_爬行_现象的另一种解释

% 图 %G。 此 时 能 量 为 ) " K ) ! K , （!% E-4 L !’ ）+ % 。 然 后 这
部分动能又逐渐转化为右腔液压弹簧势能， 工作台运 动 速 度 回 到 开 始 的 !’ ， 当这部分势能释放时就促使工 作台速度降低， 在一定情况下甚至为零， 见 图 %=。 实 际 上对于左腔而言液压弹簧势能的累积就是左腔压力的 升高， 而 对 于 右 腔 就 是 形 成 的 背 压 "( 。
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结语
从能量转化的观 念 解 释 爬 行 现 象 可 使 其 更 加 简
单、 易于理解。也更便于认清负载变化这一爬行现象 的重要起因， 这对工程实践中为判别、 减小或消除爬行 故障是有益的。 参
& " . "&’ 李 宁 - 液 压 系 统 执 行 机 构 爬 行 故 障 分 析 （一 ） - 设 备 管 理 与 维 修&//0 ， /（ &11 ） ： &2 . &/
"’ ， 当 工 作 台 克 服 静 摩 擦 力 即 将 运 动 时 左 腔 压 力 为 "" ， 二 者 之 差 为 !" ， 如 图 %H。 这 时 左 腔 蓄 积 的 除 工 作 压 力 之 外 的 能 量 为 !"$" %。 若 将 左 腔 视 为 弹 簧 则 弹 簧 势 在 能 为 ) " K & * ! $ % + % 。 工 作 台 运 动 时 平 均 速 度 为 !’ ， 理想情况下左腔蓄积的全部能量将转化为工作台快速 运动的动能， 使 工 作 台 运 动 速 度 达 到 最 高 速 度 ! E-4 ， 见
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"］ 献 指 出 ［&， ， 爬行现象的本质是摩擦自激振动， 它受液
压系统执行元件运动速度、 传动系统刚度、 动静摩擦力 之差等影响。但是从现象看就是速度变化。液压执行 元件运动时所受负载的突然变化必然造成其运动速度 聚变， 而速度的变化则会为爬行过程中能量的转化建 立基础条件， 当传动系统刚度差时就会产生爬行。 如果从能量转化的角度分析， 当负载突然增大时， 传动系统的传动元件将发生较大的弹性变形， 这是蓄 积势能的过程， 执行元件运动速度降低。此时若负载 为使问题简化， 只考虑由于工作台动、 静摩擦力之 差造成的左腔压力升高部分的能量转化过程。若工作 台 动 静 摩 擦 力 之 差 为 !! ， 其造成的左腔压力升高值则 为 !" $ !! # $， $ 为活塞环 型 腔 面 积。折 算 到 液 压 弹 簧 上 可 产 生 的 压 缩 量 为 !%， !% 可 由 !"$ $ & ’ ・ !% 得 到， & ’ 为 液 压 弹 簧 的 弹 性 系 数 。 同 理 在 图 "% 所 示 的 某 一 时 刻 右 腔 压 力 折 算 成 液 压 弹 簧 压 缩 量 为 (， ( 可同样 在此时刻 由 ") $ $ &’ ( 计 算 得 到 。 根 据 能 量 守 恒 定 律 ， （ 速 度 为 *） 就有 & & & *" - *" " $( !"$!% + ,（ ’） . " " " ) 而 & & " " ,（ *" ( *" & （ ， 则 !% ( ( ） ’ ）$ " " ’
“爬行”现象的另一种解释
陈曼龙
（ 陕西理工学院， 陕 西 汉 中 $%&’’& ） 摘 要： 从能量转化的角度理论上分析爬行现象发生过程， 提出在液压系统中产生爬行现象除了受摩擦力等 因素影响外， 还与负载发生变化程度有关。 关键词： 爬行 能量 液压系统 故障
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（ &） 减小动、 静 摩 擦 力 之 差 即 降 低 !"， 就会减小 爬行过程中总的循环能量， 则有益于减少和消除爬行 现象。 （ " ）增 大 液 压 缸 液 压 弹 簧 弹 性 系 数 & ’ ， 亦即提高 油液的体积弹性模量会降低爬行距离， 进而降低爬行 的可能性。 对照式（ &） 与（ )） 和得到的结论， 会发现按能量观 念 对 爬 行 现 象 的 解 释 与 按 力 平 衡 方 式 的 解 释 ［&］ 结 论 是相同的。
考
文
献
官忠范-液压传动系统（ 第 ) 版） - 北京： 机 械 工 业 出 版 社 - "’’! ： "’!
作者： 陈曼龙， 男， &/!2 年 生 ， 硕士， 副教授， 从事 测控仪器教学研究工作。 （ 编辑 蔡云生） # #
（ 收稿日期： "’’2 ! ’" ! ’) ） # # 文章编号： 20"& 如果您想发表对本文的看法， 请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。
&— — —油液体积弹性模量， ,J— —液压缸回油腔压力， ,J"( — $— — —启动前液压缸工作腔长度， E； %— — —活塞环型腔面积， E%
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液压系统爬行现象解释
一般认为液压系统中爬行的产生与系统的摩擦面
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能量观念的液压系统爬行现象解释
如 图 %- 所 示 ， 假设开始通入左腔油液工作压力
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出 来 的 现 象 是 速 度 从 ’ 到 * *+, 的 周 期 性 变 化 。 这 其 实 是传动系统中蓄积的势能与执行元件动能的 转 化 过 程。由于爬行现象只是说明了运动件在一定条件下的 突跳与停止的交替， 并未指出是自激振动还是强迫振 动。而在工程实践中， 负载的周期性较大变化造成的 驱动件的短时闷车或某些传动件的瞬时弹性变形， 也 会形成运动件的突跳与停止的交替现象。尽管一般文
" " !"$!% + & ’ （ !% - ( ） . " ) $( 分析式（ "） 、 （ )） 不难得到以下结论：
变化较大， 运动元件速度低时执行元件速度甚至降低 到零； 而后当负载减小或传动元件弹性变形达到一定 程度时， 执行元件运动速度增大， 这是势能释放， 向动 能转化的过程， 由于这时执行元件速度增加是以传动 元件的弹性势能释放即弹性变形减小开始的， 因而对 弹性变形较大的液压传动元件而言就会表现出明显的 前冲现象。 从以上分析可以看出负载变化是液压系统产生爬 行现象的重要起因之一， 是不能忽视的。对较难提高 传动刚度的液压系统更应引起重视。
摩 擦 力 特 性 、传 动 系 统 的 刚 度、 执行元件运动速度 ! 有 关， 如 图 " 所 示。当 液 压 缸 左腔通压力油时活塞必须克 服各运动副的静摩擦力才能 带 动 工 作 台 运 动 ，期 间 左 腔 油液与混入的空气不断受到压缩直至压力能克服静摩 擦力。达到极限时工作台开始运动， 此时静摩擦力变 为滑动摩擦力， 由于滑动摩擦力小于静摩擦力， 活塞加 速， 工作台前冲； 伴随工作台前冲左腔压力降低， 右腔 中的油、 气由于排油阻力加大受压而压力升高， 促使工 作台前冲后又很快被制动而停 止， 以 后 又 重 复 进 行。 如此表现出来的工作台突跳、 停止即产生了液 压系统执行元件发生爬行时， 其运动速度表现
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