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载荷方向交变的液压系统设计问题分析

针对载荷方向交变的液压系统设计问题跟大家来做个分析，一起来看看吧！
在下面图1所示的液压系统中，液压泵1爲定量泵，三位四通电液换向阀爲Y型。

液压缸8推动负载W运动。由于负载在中立位置的前半部分爲正负载，在中立位置后半部分爲负负载，即载荷方向与液压缸运动方向相同，顺序阀4和5爲遥控顺序阀。当液压缸向右方推动负载运动时，液压缸无杆腔进油路的油液压力大到能打开遥控顺序阀4时，液压缸才能向右推动负载运动。反之，当液压缸拉动负载向左运动时，液压缸有杆腔进油路的油液压力达到能打开遥控顺序阀5时，液压缸才能向左拉动负载运动。

液压系统的问题是在负载运动过程中，液压缸産生强烈振动和冲击。系统中设置遥控顺序阀是爲了避免液压缸在推动负载运动过程中，负载方向改变后，负载急剧向下摆动的故障。液压缸産生振动和冲击的原因是由于负载过中立位置向右下摆动时，液压缸无杆腔压力迅速降低，緻使进油路压力不能打开遥控顺序阀4，于是遥控顺序阀4立即关闭，此时正值液压缸在负载的拉动下迅速向右运动，有杆腔的油液迅速向外排出，所以当遥控顺序阀关闭时，就産生剧烈的振动和冲击，使正在向右摆动的负载被迫停止运动。

由于遥控顺序阀关闭，液压缸有杆腔的油液无法回油箱，使液压缸无杆腔的压力又迅速增高，此时就出现振动和冲击。当液压缸无杆腔的油液压力增高使其进油路压力能打开遥控顺序阀4的时候，液压缸有杆腔的油液直通油箱，负载又向右下急剧摆动。这样的过程重複发生，于是就形成振动和冲击。当液压缸拉动负载向左摆动时，在负载超过中立位置向左下摆动时，同样会出现振动和冲击现象。

这种故障是由于设计不周所緻，因此应按图1进行改进。在遥控顺序阀4和5的出油管路上分别设置节流阀，以调节液压缸的运动速度。当负载过中立位置，即负载方向与液压缸运动方向一緻时，液压缸回油腔内油液不能无限制地回油箱，而受到节流阀的调节作用。当节流阀的节流口调定后，通过节流阀的流量Q由下式决定

A-节流阀的开口截面积，cm2；

P-油液密度，kg/cm3；

Δp-节流阀的前后压差，N/CIm2。

从上式可以看出，当A调定后，通过节流阀的流量Q与节流阀前后压差Ap的平方根成正比，而节流阀的阀后压力爲零（因爲直接通油箱），所以，通过节流阀的流量越大，液压缸油腔的压力也越大。这样，当负载方向与液压缸运动方向一緻时，液压缸回油腔的油液是有一定压力的，并且这个压力随节流阀的调节而变化。因此，液压缸进油腔的压力在出现负载荷的工况下，也不会迅速下降，遥控顺序阀也不会关闭。因此在负载由正到负的变化过程中，液压缸仍然因节流阀的调节作用而平稳地运动。这时遥控顺序阀主要起平衡作用，使负载能在任何位置稳定的停留。爲保证液压系统的平稳性和可靠性，可以采用图2所示的变载荷液压回路系统图。

系统设计考虑不周到，必将出现这样或那样的故障，甚至使整个液压系统无法工作。因此，对承受载荷方向交变的系统，要仔细分析受力情况后，绘制工况图，再进行液压系统的设计。

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