液压冲击及对压力传感器损害的应对措施
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刘 斌奇 ’
（ ． 南方工程技术有限公司 １中冶 湖 北武 汉
沈 卫 民
刘德 军 ０
湖北 武汉 ４０８ ３０ ３）
４ ０ ２ ； ＿ 热 轧总 厂 ３武 钢 条 材 总 厂 ３ ２ ３ ２武钢 ．
摘 要 ： 文 重 点 讨 论 了 液 压 系统 中 常见 液 压 冲击 产 生 原 因及 其 计 算 ， 何 避 免 或 减 少 液 压 冲击 对 系 统 的损 害 。通 过 该 如 仿 真 和试 验 ， 论 了加 阻 尼保 护 压力 检 测 元 件 的方 法 。 讨 关 键 词 ： 压 冲 击 ； 力 传 感 器 ； 坏 ； 对 措施 液 压 损 应 中 图分 类 号 ：Ｈ１ ７ Ｔ ３ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：１７ — ９ ４（０ ０）６ ０ ４ — ０ ６２ ８０ ２ １ ０—０７ ０３
研管 子长度 。 设 为 阀的有效工作 时 Ｉ（ 闭 ） ￣关 － ／
压 力过 低 ；高压 下溢 流 阀突然 卸荷 等都会 引起 液压
冲击 。 般来 说液 压 冲击产 生 的峰值 压力 ，可高 达正
一
１ 液 压 冲 击
１１液 压 系统 常 见 液 压 冲 击 成 因 ．
１ １ １流体 内气体 产 生 的液压 冲 击 ．． 由于 液压 介 质 的 固有 特 性 和 安装 调 试 的 原 因 ， 液 压 系统 中会掺 混部 分空 气和 溶解 于油 的气 体 。在
常工 作 压力 的 ３ ４倍 ， 限峰值 可 达 １ ～ 极 ０倍 ， 使管 路 破 裂 、液压 元件 和测 量仪 表损 坏 ，引起 液压 系统 升
温 ， 生振 动 和噪声 以及 连接件 松 动漏油 ， 产 使压 力 阀 的调整 压力 （ 设定 值 ） 发生 改变 。压力 冲击 的过 程持
时间 ） 后又 到达 阀 。
￡ ） — — （ ｓ
ｎ
， 、
中 ， 过 主换 向阀换 向 ， 实现 执行 机构 的停 止 和反 通 来 向运 动 ，这 个过 程 中原 高速运 动机 构 的动 能最终 转
收 稿 日期 ：０Ｏ ６ １ ２ １ 一０ — ３
２ Ｌ
作者简介 ： 刘斌奇 （ ９４ ）男 ， １ ７ 一 ， 高级 工程师 ， 主要从事 冶金设 备 的
在 液压 系统 调试 和更换 备 件过 程 中 ，液 压 系统 元 件 和检测 仪表 的损 坏或 失效 比较 常见 ，除 了部 分 是 由于设 计选 型欠 当外 ，绝 大 部分 是 由于设 计 、 调 试 、 用人员 对液 压 冲击没 有 给予 足够重 视 ， 使 没有 认 识 到液 压 冲击对 系统 内元 器件 的损 害 ，没有 采取 必 要 的避 免手 段 。
力 冲 击 △ ＝ａ ｖ ｐ ｐ Ａ （） １ 式中， Ｐ为液 体密 度 ；ｖ为 一。 为液体 速度 Ａ ； 的变 化 ； 为状 态改 变 前 的液 体速 度 ； 为状 态 改 变 后 的液体速 度 ； 压力 波 的传播 速度 ；
态， 引起 油 温急 剧 升高 可 达 近千 度 ， 速 油 液 氧化 。 加 气 泡被 压缩 破裂 ，瞬间将 产生 很强 烈 的液压 冲击 产
第６ （ 期 总第 ４ 期 ） ３
２１ ０ ０年 １ １月
赢体秸动 副 控
Ｆ ｕｉ ｗｅ ｒ ｎ ｍｉ ｓｏ ｎ ｎ ｒ ｌ ｌ ｄ Ｐｏ ｒＴ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ａ ｄ Ｃｏ ｔｏ
Ｎ ． Ｓｆ Ｎ ． ） ｏ ６（ｅ ￣ ｏ ３ ｉ ４
ＮＯ ．２ ０ Ｖ ０１
液压 冲 击及 对 压 力传 感器 损 害 的应 对 措 施
生极 高 的峰 值压 力 ， 致 液压元 器 件失效 。 重 的还 导 严
