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液压基础知识
液压基础知识
第一节液压马达
一、液压马达的特点及分类
液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置,从原理上讲,液压泵可以作液压马达用,液压马达也可作液压泵用。
但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似,但由于两者的工作情况不同,使得两者在结构上也有某些差异。
例如:
1.液压马达一般需要正反转,所以在内部结构上应具有对称性,而液压泵一般是单方向旋转的,没有这一要求。
2.为了减小吸油阻力,减小径向力,一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。
而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力,所以没有上述要求。
3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作,因此,应采用液动轴承或静压轴承。
因为当马达速度很低时,若采用动压轴承,就不易形成润滑滑膜。
4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内表面,起封油作用,形成工作容积。
若将其当马达用,必须在液压马达的叶片根部装上弹簧,以保证叶片始终贴紧定子内表面,以便马达能正常起动。
5.液压泵在结构上需保证具有自吸能力,而液压马达就没有这一要求。
6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。
所谓起动扭矩,就是马达由静止状态起动时,马达轴上所能输出的扭矩,该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩,所以,为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩,要求马达扭矩的脉动小,内部摩擦小。
由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点,使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。
液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类,额定转速高于500r/min的属于高速液压马达,额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小,便于启动和制动,调速和换向的灵敏度高。
通常高速液压马达的输出转矩不大(仅几十牛·米到几百牛·米),所以又称为高速小转矩液压马达。
高速液压马达的基本型式是径向柱塞式,例如单作用曲轴连杆式、液压平衡式和多作用内曲线式等。
此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式。
低速液压马达的主要特点是排量大、体积大、转速低(有时可达每分种几转甚至零点几转),因此可直接与工作机构连接,不需要减速装置,使传动机构大为简化,通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千牛顿·米到几万牛顿·米),所以又称为低速大转矩液压马达。
液压马达也可按其结构类型来分,可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其他型式。
二、液压马达的性能参数
液压马达的性能参数很多。
下面是液压马达的主要性能参数:
1.排量、流量和容积效率习惯上将马达的轴每转一周,按几何尺寸计算所进入的液体容积,称为马达的排量V,有时称之为几何排量、理论排量,即不考虑泄漏损失时的排量。
液压马达的排量表示出其工作容腔的大小,它是一个重要的参数。
因为液压马达在工作中输出的转矩大小是由负载转矩决定的。
但是,推动同样大小的负载,工作容腔大的马达的压力要低于工作容腔小的马达的压力,所以说工作容腔的大小是液压马达工作能力的主要标志,也就是说,排量的大小是液压马达工作能力的重要标志。
(4-4)
