液压卡滞与缝隙流动关系分析

柱体上开均压槽 ， 使其在圆周上的不同的压强区连 通， 使 柱塞 圆周上 的压 强分 布均匀 。有关 试验 汪 明 ：
开一 条均压 槽可使 卡 紧力 减小 到 ５ ８ ％， 开两 个 可 以
０
降到 ２ ５ ％， 如图 ３所示 ， 槽 的位 置尽 可能靠近 高压
侧， 一 般开两 条效 果最 好 。
摘
要： 流体传动系统 中经常遇到 卡滞现象 导致 不能顺 利实 现油路 的接通与 关闭 。以某液压 汽车起重 机的 液压系
统为例 ， 通过理论计算 ， 在实验台上模拟系统工况 试验 分析原 因并 得出结论 ， 为解 决流 体传动 系统 中遇 到类似 问题
提供 了方法。
关键 词 ： 液压卡滞 ； 缝隙流动 ； 阀芯 ； 阀座
图 １ 柱 塞 和柱 塞壁 配 合 示意
统仍无法正常工作。
Ｆ＝
［ （ ｐ ＿ ｐ ２ ）
一 Ｐ ２ ） ］
１ 原 因分 析
德 国生 产 的某液 压汽 车起 重机 的液压 系统 中就
１ ） 如果 柱塞 和承 孔无锥 度 ， 则 Ａｈ＝ ０ ， 可得 ：
：
（ ｐ ＋ Ｐ ２ ）
现象 。
到车上 ， 启动发动机 ， 故 障现象依 然存在 ， 反 复拆装
几次 都是 一样 的结 果 。
３ ） 如果柱塞和承孔有锥度 ， 形成的间隙向流动
方 向增 大 ， 即ｈ ：＞ｈ 。 ， △ ＞ ０ ， 产生 的是偏 心 距 ｅ增 大 的力 ， 使 柱 塞 压 向孔 壁 ， 此 时 将 产 生 液 压 卡 紧 现
也就是 作用 在 柱 塞 的液 压 力 为 ０， 即不 产 生 液 压 卡滞 现象 。
２ ） 如果 柱 塞 和 承孔 有 锥 度 且 形 成 的 间 隙 向 流 动 的间隙减 小 ， 将 产 生一个 向上 的径 向力 ， 将使 偏心
减 小 以至 同心 。 因此 在 Ａｈ＜０时 ， 柱 塞上 产 生 对 中
＃ 紧 力系数
Ｋ
图 ２ 卡 紧力 系数
￡ ： 一
（ ＼ ／ ２ ）
，
／
／ ， 一
／ ， ／
／
／
／ ， ／
手 ） ［ 南
２ ４． ９ ６—２ ４． ８ ２ ＝０．１ ４ｍｍ ；
Ｏ． ３１ ８
－ １ ］
（ ３ ）
— １
１ 一
— —
紧力 系数 ， 如 图 ２所示 。
甘
肃
科
技 这 ２种 情况在 实 际 中是 不存 在的 。
第２ ９卷
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再 有不 产生 卡 紧力 的条 件就是 使 间隙沿 流动 方 向减 小 ， 往往 液 体 的 流动 是 可逆 的。实 际 上 液 压 卡 紧力 总是不 可避 免 的 ， 最有 效 减 小 它 的办 法 是 在 圆
存在卡滞现象。该起重机的液压泵是功率匹配变量 柱 塞泵 ， 采 用 系统压 力 反 馈 和 控制 手 柄 位 移 伺 服 控
制， 初 始位 置斜 盘处 于最 大偏 移角度 ， 无 负载 时输 出 最 小排 量 。随 负载 增 加 输 出 的排 量 、 压 力 和 功 率 相 应 增 加 。当 出现卡 滞 时 斜 盘 总处 在 斜 盘 摆 角 最 小 、 几 乎零 输 出 的位 置 ， 系统 无法 工作 ； 当对 变量 系统 检
第２ ９卷
第 ５期
甘 肃科 技
Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
） ｆ ． ２ ９
Ⅳ０ ． ５
２ ０ １ ３年 ３月
Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ３
液 压 卡 滞 与缝 隙流 动关 系分 析
邓 康
（ 甘肃华鹭铝业有 限公 司 ， 甘肃 白银 ７ ３ ０ ９ ０ ０）
度、 配合间隙等 ） 、 传动介质的污染程度、 使 用过程 中的不均 匀磨 损 等 。在发生 卡滞 后要 对元 件进 行拆 解， 对 由于卡 滞产 生 的卡痕 、 毛刺 、 拉痕 等进 行维 修 、
光整 ， 但 往往 经过 以上 处理 后 装 配 到 系统 中进 行 正 常操 作 时故 障现象 不 能消除 ， 卡滞 现象 仍然 产生 ， 系
象。
２ 试 验及计 算分析
在 实验 台上 模 拟 系统 工 作工 况 进 行试 验 ， 对 伺 服 变量 系统进 行反 复 的分析 、 测 量和计 算 ， 结合 缝 隙 流动 的理论 对 这一 现 象 进 行 了分 析认 为 ： 流体 中柱 塞 和柱塞 壁是 有 间隙 的 ， 如图 １ 所示 ， 那么作 用 在 柱
中圈分类号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ３
在流 体传 动 系统 中经 常 遇到 发 卡 的现 象 ， 主要 表现 为 阀芯 与 阀座运 动 受 阻 ， 不 能 顺 利 实现 油 路 的 接通 与关 闭 ， 致 使 控 制 的功 能不 能顺 利 实 现 。发 卡 的常 见 的 原 因 是 系 统 元 件 的加 工 精 度 （ 表 面 粗 糙
塞 径 向的液压 力 为 ：
液 压卡 紧力 的大 小可 以用 下面公 式计 算 ：
Ｆ＝Ｋ ｌ ｄ （ Ｐ １ 一Ｐ ２ ） （ １ ）
式中 ： ｄ为柱 塞直 径 ， ｍ ｍ； Ｐ 为 柱 塞前 端 压 力 ， ＭＰ ａ ； Ｐ ： 为柱 塞后端 压 力 ， ＭＰ ａ ； ２ 为柱 塞长 度 ， ｍ ｍ； Ｋ为 卡
经 实际 测 量 Ｌ＝ ４ ０ ｍｍ； ｄ＝ ２ ５ ｍｍ； Ｐ ｌ ＝４ ０ ＭＰ ａ ；
Ｐ２＝０； ｄ ＝２ ４． ９ ６ ｍｍ ； ｄ ｉ ＝２ ４． ８ ２ｍ ｍ 。
查时发现变量系统 的伺服柱塞卡滞 ， 该柱塞和 阀体 出现 了非 均匀 磨 损 ， 然 后 对其 进 行 除 痕 、 去毛刺 、 光
整 等过程 的修 复 。修 复后 往 复 拉 动灵 活 ， 随后 组 装
力， 使其 自动消除偏心， 也就是在有 间隙和锥度时 ，
如果 形成 的 间隙 向流 动 方 向减小 时 ， 不会 产 生 卡 紧