高压容腔的卸压过程分析

　　0前言

　　液压控制的大吨位锻压机械，在进行压力加工时，工作缸和一部分液压系统保持着很高的压力，由工作缸和部分承受高压的液压管路组成的高压容腔由于 油液的压缩及管路的弹性变形，贮存了相当一部分能量，处于高能状态。工作压力越高，高压容腔越大，贮存的能量就越多[1]。对于液压机工作时所贮的弹性能 分析可知，液压油压缩所贮能量高达全部弹性能的95%左右[2]。完成加工工序，进入回程阶段时，都要先释放掉保持在高压腔的液压能，该释放过程即为卸压 过程。卸压过快，将引起液压系统的剧烈冲击、振动和噪声，严重的会使液压管道破裂，结构破坏[3]。卸压过慢又会延长运转周期。合理的选择卸压方法及手 段，是提高设备运转周期，保持设备完好及有一个好的环境条件所必须考虑的。特别对于高压快速运动的设备，更应合理选择卸压过程，使其达到最优卸压过程。

　　目前，在生产中大多采用延长回程阀的开启时间，或先开小阀，再开大阀的卸压方法解决这些问题。也有用电液比例阀，采用计算机(单板机)控制其输入信号(卸压控制信号)，从而得到较理想的卸压过程[1]。

　　本文试图通过对卸压过程的分析，从分析卸压过程中产生冲击、振动及噪声的机理入手，得出一个比较合理的卸压过程的设计原则。

　　1通过固定节流孔的卸压过程分析

　　首先分析压力一定，容腔容积一定的条件下，通过固定节流孔的卸压过程。如图1所示的卸压系统高压容腔的容积为V，忽略容器及管道的弹性变形势能(相对于油液的压缩量较小)，则在压力为pmax时，液体的压缩量ΔVmax为：

　　式中V———高压容腔的容积，单位为m³;

　　B———液体的弹性模量，单位为N/m²;

　　p_max———高压容腔的最高压力，单位为N/m²。

　　通过一固定节流口的卸压阀卸压，则在任一时刻通过卸压阀的流量Q为：

　　式中Q———任一时刻通过节流口的泄流量，单位为m³/s;

　　Cq———卸压阀口的流量系数;

　　a———卸压阀口的通流面积，单位为m²;

　　ρ———液体的密度，单位为kg/m³;

　　p———任一时刻的压力，单位为N/m²。

　　在dt时间内从高压容腔泄走的液体体积为：

　　时间从0到t共泄走的液体体积为：

　　式中t———时间，单位为s;