2.液压马达输出的理论转矩根据排量的大小,可以计算在给定压力下液压马达所能输出的转矩的大小,也可以计算在给定的负载转矩下马达的工作压力的大小。
当液压马达进、出油口之间的压力差为ΔP,输入液压马达的流量为q,液压马达输出的理论转矩为Tt,角速度为ω,如果不计损失,液压马达输入的液压功率应当全部转化为液压马达输出的机械功率,
4.液压马达的启动机械效率ηm液压马达的启动机械效率是指液压马达由静止状态起动时,马达实际输出的转矩T0与它在同一工作压差时的理论转矩Tt之比。
即:
ηm0=T/Tt(4-8)
5.液压马达的转速液压马达的转速取决于供液的流量和液压马达本身的排量V,可用下式计算:
nt=qi/V(4-9)
式中:
nt为理论转速(r/min)。
由于液压马达内部有泄漏,并不是所有进入马达的液体都推动液压马达做功,一小部分因泄漏损失掉了。
所以液压马达的实际转速要比理论转速低一些。
n=nt·ηv(4-10)
式中:
n为液压马达的实际转速(r/min);ηv为液压马达的容积效率(%)。
6.最低稳定转速最低稳定转速是指液压马达在额定负载下,不出现爬行现象的最低转速。
所谓爬行现象,就是当液压马达工作转速过低时,往往保持不了均匀的速度,进入时动时停的不稳定状态。
液压马达在低速时产生爬行现象的原因是:
(1)摩擦力的大小不稳定。
通常的摩擦力是随速度增大而增加的,而对静止和低速区域工作的马达内部的摩擦阻力,当工作速度增大时非但不增加,反而减少,形成了所谓“负特性”的阻力。
另一方面,液压马达和负载是由液压油被压缩后压力升高而被推动的,因此,可用图4-1(a)所示的物理模型表示低速区域液压马达的工作过程:
以匀速v0推弹簧的一端(相当于高压下不可压缩的工作介质),使质量为m的物体(相当于马达和负载质量、转动惯量)克服“负特性”的摩擦阻力而运动。
当物体静止或速度很低时阻力大,弹簧不断压缩,增加推力。
只有等到弹簧压缩到其推力大于静摩擦力时才开始运动。
一旦物体开始运动,阻力突然减小,物体突然加速跃动,其结果又使弹簧的压缩量减少,推力减小,物体依靠惯性前移一段路程后停止下来,直到弹簧的移动又使弹簧压缩,推力增加,物体就再一次跃动为止,形成如图4-1(b)所示的时动时停的状态,对液压马达来说,这就是爬行现象。
(2)泄漏量大小不稳定。
液压马达的泄漏量不是每个瞬间都相同,它也随转子转动的相位角度变化作周期性波动。
由于低速时进入马达的流量小,泄漏所占的比重就增大,泄漏量的不稳定就会明显地影响到参与马达工作的流量数值,从而造成转速的波动。
当马达在低速运转时,其转动部分及所带的负载表现出的惯性较小,上述影响比较明显,因而出现爬行现象。
实际工作中,一般都期望最低稳定转速越小越好。
7.最高使用转速液压马达的最高使用转速主要受使用寿命和机械效率的限制,转速提高后,各运动副的磨损加剧,使用寿命降低,转速高则液压马达需要输入的流量就大,因此各过流部分的流速相应增大,压力损失也随之增加,从而使机械效率降低。
对某些液压马达,转速的提高还受到背压的限制。
例如曲轴连杆式液压马达,转速提高时,回油背压必须显著增大才能保证连杆不会撞击曲轴表面,从而避免了撞击现象。
随着转速的提高,回油腔所需的背压值也应随之提高。
但过分的提高背压,会使液压马达的效率明显下降。
为了使马达的效率不致过低,马达的转速不应太高。
8.调速范围液压马达的调速范围用最高使用转速和最低稳定转速之比表示,即:
i=nmax/nmin(4-11)
三、液压马达的工作原理
常用的液压马达的结构与同类型的液压泵很相似,下面对叶片马达、轴向柱塞马达和摆动马达的工作原理作一介绍。
1.叶片马达
叶片马达的体积小,转动惯量小,因此动作灵敏,可适应的换向频率较高。
但泄漏较大,不能在很低的转速下工作,因此,叶片马达一般用于转速高、转矩小和动作灵敏的场合。
2.轴向柱塞马达轴向柱塞马达的结构形式基本上与轴向柱塞泵一样,故其种类与轴向柱塞泵相同,也分为直轴式轴向柱塞马达和斜轴式轴向柱塞马达两类。
轴向柱塞马达的工作原理如图4-3所示。
第二节液压缸
液压缸又称为油缸,它是液压系统中的一种执行元件,其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。
一、液压缸的类型和特点
下面分别介绍几种常用的液压缸。
1.活塞式液压缸活塞式液压缸根据其使用要求不同可分为双杆式和单杆式两种。
(1)双杆式活塞缸。
活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸,它一般由缸体、缸盖、活塞、活塞杆和密封件等零件构成。
