油压机液压系统设计若干问题研究

　　油压机是常见而典型的液压设备,其种类繁多,形式多样,用途各异。但在使用过程中,这些设备总存在着震动大、回程速度慢、能耗大等不足。图1所 示为一种油压机的液压系统原理图。从原理上讲,该图能够满足油压机动作上的要求,但经仔细分析该图,我们发现该系统存在以下问题。

　　1 系统的回程泄压问题

　　1.1 问题产生的原因

　　如图1所示,系统回程时,电磁铁2YA得电,这时电液阀1换向,压力油经电液阀进入油缸有杆腔,同时打开液控单向阀2,油缸3无杆腔的油液经液 控单向阀2和电液阀1回油箱。油缸无杆腔油液在工进动作后正处于高压状态,其压力通常为30MPa左右。可以想象如此高的压力油瞬间释放会给系统造成多大 的震动和破坏.因此,必须解决好系统回程时的泄压问题。

　　1.2 解决方案

　　我们研究发现,以下几种方案可以有效解决油压机液压系统回程时的泄压问题,从而防止系统回程时产生冲击和炮鸣现象,如图2所示。

　　1.3 方案论证

　　图2所示的这几种方案中, (a)、(b)两种方案中的液控单向阀2都必须选择带卸荷阀芯的液控单向阀,其结构原理如图3所示。

　　在图2 (a)方案中,当电磁阀2YA得电动作时,油缸3有杆腔的油液压力取决于溢流阀4a的调定压力。当溢流阀4a调定的压力适当时,液控单向阀推杆仅能将其卸 荷阀芯顶开而不至于将主阀芯顶开,实现油缸3无杆腔回程泄压。当油缸3无杆腔油液压力低于一定值时,液控单向阀推杆便将其主阀芯顶开,实现系统回油。溢流 阀4a的压力调节有一个范围,其计算如下:

　　设图3中溢流阀调定压力为pY,则由受力平衡原理知:

　　式中:S1-液控单向阀推杆活塞面积; S2)卸荷阀芯有效面积;S3-主阀芯活塞面积;f-弹簧力。

　　当溢流阀4a的调定压力偏下限时,系统的泄压效果好,回程冲击小,但回程时间长;反之,若溢流阀4a的调定压力偏上限,则回程时间短,但泄压效果不好,回程冲击大。

　　在图2(b)方案中,当电磁阀2YA得电动作时,油缸3无杆腔的油液回程压力取决于顺序阀4b的调节压力,它的原理与图2(a)方案相类似,只是控制点不同。要注意的是电磁阀2YA得电动作后顺序阀4b两端的压差$p要大于顶开液控单向阀2卸荷阀芯所需压力,即

　　图2 (c)所示方案,在回程时只需3YA先得电接通,延时一段时间后2YA接通,实现回程泄压,其关键是调节好延时时间。此时液控单向阀2可选择不带卸荷阀芯的类型。

　　1.4 方案比较