单向节流阀在挖掘机液压系统中的一种应用
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能会 产 生 吸空 现 象 。
（ １ ） 气穴现象产生的气泡 ， 部分气泡被关在最高 处或者通流的狭窄处形成气塞 ， 使油流不畅 ， 甚至堵
塞， 从 而 系统 不 能正 常工 作 ；
（ ２ ） 系统容积效 率降低 ， 使系统性能 ， 特别是动
态性 能 变坏 ；
（ ３ ） 气蚀会使材料破坏 ， 降低液压元件 的使用寿
接 管原 理 图如 图 １ ：
阀
一 大 腔 压 力 ＭＰ ａ ～ 一 小腔压力 Ｍ Ｐ ａ 一 行程 ｎ ｌ Ｆ ｆ ｌ
图 ３ 加 装 单 向节 流 阀的 测 试 曲线
从 图 ２图 ３中可 以看 出 ，当 不加 装 单 向节 流 阀
Ｐ２ Ｐ１
且斗 杆 油缸 行程 走 到 １ ０ ０ ０ ｍｍ～ １ ４ ０ ０ ｍｍ 时 ，斗杆
伸 出 的速度 变 慢 ，到 １ ４ ０ ０ ｍ ｍ处 甚 至 停滞 不 前 ， 此 时会 有 吸空 现象产 生 。
图 １ 改进后的接管原理图
４ 单 向节 流 阀在 管 路 中 的 作 用
以上接 管 图 在 斗杆 油缸 小 腔 的 出 口与液 压 系统
当管 路 加装 单 向节 流 阀时 ，原 先 容 易 产 生 吸空 的 ｌ ２ ０ ０ ｍｍ～ １ ４ ０ ０ ｍｍ处 斗 杆 伸 出速 度保 持稳 定 ， 斗 杆 油缸 小 腔 的油 口压 力 在 相应 区间 没有 出现下 降 的现象 而是 保持 稳定 。
选择” 。
２ 吸 空和气蚀 给液压 系统 带来的危害
气 穴 和气 蚀 的危 害主 要有 以下三 点 ：
下 面 列 举 出若 干 “ 两 难选 择 ” ， 并 提 供 一 种 可 行
的解 决 办法 。
１ “ 两难选择 ＂ 实例
１ ． １ 斗杆 加长 。 斗杆 质量 增 加 挖 掘 机需 要 进 行 深 挖作 业 时 ，通 常会 选 用 长 斗 杆 。 斗杆 加 长 后 工作 空 间变 大 ，同 时斗 杆 重 量也 变
在设 计 过 程 中 ， 从 满 足 市场 要 求 的 角 度 考虑 ， 设 流 量 而选 定 的 。
满足各种属具的不同工作要 求。理想的解决办法是 缸 ， 其他属具的举升和下降也 由铲斗油缸完成的。当 为每种属具 、 每种变形产 品都设计专用的液压系统。 新 属具 比铲 斗 重量 大 时 ，挖掘 机 的铲 斗油 缸 容 易 产 然 而 从 节 约成 本 、 便 于售 后 服 务 的角 度 考 虑 ， 设计 者 生 吸空 现象 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ６ — ０ １ 作者简介 ： 邢志茹 （ １ ９ ８ ８ 一 ） ， 女， 内蒙古人 ， 本科 ， 助理工程师 ， 主要从事履带式液压挖掘机液压 系统的设计与开发工作。
２１ ７
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ９， ２ ０１ ５
《 装备制造技术） ） ２ ０ １ ５ 年第 ９ 期
单 向节流 阀在 挖掘机液压 系统 中的一种应 用
邢 志茹 ， 石 子 贡
（ 柳 工 常州 机械 有 限公 司 小 型机研 究 所 ， 江苏 常 州 ２ １ ３ １ ６ ８ ）
摘 要： 当使 用 同一套液压 系统应对不 同重量的工作装置或 者属具 时， 容 易产生吸 空和气蚀 ， 此 时在 管路 中 串联 单 向节
应 该 尽 量减 少产 品 的种 类 ， 以便机 器 的维 修保 养 和 配 件 供 给 。设 计 要求 产 品种 类尽 量 多 ， 而销 售要 求产 原 因及 动作 过程 与 ２ ． １的分 析过 程类 似 。 这里 不
再 赘述 。
品种类尽量少 ， 这种 “ 困境 ” 是设计人员面对的“ 两难
超 长 动臂 、 加 长 斗杆 、 拆 楼机 ” 。 计 者 要 保 证 机器 的功 能 、 操 作 性 能 和 动作 协 调性 ， 以