根据安装方式不同可分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。
双杆活塞缸在工作时,设计成一个活塞杆是受拉的,而另一个活塞杆不受力,因此这种液压缸的活塞杆可以做得细些。
(2)单杆式活塞缸。
如图4-6所示,活塞只有一端带活塞杆,单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式,但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。
(3)差动油缸。
单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为:
“差动连接”,
2.柱塞缸
3.其他液压缸
(1)增压液压缸。
增压液压缸又称增压器,它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统中的局部区域获得高压。
它有单作用和双作用两种型式,\显然增压能力是在降低有效能量的基础上得到的,也就是说增压缸仅仅是增大输出的压力,并不能增大输出的能量。
单作用增压缸在柱塞运动到终点时,不能再输出高压液体,需要将活塞退回到左端位置,再向右行时才又输出高压液体,为了克服这一缺点,可采用双作用增压缸,如图4-9(b)所示,由两个高压端连续向系统供油。
(2)伸缩缸。
(3)齿轮缸。
它由两个柱塞缸和一套齿条传动装置组成,二、液压缸的典型结构和组成
2.液压缸的组成从上面所述的液压缸典型结构中可以看到,液压缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分,分述如下。
(1)缸筒和缸盖。
一般来说,缸筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关。
工作压力p<10MPa时,使用铸铁;p<20MPa时,使用无缝钢管;p>20MPa时,使用铸钢或锻钢。
(2)活塞与活塞杆。
可以把短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成一体,这是最简单的形式。
但当行程较长时,这种整体式活塞组件的加工较费事,所以常把活塞与活塞杆分开制造,然后再连接成一体。
(3)密封装置。
液压缸中常见的密封装置如图4-16所示。
图4-16(a)所示为间隙密封,它依靠运动间的微小间隙来防止泄漏。
为了提高这种装置的密封能力,常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽,以增大油液通过间隙时的阻力。
它的结构简单,摩擦阻力小,可耐高温,但泄漏大,加工要求高,磨损后无法恢复原有能力,只有在尺寸较小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。
图4-16(b)所示为摩擦环密封,它依靠套在活塞上的摩擦环(尼龙或其他高分子材料制成)在O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。
这种材料
效果较好,摩擦阻力较小且稳定,可耐高温,磨损后有自动补偿能力,但加工要求高,装拆较不便,适用于缸筒和活塞之间的密封。
图4-16(c)、图4-16(d)所示为密封圈(O形圈、V形圈等)密封,它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。
它结构简单,制造方便,磨损后有自动补偿能力,性能可靠,在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。
对于活塞杆外伸部分来说,由于它很容易把脏物带入液压缸,使油液受污染,使密封件磨损,因此常需在活塞杆密封处增添防尘圈,并放在向着活塞杆外伸的一端。
(4)缓冲装置。
液压缸一般都设置缓冲装置,特别是对大型、高速或要求高的液压缸,为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击,引起噪声、冲击,则必须设置缓冲装置。
缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液,强迫它从小孔或细缝中挤出,以产生很大的阻力,使工作部件受到制动,逐渐减慢运动速度,达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。
(5)放气装置。
液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时,液压缸里和管道系统中会渗入空气,为了防止执行元件出现爬行,噪声和发热等不正常现象,需把缸中和系统中的空气排出。
一般可在液压缸的最高处设置进出油口把气带走,也可在最高处设置如图4-18(a)所示的放气孔或专门的放气阀〔见图4-18(b)、(c)〕。
第五章液压控制阀
第一节概述
1.1液压阀的作用
液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的,因此它可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。
一个形状相同的阀,可以因为作用机制的不同,而具有不同的功能。
压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量,而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。
这就是说,尽管液压阀存在着各种各样不同的类型,它们之间还是保持着一些基本共同之点的。
例如:
(1)在结构上,所有的阀都有阀体、阀芯(转阀或滑阀)和驱使阀芯动作的元、部件(如弹簧、电磁铁)组成。
(2)在工作原理上,所有阀的开口大小,阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式,仅是各种阀控制的参数各不相同而已。
1.2液压阀的分类
液压阀可按不同的特征进行分类,如表5—1所示。
表5—1液压阀的分类
分类方法
种类
详细分类
按机能分类
压力控制阀
溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减压阀、比例压力控制阀、缓冲阀、仪表截止阀、限压切断阀、压力继电器
流量控制阀
节流阀、单向节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比例流量控制阀
方向控制阀
单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭阀、比例方向阀
按结构分类
滑阀
圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀
座阀
椎阀、球阀、喷嘴挡板阀
射流管阀
射流阀
按操作方法分类
手动阀
手把及手轮、踏板、杠杆
机动阀
挡块及碰块、弹簧、液压、气动
电动阀
电磁铁控制、伺服电动机和步进电动机控制
按连接方式分类
管式连接
螺纹式连接、法兰式连接
板式及叠加式连接
单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀
插装式连接
螺纹式插装(二、三、四通插装阀)、法兰式插装(二通插装阀)
按其他方式分类
开关或定值控制阀
压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀
按控制方式分类
电液比例阀
电液比例压力阀、电源比例流量阀、电液比例换向阀、电流比例复合阀、电流比例多路阀三级电液流量伺服
伺服阀
单、两级(喷嘴挡板式、动圈式)电液流量伺服阀、三级电液流量伺服
数字控制阀
数字控制压力控制流量阀与方向阀
1.3对液压阀的基本要求
(1)动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动小。
(2)油液流过的压力损失小。
(3)密封性能好。
(4)结构紧凑,安装、调整、使用、维护方便,通用性大。
第二节方向控制阀
一、单向阀
液压系统中常见的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。
1.普通单向阀普通单向阀的作用,是使油液只能沿一个方向流动,不许它反向倒流。
图5—1(a)所示是一种管式普通单向阀的结构。
压力油从阀体左端的通口P1流入时,克服弹簧3作用在阀芯2上的力,使阀芯向右移动,打开阀口,并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b从阀体右端的通口流出。
