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液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 l 1年 第 4期 浅谈液压系统背压 李凤 芹 焦作 市华 科液压 机械制造 有限公 司 ， 河 南焦作4 5 4 1 5 0 摘要 通过对液压系统内背压的分析 ， 了解如何正确使用背压 ， 消除不合理背压。 关键词 液压系统 背压 中图分类号 T H1 3 7 ． 5 1 T H1 3 7 ． 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 l 3 2 0 1 1 0 4 0 0 0 4 0 3 I nt r o d u c t i o n t o Co un t e r p r e s s u r e a b o u t Hy d r a u l i c S y s t e m LI Fe n g -qi n J i a o z u o C i t y H u a k e L i q u i d p r e s s u r e Ma c h i n e r y Ma n u f a c t u r i n g C o ． ， L t d ． ， J i a o z u o 4 5 4 1 5 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h r o u g h a n a l y z i n g c o u n t e r - p r e s s u r e o f h y d r a u l i c s y s t e m， we l e a rn h o w t o c o r r e c t l y u s e a n d r e mo v e c o u n t e r - p r e s s u r e ． Ke y W or ds h y dr au l i c s y s t e m；c ou n t e r -p r e s s u r e l 背压的概念 何谓背 压背压就是一种 逆 向压 力 ， 在液压 系统 中 即是执行元件 的回油点到油箱 之间 的压 力降 ， 即回油阻 力 。 2 背压的产生 背压 的产生一般有 两种情况 一种是设 计不 当 。 一 种是有意设计 。 背压 在液压系统 中的作用有好 、 有坏 。某 些系统 中 不合理背压的存在．不但缩短系统中液压元件的寿命 ， 甚 至影响液压元件 功能的正 常使 用 ； 而在 有些液 压系统 一 定背压力的存在 ， 虽消耗了部分功率 ， 但却增加了执 行机 构运 动的平稳性 。 关键是如何 在液压 系统 中正确使 用 背压 ， 背 压不宜 过 大 ， 否则 功 率损失 过大 ， 效 率降低 ， 引起 系统 发热快 ， 也不宜 过小 ， 否则不起 作用 。 3 系统有意设计的背压 在有些液压系统中的某些位置必须有一定合理的 背压。 对 于工作 时垂 直 向下运 动 的液 压缸 或其 他执 行元 件 的液压系统 ，工作 时系统必 须有一定 的 回油 背压力 ， 用以防止因活塞及连接部件重力而自行下落或工作部 件实 然下 落 ， 或 在下行 中由于 自重而 造成 失控 、 失速 等 工作不稳定 现象 ， 甚至 出现一些事故 。 比如 ， 对于下压式 收稿 日期 2 0 1 0 1 0 1 l 作者简介 李风芹 1 9 6 8 一 ， 女 ， 河南焦作人， 学士 ， 高级工程师 ， 主要从事 机、 液方面的设计工作 。 4 压力 机 ． 液压 缸 为垂直 向下 安装 ， 液压 缸 的速 比往往 比 较 大， 一般 在 1 4到 l 5左右 一般 常规 液 压缸 的标 准 速比为 1 1 ． 3 3与 1 2 ． 当活塞向下空载运行时， 一般速 度 比较快 ， 加 之活塞 及连接部 件的 自重 ， 惯性 比较大 ， 下 行 产 生加速 度 ， 易撞 击被 压制 活件 ， 且 在下 降过程 中容 易 出现无杆 腔 供油不 足 而造成 的 振动 等运 动不稳 定现 象 。