一
台液压挖掘机所使用 的属具型号是通过 匹配
属 具 工作 时 的液 压 油流 量 与 挖 掘机 能 提供 的液 压 油 初 始 设 计 挖 掘 机 时 按 照 铲 斗 重 量 设 计 铲 斗 油
流 阀 可 以 改善 液 压 系统 的 动 态 性 能 。
关键词 ： 单 向节流 阀； 动态性能 ； 吸空； 气蚀
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ ． ９ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ５） ０ ９ — ０ ２ １ ７ － ０ ２
液压挖掘机作 为工程机械之王 ，其应用范围和 生 吸空 就 会 突 然停 滞 一 下 ，等 油 口压力 升 高 后 继 续 使 用 工 况 不 断拓 展 。液 压 挖 掘 机所 使 用 的属 具种 类 动作 【 ２ １ 。 ． ２ 属具 比铲 斗重量 大 不断增多、 各 类 变形 产 品不 断衍 生 出来 。所 夹 持 的属 １ 具包 含铲 斗 、 破碎锤 、 液压剪等多种 ， 变形产 品包 含
大。斗杆下降（ 斗杆油缸活塞杆伸 出） ｎ － ， ｔ ， 斗杆油缸可 命［ ３ １ ｏ
原 因如下 ：斗 杆 重量 比设 计 时 所 用 斗 杆 的 重量
３ 接管改进 方案
大， 当斗杆需要下降 （ 斗杆油缸伸出 ） 时， 斗杆重量大 会拉动变 重 时 ，在 原 有管 路 的基 础 上 增 加 一个 单 快： 若此时液压油供 给不及时 ， 油缸伸出速度会变慢 向节 流 阀 ， 为 管路 提供 一 个 持续 的背 压 ， 既 可 以改 善 甚 至停 滞 ， 斗 杆 油缸 小 腔 局 部形 成 负压 ， 产 生 吸空 现 管 路 动 态性 能 、 缓 解 吸空 和 气 蚀 ， 又 不需 要 更 换新 油 象 。从测试数据看 ， 斗杆油缸伸 出到某个位置时若产 缸 ， 不 失 为一 种 可行 的解 决 办法 。
（ １ ） 气穴现象产生的气泡 ， 部分气泡被关在最高 处或者通流的狭窄处形成气塞 ， 使油流不畅 ， 甚至堵
塞， 从 而 系统 不 能正 常工 作 ；
（ ２ ） 系统容积效 率降低 ， 使系统性能 ， 特别是动
态性 能 变坏 ；
（ ３ ） 气蚀会使材料破坏 ， 降低液压元件 的使用寿
接 管原 理 图如 图 １ ：
阀
一 大 腔 压 力 ＭＰ ａ ～ 一 小腔压力 Ｍ Ｐ ａ 一 行程 ｎ ｌ Ｆ ｆ ｌ
图 ３ 加 装 单 向节 流 阀的 测 试 曲线
从 图 ２图 ３中可 以看 出 ，当 不加 装 单 向节 流 阀
Ｐ２ Ｐ１
且斗 杆 油缸 行程 走 到 １ ０ ０ ０ ｍｍ～ １ ４ ０ ０ ｍｍ 时 ，斗杆
伸 出 的速度 变 慢 ，到 １ ４ ０ ０ ｍ ｍ处 甚 至 停滞 不 前 ， 此 时会 有 吸空 现象产 生 。
图 １ 改进后的接管原理图
４ 单 向节 流 阀在 管 路 中 的 作 用
以上接 管 图 在 斗杆 油缸 小 腔 的 出 口与液 压 系统
当管 路 加装 单 向节 流 阀时 ，原 先 容 易 产 生 吸空 的 ｌ ２ ０ ０ ｍｍ～ １ ４ ０ ０ ｍｍ处 斗 杆 伸 出速 度保 持稳 定 ， 斗 杆 油缸 小 腔 的油 口压 力 在 相应 区间 没有 出现下 降 的现象 而是 保持 稳定 。
选择” 。
２ 吸 空和气蚀 给液压 系统 带来的危害
气 穴 和气 蚀 的危 害主 要有 以下三 点 ：
下 面 列 举 出若 干 “ 两 难选 择 ” ， 并 提 供 一 种 可 行
的解 决 办法 。
１ “ 两难选择 ＂ 实例
１ ． １ 斗杆 加长 。 斗杆 质量 增 加 挖 掘 机需 要 进 行 深 挖作 业 时 ，通 常会 选 用 长 斗 杆 。 斗杆 加 长 后 工作 空 间变 大 ，同 时斗 杆 重 量也 变
