节机能的叠加阀，如图5所示。 滑块快速下行时，yv10电磁阀得电换向，D10阀大腔内的油经单向节流阀、电磁阀回油。此时单向节流阀相对D10阀大腔回油来说，是正向导通，不节流，D10阀迅速打开。在滑块重力的作用下，主缸下腔经D10阀小腔回油，滑块快速下行。主缸下行到1SD位时，yv10断电，D10大腔接通压力油。由于此时单向节流阀相对于油流方向来说，是反响导通而处在节流状态。D10阀芯不能迅速关闭，有一个渐变的过程。因此主缸下腔回油有一个缓释的过程，使压力冲击大为减缓。 3 实施效果 改进后经过调试，缓冲效果明显，滑块快速下行与减速下行过渡平稳。经长期使用，未发生接头松动和油管破裂现象。 注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授，020-82333916 |
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