液压设计工程师常犯的6种愚蠢的错误

液压设计工程师常犯的6种愚蠢的错误

作者 :Josh Cosford

译者:腾益登


本文整理了液压工程师常犯的6种愚蠢的错误,有些观念或者是之前我们未曾细细琢磨的。

液压设计工程师常犯的6种愚蠢的错误

1. 混淆了油缸伸出和缩回时的力

油缸通过活塞杆与负载的连接,实现伸出和缩回的来回运动。油缸内部,活塞杆与活塞连接(或一体),因而造成活塞腔和活塞杆腔两端的作用面积不等,即活塞杆腔只是活塞腔的一部分。这种面积的差异,造成活塞杆在缩回时比伸出时需要更小的力。

因此对于伸出和缩回需要的力一样的时候,如果还是按活塞腔作用面积来计算就大错特错了。确实,有很多设计师忽略了这一点,而在油缸实际工作时,他们不明白为什么会力量不够。取决于活塞杆的直径,有时候油缸缩回时只是伸出时一半的力,甚或更小。


2. 混淆压力和流量。

对于初学者,这是最常犯的错误。如需要更大的力来举升负载的时候,他们常常认为需要更大的泵。如果采用更小的泵允许他们可以稍稍提高压力,而保持输入功率不变,有些人会觉得这有些违反了直觉。通过减小排量,执行器输出力更大,但速度会变慢。


更糟糕的是,当谈到液压阀的时候,设计者会更加容易混淆压力和流量的概念。如果在系统中增加了节流调速,并试图关小的时候,阀前的压力会上升。这种现象使他们认为他们正在调节的就是压力。相反,如果液压马达旁路设计一个溢流阀,其会产生背压,并附加到工作负载上。这会使得系统溢流阀开始溢流至油箱,让操作者以为他们正在调节一个节流阀。


理解压力与流量之间的关系是多么重要,无法再详述了。


3. 油箱容积选择偏小。

在这一点上,如果对错误1没有足够的认识,就很容易犯上。虽然足够的油箱容积有利于冷却,污染沉淀,排气等等,但是如果油箱大小选得不合适,也有可能导致很大的灾难。


当油缸伸出的时候,需要等同于活塞腔容积的油液。如果活塞杆很小,这种应用工况不会有问题。小活塞杆的话,活塞杆本身不会占用该腔太多的体积,因此差不多的油液也将回到油箱,其会比活塞腔只是会略少一点。


然而,当你油缸很大而活塞杆很大的时候,当油缸伸出的时候,杆腔只是有很少的一部分油回油箱。如果我们忽略了这种数学上的关系,就会有油箱选得过小的风险。此时会有可能泵入口油液不足,造成气蚀产生,从而导致泵损坏。


4. 低估了过滤的要求。

采用过滤纸来过滤是一种错误的选择。它们非常低效,很差的纳污能力,而且吸水,寿命短。有可能你每个月都要换滤芯。如果你不换,你系统里的其它液压元件免不了受损。


因此从投资角度来讲,绝对有必要采用纤维材质的滤芯,其可装配于更高流量的壳体并带旁通指示。高质量的滤芯材料在去除污染颗粒,纳污能力等方面均大大的提升,从而提高了寿命,保护了系统。


5. 没有使用最新的液压设计符号。

很多液压设计图纸上,在管线交叉点的时候,到底是该怎么画?画点还是画圆弧?去查查最新的ANSI或ISO标准吧!


除此之外,还有很多液压的符号如伺服阀等,都采用最新的画法吧!


如果不采用正确的符号或者图例,别人看图纸的时候就很费劲了,这就是标准为什么这么重要的原因!


6. 以为“流量促使驱动”(Flow makes it go)

我们在学校或者在很多教材里都被教导,是因为流量促使了油液流动,而压力是流量的阻力。这似乎是一个很初级的愚蠢的错误,即使是有经验的工程师也会这么认为。液压系统是力传递的系统,而不是任由油液随处乱串的。推动一股流体与推动一根钢筋没有什么不同,只不过流体相对来说,具有一点压缩性罢了。

这些错误的理念如此之多。我决定以自己的名字来命名一个Cosford法则压力促使其流动(Pressure make it go)。压力是油液流动产生的原因。如果压力来源于阻力,则流量将返回油泵。能量总是从高处流向低处,反之则不行。


– END –

液压设计工程师常犯的6种愚蠢的错误

原文始发于微信公众号(液压传动与控制):液压设计工程师常犯的6种愚蠢的错误

原创文章,作者:腾益登,如若转载,请注明出处:https://www.ihydrostatics.com

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