在设 计 过 程 中 ， 从 满 足 市场 要 求 的 角 度 考虑 ， 设 流 量 而选 定 的 。
满足各种属具的不同工作要 求。理想的解决办法是 缸 ， 其他属具的举升和下降也 由铲斗油缸完成的。当 为每种属具 、 每种变形产 品都设计专用的液压系统。 新 属具 比铲 斗 重量 大 时 ，挖掘 机 的铲 斗油 缸 容 易 产 然 而 从 节 约成 本 、 便 于售 后 服 务 的角 度 考 虑 ， 设计 者 生 吸空 现象 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ６ — ０ １ 作者简介 ： 邢志茹 （ １ ９ ８ ８ 一 ） ， 女， 内蒙古人 ， 本科 ， 助理工程师 ， 主要从事履带式液压挖掘机液压 系统的设计与开发工作。
２１ ７
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ９， ２ ０１ ５
《 装备制造技术） ） ２ ０ １ ５ 年第 ９ 期
单 向节流 阀在 挖掘机液压 系统 中的一种应 用
邢 志茹 ， 石 子 贡
（ 柳 工 常州 机械 有 限公 司 小 型机研 究 所 ， 江苏 常 州 ２ １ ３ １ ６ ８ ）
摘 要： 当使 用 同一套液压 系统应对不 同重量的工作装置或 者属具 时， 容 易产生吸 空和气蚀 ， 此 时在 管路 中 串联 单 向节
应 该 尽 量减 少产 品 的种 类 ， 以便机 器 的维 修保 养 和 配 件 供 给 。设 计 要求 产 品种 类尽 量 多 ， 而销 售要 求产 原 因及 动作 过程 与 ２ ． １的分 析过 程类 似 。 这里 不
再 赘述 。
品种类尽量少 ， 这种 “ 困境 ” 是设计人员面对的“ 两难
超 长 动臂 、 加 长 斗杆 、 拆 楼机 ” 。 计 者 要 保 证 机器 的功 能 、 操 作 性 能 和 动作 协 调性 ， 以
一
台液压挖掘机所使用 的属具型号是通过 匹配
属 具 工作 时 的液 压 油流 量 与 挖 掘机 能 提供 的液 压 油 初 始 设 计 挖 掘 机 时 按 照 铲 斗 重 量 设 计 铲 斗 油
流 阀 可 以 改善 液 压 系统 的 动 态 性 能 。
关键词 ： 单 向节流 阀； 动态性能 ； 吸空； 气蚀
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ ． ９ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ５） ０ ９ — ０ ２ １ ７ － ０ ２
液压挖掘机作 为工程机械之王 ，其应用范围和 生 吸空 就 会 突 然停 滞 一 下 ，等 油 口压力 升 高 后 继 续 使 用 工 况 不 断拓 展 。液 压 挖 掘 机所 使 用 的属 具种 类 动作 【 ２ １ 。 ． ２ 属具 比铲 斗重量 大 不断增多、 各 类 变形 产 品不 断衍 生 出来 。所 夹 持 的属 １ 具包 含铲 斗 、 破碎锤 、 液压剪等多种 ， 变形产 品包 含
大。斗杆下降（ 斗杆油缸活塞杆伸 出） ｎ － ， ｔ ， 斗杆油缸可 命［ ３ １ ｏ
原 因如下 ：斗 杆 重量 比设 计 时 所 用 斗 杆 的 重量
３ 接管改进 方案
大， 当斗杆需要下降 （ 斗杆油缸伸出 ） 时， 斗杆重量大 会拉动变 重 时 ，在 原 有管 路 的基 础 上 增 加 一个 单 快： 若此时液压油供 给不及时 ， 油缸伸出速度会变慢 向节 流 阀 ， 为 管路 提供 一 个 持续 的背 压 ， 既 可 以改 善 甚 至停 滞 ， 斗 杆 油缸 小 腔 局 部形 成 负压 ， 产 生 吸空 现 管 路 动 态性 能 、 缓 解 吸空 和 气 蚀 ， 又 不需 要 更 换新 油 象 。从测试数据看 ， 斗杆油缸伸 出到某个位置时若产 缸 ， 不 失 为一 种 可行 的解 决 办法 。