但是压力油从阀体右端的通口P2流入时,它和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上,使阀口关闭,油液无法通过。
2.液控单向阀图5—2(a)所示是液控单向阀的结构。
当控制口K处无压力油通入时,它的工作机制和普通单向阀一样;压力油只能从通口P1流向通口P2,不能反向倒流。
当控制口K有控制压力油时,因控制活塞1右侧a腔通泄油口,活塞1右移,推动顶杆2顶开阀芯3,使通口P1和P2接通,油液就可在两个方向自由通流。
二、换向阀
换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动,使油路接通、关断,或变换油流的方向,从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。
1.对换向阀的主要要求换向阀应满足:
(1)油液流经换向阀时的压力损失要小。
(2)互不相通的油口间的泄露要小。
(3)换向要平稳、迅速且可靠。
2.转阀
3.滑阀式换向阀换向阀在按阀芯形状分类时,有滑阀式和转阀式两种,滑阀式换向阀在液压系统中远比转阀式用得广泛。
(1)结构主体。
阀体和滑动阀芯是滑阀式换向阀的结构主体。
(2)滑阀的操纵方式。
(3)换向阀的结构。
在液压传动系统中广泛采用的是滑阀式换向阀,在这里主要介绍这种换向阀的几种典型结构。
①手动换向阀。
图5-5(b)为自动复位式手动换向阀,放开手柄1、阀芯2在弹簧3的作用下自动回复中位,该阀适用于动作频繁、工作持续时间短的场合,操作比较完全,常用于工程机械的液压传动系统中。
如果将该阀阀芯右端弹簧3的部位改为可自动定位的结构形式,即成为可在三个位置定位的手动换向阀。
②机动换向阀。
机动换向阀又称行程阀,它主要用来控制机械运动部件的行程,它是借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动,从而控制油液的流动方向,机动换向阀通常是二位的,有二通、三通、四通和五通几种,其中二位二通机动阀又分常闭和常开两种。
电磁换向阀。
电磁换向阀是利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向的。
它是电气系统与液压系统之件发出,从间的信号转换元件,它的电气信号由液压设备结构图(b)职能符号图中的按钮开关、限位开关、行程开关等电气元1—滚轮2—阀芯3—弹簧而可以使液压系统方便地实现各种操作及自动顺序动作。
电磁铁按使用电源的不同,可分为交流和直流两种。
按衔铁工作腔是否有油液又可分为“干式”和“湿式”。
交流电磁铁起动力较大,不需要专门的电源,吸合、释放快,动作时间约为0.01~0.03s,其缺点是若电源电压下降15%以上,则电磁铁吸力明显减小,若衔铁不动作,干式电磁铁会在10~15min后烧坏线圈(湿式电磁铁为1~1.5h),且冲击及噪声较大,寿命低,因而在实际使用中交流电磁铁允许的切换频率一般为10次/min,不得超过30次/min。
直流电磁铁工作较可靠,吸合、释放动作时间约为0.05~0.08s,允许使用的切换频率较高,一般可达120次/min,最高可达300次/min,且冲击小、体积小、寿命长。
但需有专门的直流电源,成本较高。
此外,还有一种整体电磁铁,其电磁铁是直流的,但电磁铁本身带有整流器,通入的交流电经整流后再供给直流电磁铁。
目前,国外新发展了一种油浸式电磁铁,不但衔铁,而且激磁线圈也都浸在油液中工作,它具有寿命更长,工作更平稳可靠等特点,但由于造价较高,应用面不广。
④液动换向阀。
液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀,⑤电液换向阀。
在大中型液压设备中,当通过阀的流量较大时,作用在滑阀上的摩擦力和液动力较大,此时电磁换向阀的电磁铁推力相对地太小,需要用电液换向阀来代替电磁换向阀。
电液换向阀是由电磁滑阀和液动滑阀组合而成。
电磁滑阀起先导作用,它可以改变控制液流的方向,从而改变液动滑阀阀芯的位置。
由于操纵液动滑阀的液压推力可以很大,所以主阀芯的尺寸可以做得很大,允许有较大的油液流量通过。
这样用较小的电磁铁就能控制较大的液流。
(4)换向阀的中位机能分析。
三位换向阀的阀芯在中间位置时,各通口间有不同的连通方式,可满足不同的使用要求。
这种连通方式称为换向阀的中位机能。