会 形成 气蚀 ， 响系统 元 器件 的使 用寿命 。 影 １１２流道 突 变产 生 的液 压 冲击 ．． 当液压 介质 在流 道 中流动 时 ，如果 流道 如 阀 门 等骤然 关 闭或关 小 ，液体 流速 将 随之骤 然 降低 到零 或一个 很小 的速 度 ，在这 一 瞬间液 体 的大部 分动 能 都 转换 为液 体 的压力 能 ， 使液体 压 力突 然升 高 ， 形 并 成压 力 冲击 波 。
换 成 了液压 介质 的压 力 能 ， 导致 了液 压 冲击 的产生 。
１ １４其 它原 因 ．．
系统 负 载 大小 、 度 突变 ； 速 液压 系 统 的共 振 ； 液 压 系统 的执 行元 件 （ 压 缸 或 马 达） 载 起 动 ； 压 液 带 液 执 行元 件 中的 大量高 压油 突然 与大气 接通 ；背 压 阀
１１３执 行机 构运 动 中引起 的液 压 冲击 ．． 执 行机 构 （ 液压 缸或 液压 马达 等 ）在运 动过 程
稠ＬＥ Ｋａ ］
式 中 ， 为液 体 的 弹性模 数 ； 为管 路 中的弹 性 模 数 ； 管子 内径 ； 管子壁 厚 。 Ｄ为 ６为 压力 波运 行 至 管路 另 一 端并 在 在 时 间 ｔ（ 反射
气 体 共 同形 成 的气 泡 随油 液 流 到 压力 较 高 的 部 位 时 ， 泡被 压缩 而导致 体 积变小 ， 泡压 缩呈 绝热 状 气 气
在设计 阶段 ，压 力 冲击峰 值可 以通 过仿真 软件 或 简 化 的计 算公 式估 算 。 工程 实践 中 ， 常用 能量法 通 计 算 液压 冲击 的峰值 。 １２１液 压 阀 门关 闭产 生 的液压冲 击 的计算 ．． 根据 Ｊｕ ｏ ｓｙ等式 估算 油 源 到 阀之 间最 大压 ｏｋ ｗ ｋ
续 时 间一般 都是 ｍ 级 ， 短 ， ｓ 很 易被忽 视 。
１ ． ２常见 液压 冲击分析 计 算
油 液流 动过 程 中 ，当压力 下 降到低 于工 作温 度下 油
液 的气 体分 离压 时 ，溶 于液压 介质 中的气体 迅速 分 离 出来 ， 形成 气泡 （ 穴现 象 ）掺混 的空 气 和这部 分 空 ，
（ ． 南方工程技术有限公司 １中冶 湖 北武 汉
沈 卫 民
刘德 军 ０
湖北 武汉 ４０８ ３０ ３）
４ ０ ２ ； ＿ 热 轧总 厂 ３武 钢 条 材 总 厂 ３ ２ ３ ２武钢 ．
摘 要 ： 文 重 点 讨 论 了 液 压 系统 中 常见 液 压 冲击 产 生 原 因及 其 计 算 ， 何 避 免 或 减 少 液 压 冲击 对 系 统 的损 害 。通 过 该 如 仿 真 和试 验 ， 论 了加 阻 尼保 护 压力 检 测 元 件 的方 法 。 讨 关 键 词 ： 压 冲 击 ； 力 传 感 器 ； 坏 ； 对 措施 液 压 损 应 中 图分 类 号 ：Ｈ１ ７ Ｔ ３ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：１７ — ９ ４（０ ０）６ ０ ４ — ０ ６２ ８０ ２ １ ０—０７ ０３
研管 子长度 。 设 为 阀的有效工作 时 Ｉ（ 闭 ） ￣关 － ／
压 力过 低 ；高压 下溢 流 阀突然 卸荷 等都会 引起 液压
冲击 。 般来 说液 压 冲击产 生 的峰值 压力 ，可高 达正
一
１ 液 压 冲 击
１１液 压 系统 常 见 液 压 冲 击 成 因 ．
１ １ １流体 内气体 产 生 的液压 冲 击 ．． 由于 液压 介 质 的 固有 特 性 和 安装 调 试 的 原 因 ， 液 压 系统 中会掺 混部 分空 气和 溶解 于油 的气 体 。在
常工 作 压力 的 ３ ４倍 ， 限峰值 可 达 １ ～ 极 ０倍 ， 使管 路 破 裂 、液压 元件 和测 量仪 表损 坏 ，引起 液压 系统 升
温 ， 生振 动 和噪声 以及 连接件 松 动漏油 ， 产 使压 力 阀 的调整 压力 （ 设定 值 ） 发生 改变 。压力 冲击 的过 程持
时间 ） 后又 到达 阀 。
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中 ， 过 主换 向阀换 向 ， 实现 执行 机构 的停 止 和反 通 来 向运 动 ，这 个过 程 中原 高速运 动机 构 的动 能最终 转
