液压系统的速度(转速)失控
- 作者:液压网
- 时间:2012-09-24
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液压系统的速度(转速)失控,主要表现在爬行、速度慢、速度不可调、速度不稳等。
1.爬行
所谓液压爬行就是液压缸在低速下运动时产生时断时续的运动现象。爬行现象的实质是当一物体在滑动面上做低速相对运动时,在一定条件下产生的停止与滑动相交替的现象,是一种不连续的振动。爬行现象容易产生在滑动面润滑不良、传动系统刚性低的低速运动系统中。
随着比例控制技术和何服控制技术在液压传动和控制系统中的应用愈来愈一,随动运动和微量运动以及高精度位置控制等运动越来越多地由液压缸来完成。当液压缸在低速运动或微量运动时,常会产生爬行影响了控制结果的准确性。
(1)爬行机理分析当物体在滑动面上移动时,摩擦力F取决于正压力P和摩擦系数μ,即:F=μP。
摩擦系数的数值决定于摩擦面表面粗糙度、摩擦面材料性质、摩擦面间的润滑条件、相对运动速度及摩擦面运动前的停止时间t等。
图2-17所示为当两相对滑动面为金属并有液体润滑时,摩擦系数μ随速度(dx/dt)动变化的规律。图上从1到2,对应从μ1到μ2的情况。从点2后随着速度的增加,摩擦系数下降,下降至最低点3为止,这就是所谓摩擦力降落特征,也就是运动物体产生振动的主要原因。群随速度增加而下降的原因,主要是由于润滑条件的变化。物体静止时,两润滑面间的润滑油被挤出,呈干摩擦或近于于摩擦,当运动后润滑剂不断增加,两润滑面间由干摩擦转化为半干摩擦,直至速度增加到点3,完全转化为湿摩擦,这时两金属面间建立了一层油膜,被油分子隔开。当速度继续增大,自点3到点4的摩擦系数μ随速度增加而加大,这时摩擦力有正阻尼性质,能阻止物体产生高速振动。
油液刚度不稳定,特别是液压系统中混人一定的空气,空气的可压缩性使油液也具有一定的可压缩性,从而导致油液刚度减
小。油液刚度愈大,产生爬行的可能性就愈小,在其他条件不变的情况下,一切使油液刚度变小的因素,都会产生爬行。
液压缸制造和使用不当也会造成爬行。
(2)爬行的原因爬行是液压系统中常见的问题。引起爬行的直接原因有:①油内混人空气,引起执行件动作迟慢,反应滞后:;②压力调得过低、或调不高、或漂移下降时,同时负载加上各种阻力的总和与液压力大致相当,执行元件表现为似动非动。③系统内压力与流量过大的波动引起执行元件运动不均。④液压系统磨损严重,工作压力增高则引起内泄漏显著增大。执行元件在未带负载时运动速度正常,一旦带上负载,速度立即下降。例如,平面磨床的主一、二作台在工件未碰到磨头时运动速度正常,一旦碰到磨头,速度变得非常慢就属于这类问题。⑤导轨与液压缸运动方向不平行,或导轨拉毛,润滑条件差,阻力大,使液压缸运动困
难且不稳定。⑥电路失常也会引起执行元件运动状态不良。例如,当行程开关接触不良时,供给电磁铁的电信号也可能是断断续续的,由此引起换向阀不能可靠地开启,并使执行元件的运动不稳定。
2.速度失控其他问题
(1)速度慢液压系统运动速度慢,有多方面的原因。主要是:液压泵磨损,容积效率下降;换向阀磨损,产生内泄漏;溢流阀调节压力过低,使大量的油经溢流阀回油箱;执行元件磨损,产生内泄漏;系统中存在未被发现的泄漏口;串联在回路中的节流阀或调速阀未充分打开,或其他原因使油路不通畅;系统的负载过大,难以推动。
(2)速度不可调一般是由于流量控制阀卡死、锈死等原因引起的。另外,调速阀本身损坏自然也无法调速。电液比例调速阀如果电气信号不能调节,同样也无法调整系统的速度。
(3)速度不稳定引起这类问题的主要原因是:温度的变化,引起泄漏量的变化,致使供给负载的流量变化,这与温度变化引起系统压力变化的情形相似。节流阀的节流口有一个低速稳定性问题,这与节流口结构形式、液压油污染等因素相关。液压系统混人空气后,在高压尸「气体受到压缩,当负载解除之后系统压力下降,压缩气体急速膨胀,使液压执行元件速度剧增。