三位四通换向阀常见的中位机能、型号、符号及其特点,示于表5-4中。
三位五通换向阀的情况与此相仿。
不同的中位机能是通过改变阀芯的形状和尺寸得到的。
在分析和选择阀的中位机能时,通常考虑以下几点:
①系统保压。
当P口被堵塞,系统保压,液压泵能用于多缸系统。
当P口不太通畅地与T口接通时(如X型),系统能保持一定的压力供控制油路使用。
②系统卸荷。
P口通畅地与T口接通时,系统卸荷。
③启动平稳性。
阀在中位时,液压缸某腔如通油箱,则启动时该腔内因无油液起缓冲作用,启动不太平稳。
④液压缸“浮动”和在任意位置上的停止,阀在中位,当A、B两口互通时,卧式液压缸呈“浮动”状态,可利用其他机构移动工作台,调整其位置。
当A、B两口堵塞或与P口连接(在非差动情况下),则可使液压缸在任意位置处停下来。
三位五通换向阀的机能与上述相仿。
(5)主要性能。
换向阀的主要性能,以电磁阀的项目为最多,它主要包括下面几项:
①工作可靠性。
工作可靠性指电磁铁通电后能否可靠地换向,而断电后能否可靠地复位。
工作可靠性主要取决于设计和制造,且和使用也有关系。
液动力和液压卡紧力的大小对工作可靠性影响很大,而这两个力是与通过阀的流量和压力有关。
所以电磁阀也只有在一定的流量和压力范围内才能正常工作。
这个工作范围的极限称为换向界限,如图5-11所示。
②压力损失。
由于电磁阀的开口很小,故液流流过阀口时产生较大的压力损失。
图5-12所示为某电磁阀的压力损失曲线。
一般阀体铸造流道中的压力损失比机械加工流道中的损失小。
③内泄漏量。
在各个不同的工作位置,在规定的工作压力下,从高压腔漏到低压腔的泄漏量为内泄漏量。
过大的内泄漏量不仅会降低系统的效率,引起过热,而且还会影响执行机构的正常工作。
④换向和复位时间。
换向时间指从电磁铁通电到阀芯换向终止的时间;复位时间指从电磁铁断电到阀芯回复到初始位置的时间。
减小换向和复位时间可提高机构的工作效率,但会引起液压冲击。
交流电磁阀的换向时间一般约为0.03~0.05s,换向冲击较大;而直流电磁阀的换向时间约为0.1~0.3s,换向冲击较小。
通常复位时间比换向时间稍长。
⑤换向频率。
换向频率是在单位时间内阀所允许的换向次数。
目前单电磁铁的电磁阀的换向频率一般为60次/min。
⑥使用寿命。
使用寿命指使用到电磁阀某一零件损坏,不能进行正常的换向或复位动作,或使用到电磁阀的主要性能指标超过规定指标时所经历的换向次数。
电磁阀的使用寿命主要决定于电磁铁。
湿式电磁铁的寿命比干式的长,直流电磁铁的寿命比交流的长。
⑦滑阀的液压卡紧现象。
一般滑阀的阀孔和阀芯之间有很小的间隙,当缝隙均匀且缝隙中有油液时,移动阀芯所需的力只需克服粘性摩擦力,数值是相当小的。
但在实际使用中,特别是在中、高压系统中,当阀芯停止运动一段时间后(一般约5min以后),这个阻力可以大到几百牛顿,使阀芯很难重
新移动。
这就是所谓的液压卡紧现象。
引起液压卡紧的原因,有的是由于脏物进入缝隙而使阀芯移动困难,有的是由于缝隙过小在油温升高时阀芯膨胀而卡死,但是主要原因是来自滑阀副几何形状误差和同心度变化所引起的径向不平衡液压力。
如图5-13(a)所示,当阀芯和阀体孔之间无几何形状误差,且轴心线平行但不重合时,阀芯周围间隙内的压力分布是线性的(图中A1和A2线所示),且各向相等,阀芯上不会出现不平衡的径向力;当阀芯因加工误差而带有倒锥(锥部大端朝向高压腔)且轴心线平行而不重合时,阀芯周围间隙内的压力分布如图5-13(b)中曲线A1和A2所示,这时阀芯将受到径向不平衡力(图中阴影部分)的作用而使偏心距越来越大,直到两者表面接触为止,这时径向不平衡力达到最大值;但是,如阀芯带有顺锥(锥部大端朝向低压腔)时,产生的径向不平衡力将使阀芯和阀孔间的偏心距减小;当阀芯受到径向不平衡力作用而和阀孔相接触后,缝隙中存留液体被挤出,阀芯和阀孔间的摩擦变成半干摩擦乃至干摩擦,因而使阀芯重新移动时所需的力增大了许多。
滑阀的液压卡紧现象不仅在换向阀中有,其他的液压阀也普遍存在,在高压系统中更为突出,特别是滑阀的停留时间越长,液压卡紧力越大,以致造成移动滑阀的推力(如电磁铁推力)不能克服卡紧阻力,使滑阀不能复位。
为了减小径向不平衡力,应严格控制阀芯和阀孔的制造精度,在装配时,尽可能使其成为顺锥形式,另一方面在阀芯上开环形均压槽,也可以大大减小径向不平衡力。
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