[发明专利]液压系统减缓冲击压力的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及液压系统，特别是一种减缓液压泵出口处冲击压力的 方法及缓压装置。

背景技术

在液压系统中，由于某种原因引起的液体压力急剧交替升降的阻 尼波动过程，称为压力冲击。液压冲击时产生的压力峰值往往比正常 工作压力高出几倍，尤其在高压力、大流量的情况下。例如液压泵的 开启和关闭时产生的液流、液压执行元件在高速运动中突然停止，换 向阀的迅速开启和关闭，都会产生高于静态值的冲击压力。它不仅伴 随产生振动和噪声，而且会因过高的冲击压力而使管路、液压元件遭 到破坏。

为此，液压系统设计时就必须考虑必要的安全系数以及在结构上 减缓冲击的措施。目前液压系统中采用的减小冲击的方式主要有：泵 出口处采用软管连接；泵出口处并联背压阀；系统中连接蓄能器等。 这些装置都能一定程度的减轻液压系统中的冲击。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效减缓液压系统冲击压力的方法 及缓冲压装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种液压系统减缓冲击压力的方法，包含液压管路和压力泵，其 特征在于由压力泵出来的高压液流首先进入一个涡流腔形成一种涡 流，再经过阻尼孔进入缓压腔形成具有稳定压力的液流，该液流由稳 压腔再进入液压管路。

一种液压系统减缓冲击压力的装置，其特征在于该装置是一个两 端贯通的腔体，腔体的两端设有管接头，腔体内固定设有带通孔的阻 尼板。

本发明的有益效果表现在让带冲击压力的液流首先在一个较大的 腔内形成一种涡流，再经过一块钻满小孔的阻尼板，流入另一个较大 的腔内，使不稳定的液流在这个腔内形成一种较稳定的液流后再输送 出去，以达到减轻管路冲击的作用。

下面以某液压试验设备的性能参数为依据，计算该设备的泵出口 处在各种连接下的压力冲击值。

泵出口处冲击压力的计算

当迅速打开或关闭液压泵时，在系统中产生的冲击压力为：

直接冲击(即t＜τ)时，管道内压力增大值

ΔP＝a_cρΔv Pa

间接冲击(即t＞τ)时，管道内压力增大值

ΔP＝a_cρΔv(τ/t)Pa

式中：

ρ液体密度(YH-10液压油为850～960kg/m³)

因液压油的密度随温度的升高而减小，开启油泵时冲击最大，温 度最低，故取ρ＝960kg/m³)

Δv关闭或开启液流通道后管道内流速之差m/s

t关闭或打开液流通道的时间s

τ＝2I/a_c管道长度为I时，冲击波往返所需的时间s

a_c管道内液流中冲击波的传播速度m/s

若不考虑粘性和管径变化的影响，冲击波在管内的传播速度

a_c＝√(E₀/ρ)/√(1+E₀d/Eδ)m/s

E₀液压油的体积弹性模数Pa(推荐值为700MPa)

δ，d管道的壁厚和内径m

E管道材料的弹性模量Pa，常用管道材料弹性模量

钢E＝2.1*10¹¹Pa，紫铜E＝1.18*10¹¹Pa，橡皮E＝2～6Mpa，

黄铜E＝1*10⁵Mpa，铝合金E＝7.2*10⁴MPa

1)出口处直接连接L＝600mm钢管时的冲击压力

E₀＝700MPa；δ＝1.5mm；d＝19mm；E＝2.1*10¹¹Pa

计算得a_c＝829m/s

t＝1s  τ＝2I/a_c(按Imin＝600mm计算)＝1.45s

ρ＝960kg/m³

Δv＝3.95m/s