水下液压冲击器配油阀的分析

　　水下液压冲击器是一种清除水下管道钢筋混凝土配重层的机具。由于目前没有相关产品,因此必须根据现有的技术,结合工作要求进行此机具的研制。进行机具设计时,需要通过理论分析来确定相应的设计参数,而初步设计完成后,设计的正确性和合理性也需要通过理论分析来证明。作者将从几个方面,对水下液压冲击器配油阀的设计进行校验和修正,对此类设计的理论分析方法进行一些探讨。

　　1　水下液压冲击器的工作原理

　　图1为水下液压冲击器的原理简图。配油阀4的B口与D口总是相通,阀芯7的往复运动只是调节A口与C口、D口的连通情况。如图1示的状态,从油泵出来的高压油,由D口进入配油阀,又通过阀芯的通孔6进入阀芯的左腔,高压油产生向右的推力克服阀芯右侧的弹簧推动阀芯向右运动到极限位置。这时, B口与D口相连, A口与C口相连,Ⅲ腔通入高压油,Ⅱ腔与油箱相通。活塞杆向左运动,此液压冲击器处于回程状态。在活塞杆向左运动过程中,氮气室积减小,压力升高,对活塞杆的阻力增加。因此,向左运动过程中Ⅲ腔的压力会增加,当增达到一定值时,锥阀芯打开,阀芯左腔泄油,阀芯向左运动。这时, A口和B口同时与D口相通,由于Ⅱ腔对活塞杆的作用面积大于Ⅲ腔对活塞杆的作用面积,所以在Ⅱ腔的推力和氮气室压力的同时作用下,活塞杆向右迅速运动,此液压冲击器处于冲程状态。在液压冲击器的冲程状态中,系统压力减小,锥阀关闭,阀芯向右运动, B口与D口相连, A口与C口相连,活塞杆的冲程状态结束,回程状态开始。

　　2　配油阀的锥阀芯分析

　　2·1　锥阀芯的流量分析

　　通过水下液压冲击器的工作原理的分析可知,配油阀是此冲击器功能实现的重要部件,因此对其进行析十分重要。图2为此液压冲击器配油阀的结构图。锥阀芯不动作时,配油阀的阀芯在高压油的压力作用下向左运动到左边的极限位置,变压腔回油;当系统压力升高到调定值时,锥阀芯动作,配油阀阀芯右端的腔体泻油,阀芯在弹簧的作用下向右运动到右极限位置。

　　锥阀芯在弹簧的弹力下与对应的孔紧密接触时,要求有一定的密封作用,而锥阀芯受到液压力作用而开启时,需要阀口有一定的流量以保证配油阀阀芯腔体内迅速泻油。密封性可以用加工精度来保证,而泻油能力就需要通过锥阀芯锥角来改变。锥阀芯位移相同时,不同的锥角导致液压油的流量也不同,下面就具体分析一下。