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２ Ｌ
作者简介 ： 刘斌奇 （ ９４ ）男 ， １ ７ 一 ， 高级 工程师 ， 主要从事 冶金设 备 的
在 液压 系统 调试 和更换 备 件过 程 中 ，液 压 系统 元 件 和检测 仪表 的损 坏或 失效 比较 常见 ，除 了部 分 是 由于设 计选 型欠 当外 ，绝 大 部分 是 由于设 计 、 调 试 、 用人员 对液 压 冲击没 有 给予 足够重 视 ， 使 没有 认 识 到液 压 冲击对 系统 内元 器件 的损 害 ，没有 采取 必 要 的避 免手 段 。
力 冲 击 △ ＝ａ ｖ ｐ ｐ Ａ （） １ 式中， Ｐ为液 体密 度 ；ｖ为 一。 为液体 速度 Ａ ； 的变 化 ； 为状 态改 变 前 的液 体速 度 ； 为状 态 改 变 后 的液体速 度 ； 压力 波 的传播 速度 ；
态， 引起 油 温急 剧 升高 可 达 近千 度 ， 速 油 液 氧化 。 加 气 泡被 压缩 破裂 ，瞬间将 产生 很强 烈 的液压 冲击 产
第６ （ 期 总第 ４ 期 ） ３
２１ ０ ０年 １ １月
赢体秸动 副 控
Ｆ ｕｉ ｗｅ ｒ ｎ ｍｉ ｓｏ ｎ ｎ ｒ ｌ ｌ ｄ Ｐｏ ｒＴ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ａ ｄ Ｃｏ ｔｏ
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ＮＯ ．２ ０ Ｖ ０１
液压 冲 击及 对 压 力传 感器 损 害 的应 对 措 施
生极 高 的峰 值压 力 ， 致 液压元 器 件失效 。 重 的还 导 严
会 形成 气蚀 ， 响系统 元 器件 的使 用寿命 。 影 １１２流道 突 变产 生 的液 压 冲击 ．． 当液压 介质 在流 道 中流动 时 ，如果 流道 如 阀 门 等骤然 关 闭或关 小 ，液体 流速 将 随之骤 然 降低 到零 或一个 很小 的速 度 ，在这 一 瞬间液 体 的大部 分动 能 都 转换 为液 体 的压力 能 ， 使液体 压 力突 然升 高 ， 形 并 成压 力 冲击 波 。
换 成 了液压 介质 的压 力 能 ， 导致 了液 压 冲击 的产生 。
１ １４其 它原 因 ．．
系统 负 载 大小 、 度 突变 ； 速 液压 系 统 的共 振 ； 液 压 系统 的执 行元 件 （ 压 缸 或 马 达） 载 起 动 ； 压 液 带 液 执 行元 件 中的 大量高 压油 突然 与大气 接通 ；背 压 阀
１１３执 行机 构运 动 中引起 的液 压 冲击 ．． 执 行机 构 （ 液压 缸或 液压 马达 等 ）在运 动过 程
稠ＬＥ Ｋａ ］
式 中 ， 为液 体 的 弹性模 数 ； 为管 路 中的弹 性 模 数 ； 管子 内径 ； 管子壁 厚 。 Ｄ为 ６为 压力 波运 行 至 管路 另 一 端并 在 在 时 间 ｔ（ 反射
气 体 共 同形 成 的气 泡 随油 液 流 到 压力 较 高 的 部 位 时 ， 泡被 压缩 而导致 体 积变小 ， 泡压 缩呈 绝热 状 气 气
在设计 阶段 ，压 力 冲击峰 值可 以通 过仿真 软件 或 简 化 的计 算公 式估 算 。 工程 实践 中 ， 常用 能量法 通 计 算 液压 冲击 的峰值 。 １２１液 压 阀 门关 闭产 生 的液压冲 击 的计算 ．． 根据 Ｊｕ ｏ ｓｙ等式 估算 油 源 到 阀之 间最 大压 ｏｋ ｗ ｋ
续 时 间一般 都是 ｍ 级 ， 短 ， ｓ 很 易被忽 视 。
１ ． ２常见 液压 冲击分析 计 算
油 液流 动过 程 中 ，当压力 下 降到低 于工 作温 度下 油
液 的气 体分 离压 时 ，溶 于液压 介质 中的气体 迅速 分 离 出来 ， 形成 气泡 （ 穴现 象 ）掺混 的空 气 和这部 分 空 ，