,都可能使空氣進(jìn)入油中
。油被油泵帶入系統(tǒng)的同時(shí)空氣也就進(jìn)入了液壓系統(tǒng)。由于油液中空氣的含量隨壓力的增加而增加
,當(dāng)溶解了一定數(shù)量的空氣處于飽和狀態(tài)的油液流經(jīng)節(jié)流口或泵入口段,當(dāng)壓力下降到油液的空氣分離壓時(shí)
,油液中過飽和的空氣就會(huì)被析出
,使本來溶解于油中的微細(xì)氣泡聚集成較大的氣泡出現(xiàn)在液壓系統(tǒng)中。
氣泡對(duì)數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的危害
數(shù)控機(jī)床的液壓系統(tǒng)控制著機(jī)床器件表面的精細(xì)動(dòng)作
,所以數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的性能直接影響被加工件的質(zhì)量
。而液壓油中氣泡是影響液壓系統(tǒng)性能zui主要的原因。主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面:①影響油液的連續(xù)性
,使系統(tǒng)工作不良
。如:自動(dòng)控制失靈、工作機(jī)構(gòu)產(chǎn)生間歇運(yùn)動(dòng)使被加工件的廢品率增大
、產(chǎn)品的精度差
、產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定、損壞模具等
。②氣泡還可能引起機(jī)床的誤動(dòng)作而引發(fā)機(jī)械及人身事故
。③油溫升高會(huì)導(dǎo)致工序能力指數(shù)下降,還會(huì)加速油液的氧化
、降低油液的潤(rùn)滑性能
、加速密封元件的老化等。④導(dǎo)致氣蝕的發(fā)生
。由于液體質(zhì)點(diǎn)間相互碰撞產(chǎn)生局部高壓形成液壓沖擊
,使局部壓力升高可達(dá)數(shù)百甚至上千個(gè)大氣壓力。如果這種局部液壓沖擊作用在零件的金屬表面上
,使金屬表面產(chǎn)生腐蝕將對(duì)液壓系統(tǒng)的危害性很大
。⑤氣穴現(xiàn)象會(huì)引起振動(dòng)和噪音,不但對(duì)影響機(jī)床的性能還會(huì)造成人身傷害
。
2傳統(tǒng)氣泡去除方法
常用的氣泡去除方法總是在油箱上下工夫
,即利用液壓系統(tǒng)中*的油箱進(jìn)行氣泡的去除,例如在油箱設(shè)計(jì)時(shí)讓其水平截面積大于油液深度
、設(shè)置隔板延長(zhǎng)油液在油箱中停留的時(shí)間
、進(jìn)出油口盡量設(shè)置得遠(yuǎn)些以及體積要大等。從原理上來看就是靠氣泡自身的浮力自行浮到液面而容入大氣
。由于氣泡的直徑很小約0.25~0.5mm
,而油液對(duì)氣泡有摩擦阻力
。根據(jù)斯托克斯法可知?dú)馀萆细∷俣扰c氣泡大小成正比,與油液粘度成反比
,如直徑為0.3mm的氣泡在粘度為10<SUP>-4</SUP>m<SUP>2</SUP>/s的油液中每分鐘只上浮30mm
,所以靠自浮去除效果很差。
3氣泡去除器
基本結(jié)構(gòu)與原理:氣泡去除器的基本結(jié)構(gòu)與原理
。主要由進(jìn)油腔
、工作腔、導(dǎo)向葉輪
、出油腔及排氣管等組成
。當(dāng)油液從導(dǎo)向葉輪的切線方向進(jìn)入油腔時(shí),以一定的動(dòng)能沖向?qū)蜉喨~片
,在導(dǎo)向葉輪的作用下
,油液作螺旋加速運(yùn)動(dòng),由于油液密度大于氣泡密度
,在離心力的作用下
,氣泡向中心軸線處聚集,中心軸線上的壓力隨著液體螺旋加速度的增加而遞減
,在工作腔zui小直徑處的中心壓力zui低
,氣泡在中心軸線上的壓差和接近中心液流的連帶作用下向工作腔zui小直徑處運(yùn)動(dòng)聚集,在工作腔與排油腔結(jié)合處的右側(cè)附近
,液流由于沒有螺旋運(yùn)動(dòng)
,所以此處的壓力高于出油腔入口處的壓力,大量聚積起來的氣體在壓力的作用下通過排氣管排出裝置之外
。其工作原理
。
線段說明:將油液在去除裝置中流過的路徑分為4段。①01段為進(jìn)油腔(內(nèi)裝導(dǎo)向葉輪)
。其中對(duì)應(yīng)的兩線段分別是:0′1′為軸線方向的壓力值;0″1″為軸線方向原有氣泡含量
。②12段為工作腔。其中對(duì)應(yīng)的兩線段分別是:1′2′為軸線中心處的壓力變化趨勢(shì);1″2″為軸線中心處的氣泡析出量變化趨勢(shì)
。③23為排氣段(為出油腔右側(cè)很小一部分)
。其中對(duì)應(yīng)的兩條線段分別是:2′3′為軸線中心處的壓力變化趨勢(shì);2″3為排出氣體量變化趨勢(shì)。④34段為出油腔
。其中對(duì)應(yīng)的3′4為氣泡排除后油液流經(jīng)出油腔的壓力變化趨勢(shì)
。
該裝置的主要特點(diǎn):①由于液流在工作腔的旋流半徑比較小,氣泡容易向中心方向移動(dòng)
。在工作腔的液體有較大的離心加速度
,所以在半徑方向上形成了較大的壓力梯度,十分有助于氣泡的排出。②進(jìn)入到工作腔的液體在導(dǎo)向葉輪的作用下具有較大的角動(dòng)能
,使液體能夠維持較長(zhǎng)距離的加速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
,這就增加了氣泡隨油液在工作腔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)次數(shù),所以氣泡的去除效率相當(dāng)高
。③該裝置具有較大的壓差范圍
,所以有較大的流量適應(yīng)區(qū)域即對(duì)于某一規(guī)格的裝置來說,zui大流量不小于zui小流量的3倍
,通過控制進(jìn)油壓力
,可使該裝置在一定流量范圍內(nèi)的任*量下去除氣泡。④適用于動(dòng)力傳遞介質(zhì)的任何粘度油液的氣泡去除
。⑤該裝置體積較小
,可以忽略其內(nèi)部通流液體的質(zhì)量,所以安裝位置比較靈活
,而不影響氣泡去除效果。
使用方法和效果:該裝置安裝方便
,組成簡(jiǎn)單
。①如單獨(dú)使用,將該裝置的進(jìn)油腔與系統(tǒng)回油路相接
,出油腔直接通向油箱
,一次氣泡去除率zui高可達(dá)99%。②與泵組合使用
,將該裝置的進(jìn)油腔與系統(tǒng)回油路相接
,出油腔與泵的進(jìn)油口相接,一次去除效果zui高可達(dá)99.9%
。2種方式均將該裝置安裝于油箱內(nèi)不用考慮泄漏
,不需用專門動(dòng)力,節(jié)省能源
。
4結(jié)語
為了更好保證數(shù)控機(jī)床加工過程的穩(wěn)定性和可靠性
,保證機(jī)床的加工質(zhì)量,防止熱變形
,減少維修工作量
。關(guān)鍵的問題是要解決好油中氣泡對(duì)油液危害的zui大難題。開發(fā)和應(yīng)用液壓油氣泡去除裝置有十分重要的意義

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