液压系统压力脉动的机理

主要对液压系统压力产生脉动的机理进行分析,从而找出液体压力脉动的各种原因,总结出脉动压力的基本种类与特征,典型故障时的压力脉动波形,并对压力脉动的频率成分进行了分析。

第29卷第9期

2001年9月同　济　大　学　学　报JOURNALOFTONGJIUNIVERSITYVol.29No.9　Sep.2001

液压系统压力脉动的机理

祁仁俊

(中国第十八冶金建设公司,重庆　400050)

摘要:主要对液压系统中压力产生脉动的机理进行分析,从而找出流体压力脉动的各种原因,总结出脉动压力的

基本种类与特征,典型故障时的压力脉动波形,并对压力脉动的频率成分进行了分析.

关键词:液压系统;压力脉动;机理;特征

中图分类号:TH137　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:0253-374X(2001)09-1017-06

MechanismResearchofPressureRippleforHydraulicSystemsQIRen-jun

(ChinaNo.18MetallurgicalConstructionAbstract:Bymechanismanalysisofthefluidwefoundvariouscausesoffluidpressureripple,themainoffluidpressureripplewhentypicalfailureoccurred.Andweoffluidpressureripple.

Keywordsripple;mechanism;characteristic

　　液压系统实际工作中,自液压泵出口开始输出的压力p与流量Q就并非绝对稳定.由于液压泵容积的变化或元件的缺陷,总是以一定的振荡输出压力流体.当这种流体进入系统的管道、阀、缸、马达等液压元件,如果管道或元件的刚度大、振动阻力大且无缺陷时,压力脉动将逐渐衰减趋于稳定的压力流;而当脉动流体的压力振荡频率与元件或系统的固有频率一致或接近时,将会出现振幅不稳定的共振现象,使系统无法工作,甚至使元件遭到破坏.另一方面,当系统或元件出现缺陷,或外界对系统产生扰动时,都将会使流体因受到激励而产生不稳定状态,从而造成液压冲击、振动、噪声和气穴、气蚀等现象使系统失稳.

液压系统设计时,设计者通常把油液考虑成不可压缩流体.而在系统的动态特性分析时,油液的压缩性是不容忽视的[1].油液具有一定压缩性,尤如液体弹簧储存和释放能量,对流体的压力脉动常常起着推波助澜之作用.

动态压力的特征主要表现为:压力振幅的不稳定性与压力振荡的多周期性两个方面.动态压力的这一主要特征有利于对系统状态特征参数和故障信息的提取、识别和判定.

1　脉动压力的基本种类与特征

1.1　基本概念

液压泵由于排油腔容积从大到小的变化,因此其输出流量Q是随转子旋转而呈周期变化的脉动流量.流量Q

的脉动导致泵输出压力的脉动.图1为有10片叶片的定量双作用叶片泵因容积变化其输出压

π),每个容腔排油两次,每次有两个以力p的脉动情况.图1a为泵的结构简图,转子每转一转(转角<=2

上容腔同时排油.输出压力p(或流量Q)的峰值相差一相位π/10.图1b为叶片泵输出压力(流量)的脉动曲线.图1c则为泵输出压力脉动随时间t的变化曲线.

收稿日期:2000-03-08

作者简介:祁仁俊(1951-),男,江苏南京人,高级工程师,工学硕士.

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