液压系统在工作时,其中的压力变化常常是很剧烈的。用普通压力表一般观察不到,因为为了保护压力表的指针,在压力表中常常加入了阻尼和缓冲。但如果用响应速度较高,比方说,优于1000Hz的压力传感器去测量一下,就可以认识到,压力波动几乎是时时存在的,压力尖峰也常常出现。
这一方面是由于运动部件的惯性及负载突变等等引起的。特别是由于螺纹插装阀多用于工程机械,负载变化更是剧烈。
另一方面,由于液压技术所使用的压力介质——矿物油等都很“硬”,即弹性模量很高:进出密闭容器的流量差稍有变化,就会引起很大的压力变化。例如,常用的矿物油,弹性模量在700~2000MPa。这意味着,如果往一个已经充满液压油的密闭容器中再压入1%的液压油,压力就会上升7~20MPa。
此外,溢流阀的响应迟钝也会在系统中造成压力超调——压力峰值。
为此,ISO5598:2008《流体传动系统及元件 术语》建议了多个术语来描述液压系统中多变的压力(见图1-70)。
图1-70 液压系统中压力术语图解(ISO5598:2008)
X—时间 Y—压力
1—绝对压力 2—(表)负压力 3—(表)正压力 4—稳态压力 5—压力脉动 6—压力峰 7—压力峰值 8—压力冲击 9—压力波动 10—空转压力 11—压力下降 12—大气压力 13—最低稳态工作压力 14—稳态压力范围 15—最高稳态工作压力 16—最高压力 17—动态压力范围
2.表述液压元件压力特性的术语
ISO5598:2008《流体传动系统及元件 术语》使用图1-71来示意部分与液压元件特性有关的压力术语。
此外,ISO5598:2008还定义了如下术语。
(1)许用压力rated pressure——pres-sure,confirmed through testing,at which a component or piping is designed to operate for a number of repetitions sufficient to ensure ad-equate service life(元件或管道,通过测试验证了的,可以重复加载足以达到适当工作寿命的设计压力)。
根据英文及德文原意,本书中将rated pressure译为“许用压力”。(www.xing528.com)
图1-71 与液压元件有关的压力术语示意图(ISO5598:2008)
Y—绝对压力 1—(表)正压力 2—(表)负压力 3—实际破裂压力 4—最低破裂压力 5—耐压试验压力 6—周期试验压力峰值 7—最高许用压力 9—周期试验压力谷值 10—大气压力 11—最低许用压力
GB/T 17446—1998曾将rated pressure译作“额定压力”。笔者不赞成对液压阀使用“额定压力”这一词。因为,“额定”容易误解为规定,隐含了必须达到的意思。在电机工程中,如果实际供电电压达不到额定电压,常常导致一些电动机输出力不足,甚至烧毁。因此,额定电压是规定的,必须达到的。但对液压而言,几乎没有液压阀必须固定工作在某一个压力。实际上,液压阀大多数时间都工作在低于“许用压力”的状态下。
再说,英语rated与rate同词根,仅有等级、比率等意,没有规定之意。
特别要注意的是,有时,阀出口的许用压力,不一定等同于阀入口的许用压力。
(2)最高压力maximum pressure——highest transient pressure that can occur temporarily without any severe consequences on the performance or life of a component or system(偶尔可能发生的,对元件或系统性能和寿命不会带来严重影响的瞬时最高压力)。
目前,很多生产商并不遵循ISO5598:2008。常被用来表述其元件压力特性的有operating pressure(HF)、maximum operating pressure(BR、ST)、maximum inlet pressure(PK)、pressure(ST)、max.pressure(ih)等。
ET公司在它的产品样本中给出两个压力定义。
一是typical application pressure——maximum recommended operating pressure for the valve in a given system(阀在系统中建议的最高工作压力),中文样本中被直译作典型应用压力,其实,如果译作最高压力更能反映本意。
另一个是fatigue pressure——the pressure for the valve to be free for infinite life from metal fatigue(阀可以长时间工作也不会发生金属疲劳损坏的压力),中文样本中被直译作疲劳压力。其实,如果译作持久压力更能反映本意。从定义来看,此术语大致接近“许用压力”。
(3)耐压试验压力proof pressure——test pressure,applied after assembly,in excess of the maximum rated pressure of the component or piping,that causes no dam-age or subsequent malfunction(对组装后的元件或管道施以的,超过许用压力而不引起残余变形、损坏或误动作的试验压力)。
(4)公称压力nominal pressure——Pressure value assigned to a component,a piping or a system for the purpose of convenient designation and indicating its belonging to a series(赋予一个元件、一个管道或一个系统的压力值,以便于表明其属于某个系列)。
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