关于液压卡紧现象的讨论

晨砂

这是液压的一个基本知识点，但初学者不大容易理解，以此图说明，请大家讨论，积极参与者有奖！

yaoyuang

图A虽存在不同心，但上部与下部压力分布相同，故不存在液压卡紧。图B的阀芯为倒锥形，压力分布A2>A1,故阀芯被推向上方,产生液压卡紧.图C为顺锥,压力分布A2<A1,故阀芯被推向下方,产生液压卡紧.

晨砂

能讲讲A1与A2的关系吗？就是为什么图B的压力分布是A2>A1图C压力分布A2<A1？

雨夜孤心

是不是比较曲线与x轴之间的面积
. o% l: u+ p: U% H4 Tb中A2>A1
4 v+ T7 Q& ~& o3 z$ c2 Dc中A2<A1

jilai

图中A、B、C叙述了阀体三种工作形式，虽然阀芯和阀体存在中偏心，但从结构是分析A、为圆拄阀心，B、为负锥度结构，C、为正锥度结构，A、的上下受力面受力处于均衡状态，不产生卡紧力；B、的上下面产生径向不平衡力及卡紧力，主要方向向上；C由于是正锥度结构，由于偏心的存在，我个人分析应能消除B中的卡紧力。

jerrygang

图中坐标系的x轴表示以阀芯一端为起点开始计量的长度（x轴的正方向和油液流向一致），p轴表示油液的压力，坐标系表示了液压油液流过阀芯和阀体构成的环形腔的过程中阀芯上部和阀芯下部液压油压力的变化情况，若上部和下部压力不相等就会发生卡紧。
传两个液压卡紧方面的动画

jilai

不错的图,使上面的问题看的很形象,谢谢你的资料

jerrygang

呵呵，我也是下载别人的

songwei

虽然C代表阀芯加工成顺锥，我认为C是最合理的，当油压作用在阀芯锥面的楔形间隙里时，上面间隙小类似于节流使上面油压高，使阀芯的各面不会与阀体孔接触而发生卡死现象；A是加工没有问题时，如果不同心受力平衡，但易有磨损，如果同心不会有问题；B是最容易卡死的现象，当阀芯向上运动时，下侧油压高，易使阀芯卡死。

: Z) H2 a2 j1 J/ z9 ~% g[ 本帖最后由 songwei 于 2007-11-25 11:21 编辑 ]

zjp741208107

看了六楼的动画和介绍，我下面的理解不知对不对？
1、图A所示阀芯没有锥度，阀芯与孔之间的间隙沿X轴方向是均匀分布的，所以不管是上面还是下面，它的压差分布是线性的（梯形分布），由于压差相等，X轴方向上各点的上、下压力是相等的，方向相反，所有没有径向力产生，无卡紧现象,但有可能发生非液压力作用下的侧面摩擦。至于为什么有个e存在，那是因为阀芯总是比套小的，这里所说的上面、下面是相对而言的，也可以理解成为前面、后面或左面、右面等等，只要是相对的就行。
# V) a1 F5 X. b" ?0 \+ r- K2、图B所示的倒锥形（负锥）阀芯，间隙沿X轴方向是递增的，也就是单位长度的液阻是递减的，压差分布主要集中在左面间隙小的部分，越往右变化速度越慢，对上部而言，压力对X的二阶导数是一个负值，其值取决于间隙的相对变化率K（间隙变化之差除以平均间隙），所以曲线是内凹的，低于梯形双点划线。当阀芯产生一个偏移量后（图示为向上），上部间隙变小，下部变大，上部的K值大于下部的K值，所以上部的曲线比下部的更内凹（A2>A1），下部的压力分布大于上部，使阀芯受到了一个向上的作用力（阴影部分），方向与偏移方向相同，从而迭加了阀芯的偏移运动，向上形成了液压卡紧。
3、图C，顺锥形（正锥），间隙递减，所以与图B相反：上部的曲线是外凸的，二阶导数为正值，如图所示阀芯向上偏移的话，上部的K值大于下部，上部的曲线比下部的更外凸（A2<A1），上部的压力比下部的大，使阀芯受到了向下的作用力（阴影部分），方向正好与偏移方向相反，阻止了阀芯的偏移运动，使阀芯不断的处于良好的中间状态，所以没有液压卡紧现象。
+ Q  T9 s& ^$ B- Y+ r. L    基于上述分析，大胆的猜想一下：为什么飞机、火箭、子弹的头部做成正锥形？除了减少空气阻力外，可能最大的一点就是正锥形具有良好的对中稳定性吧。
  w; i- H1 M: t! b# D     说明：“间隙相对变化率K”是本人杜撰的，还没有来得及申请批准呢 。另外，那个“偏移”为什么要产生？为什么会产生？向哪个方向产生？前两个问题就像“人到底是从哪里来的”一样难回答。后一个问题就像一枚硬币抛向空中哪个面朝上一样，要是它不偏移就是硬币站着一样。更恰当的比喻就是：上亿精子到底是哪一个能和可爱的卵子结合一样了。。。。。。
/ ?2 n6 U3 K2 B  j
) Y+ i1 |% {: H9 W[ 本帖最后由 zjp741208107 于 2007-11-25 19:30 编辑 ]

yaoyuang

就图而言，A1A2的关系是由阀芯与阀孔的中心位置决定的

晨砂

首先感谢楼上诸位的参与。A图看来没有什么问题了，我现说说B图与C图之间的区别，请大家指正。
! P! w( n1 i' x, f5 \. P% b% c     B图上边间隙小，这时沿轴线方向压力下降梯度大（非平行流边界层稳定性），上面缝隙从小慢慢变大，压力也就从大慢慢变小，但这个下降的趋势是呈减加速度的（这点zjp741208107朋友解释的很清楚了），我们假设这个减加速度为a1，下边间隙大，这时沿轴线方向压力下降梯度小。同样下边的情况一样可得到a2。B图这时是a1大于a2的，也就是讲，B图上边的径向力下降的比下边的要快，所以B图容易卡死。而C图正好相反，C图上边间隙小下边间隙大，如还是上面是a1下边是a2的话，这时a1是小于a2的。也就是说上边径向液压力下降的趋势小于下面的，所以阀心上这时的径向液压力大于下面的，不会产生液压卡紧现象。
$ `3 W2 H# b% j6 y$ z* F, k这个推论是符合阀进、出油口间的压差以及通过阀的流量之间的关系:既孔口流量公式（q=KA△pm ）