液阻与液压系统

　　1　前言

　　由液压流体力学可知,凡是有液体流动的部位,都会产生压力损失,流经小孔有节流损失;流经管道有沿程损失;流经弯头等处有局部损失。这些损失我们统称为液阻。在液压系统中,液阻的作用不可忽视。液阻是一种隐性负载,它不会对外做功,只会增加能量损失,从而导致液压系统发热。然而,没有液阻,有的液压元件就无法工作,有时液阻还能改善元件的受力状况。例如,带卸荷阀芯的液控单向阀,如图1,在反向开启时,控制活塞先顶开卸荷阀芯,p2和p1腔之间产生微小的缝隙,使p2腔压力降低到p′2,然后再顶开单向阀主阀芯形成p2腔到p1腔的反向流动。设置卸荷阀芯既可避免p2腔压力的突然释放,又可降低反向流动的开启力。

　　不带卸荷阀芯时,反向流动的开启力F1为(不计弹簧力,设p1=0):

　　带卸荷阀芯时,反向流动的开启力F2为:

　　其中,D为主阀芯外端直径,d为主阀芯止口直径。可见,当卸荷阀芯打开时,由于阻尼孔的液阻作用,降低了反向流动的开启力。在液压系统中,我们应该尽量减少其负面效应,合理地利用它,使液压系统安全、可靠地工作。

　　2　液阻在液压系统中的作用

　　2·1　MQ2000(94)系统

　　MQ2000型高架门座式起重机,用于长江三峡水电站大坝工程,由于三峡工程条件限制,无法一次性安装塔顶高72 m的大型高架门座式起重机,只能安装塔顶高32 m左右的低架门座式起重机,因而采用下加节的方式,将低架起重机顶升到高架的位置。

　　待顶升的上部结构塔架总重1100 t,塔架尺寸8·5m×8·5m×5·8 m,起升高度100 m、幅度为20 m时的起重量为100 t。

　　94型液压顶升系统如图2所示,采用4个液压缸,顶升能力总计F=4×320 t=1280 t。最大顶升速度vmax=0·0035m/s,额定工作压力p=25MPa,额定流量Q=110L/min。

　　此系统有如下特点:

　　(1)设置高低压溢流阀使伸缸和缩缸时的溢流功率不同,节省能耗。

　　(2)在无杆腔采用外泄式液控单向阀,以降低开锁压力;在液压缸的有杆腔也设置液控单向阀,这样更能确保安全,因为在无外泄漏时,如果内泄漏较大,这时双作用液压缸相当于一个柱塞式液压缸,这两个液控单向阀确保液压缸活塞杆在负载作用下不会下沉,必须注意,此时缸内压力将由增加至。

　　式中　W——液压缸负载

　　A_d——活塞杆面积

　　A₀——液压缸无杆腔面积

　　(3) 4个单向阀组成桥式回路,使用一个电液比例调速阀就能完成顶升和下降两种工况的调速功能。单向阀的可靠性较高,它们组合在集成块上也特别紧凑。