我们 曾经遇到过此类 问题 ， 一合作 单位 自制 了一 台 压力机， 由于要求吨位不高， 工作速度比较慢 ， 动作也不 频繁， 系统的配置采用了常规设计 ， 结果工作时出现 了 以上现象。 无法正常使用。我们当时考虑压力机的实际 使用情况 ， 暂时帮他们作 了简单处理 经过计算将液压 缸有杆腔的一段回油管换成了比较细的通径 ， 现在使用 比较平稳 ， 能满足其使用要求。 在某种程度上， 此时有杆 腔 由于管径 变细产生 了节流背压 ， 起到 了平衡活塞 自重 的作用。 但如果系统流量大， 压力机吨位高 ， 动作又比较 频繁的话， 这种方法就不合适了， 会使效率大大降低 ， 且 增加 系统 发热 。 而必须采用 在 回油管路 上加平衡 阀的方 法 ． 平衡阀用于在执行元件的回油侧建立背压 ， 使立式 安装液压缸或液压马达及其部件即使在负载变动时仍 能平稳运动． 在工程机械和起重运输机械中也常用平衡 阀 。 起平衡作用的阀有三种 内泄式单向顺序阀、 与单 向阀并联的溢流阀、 专用平衡阀等。此时的平衡阀背压 力 的调 定根 据活 塞及 所连 接运 动部 件 的质量 而定 。一 般压 力调整 到与重 物质量 相平衡或 稍大于 重物质量 。 在组 合机 床上 也 常常使 用背 压 阀 ，可 减弱 滑 台前 冲现象 ， 滑台在负载作用下匀速运动时． 液压缸无杆腔 格的限制， 否则会引起液压阀发生不正常动作 ， 使系统压 力无限度上升， 造成重大危险事故的发生。 所以设计液压 系统 时必须 了解所 使用的各个液压元件 的允许背压 。 对 于某 些 液 压泵 、液 压 阀如 平 衡 阀 减压 溢 流 阀 、 单 向减压 阀 ， 顺序 阀 、 背 压 阀等 的泄 油 口的 背压 力 必 须保 持 在一 个 近似 大气 压 力 的低 背压 ．所 以泄 油 口 配 管不 要 与其 他 管路 相连 而应 直 接 回油箱 。尤其 不 能 接到有振动冲击的管路上 ，且应尽 可能减少配管的长 度和 直径 。 无论 直 动 型或 遥控 型 的溢 流 阀 以及 背 压 阀的 回油 口不 允 许与 其 他种 类 阀的 回油 配管 连 接 ．回油管应 直 接接 回油箱 ， 且 回油 的背压 不得 超过 0 ． 5 MP a 。 卸荷 溢流 阀泄 油 口的背压 应控 制在工 作压 力 的 2 ％以下 。 对 于手 动换 向阀 ，如果 回路 背压 高于 7 MP a时 ， 直 接 将泄 油 口接至 油箱 ， 否则 阀手 动推 杆 的操 纵 随 回油路 背 压 的增 大 而变 得 困难 。机 动换 向阀 回油 背压 应小 于 3 MP a ， 如高于此数 ， 一定要选用外泄型。 对于电一 液 比例 控制阀 ，回油管的背压和泄油背压直接影响最低调节 压 力 或流 量调 节 阀 主阀 的操 作力 ， 因此 ， 不 可把 回油 管 或泄油管和其他管道连接 ， 而是直接与油箱连接 ， 以使 背 压尽 可 能低 ， 一 般 应在 低 于 0 ． 2 M P a情 况下 使用 。对 于 电一 液 比例 溢流 阀或溢 流调 速 阀 ． 回油 背压 可 控制 在 0 ． 5 MP a以 内。 一 些阀件在使用中， 应根据油路系统的背压情况 ， 进行 不 同的选 择 。例如 对于 液控单 向 阀的 内泄和外泄 的使用方法 ， 在反 向流动出 口直接接油箱时 ． 通常用内 泄式 ， 但出口反 向流动有背压时， 一定要用外泄式 。 另外 ，对 于液 压 系统 回油 背压 的控制 还应 考 虑 回 油 管 路 上 液 压 附 件 的 使 用 。冷 却 器 最 高 使 用 压 力 为 1 MP a ，回油滤油器的使用压力一般在 1 ～ 1 ． 6 MP a以下 ， 有 的会更低 。因此有 液压 附件 的 回油 管路 ， 应将 回油背 压控制在合理使用范围内。为保护液压附件 ， 一般并联 一 单 向阀 ， 以免 使用 过 程 中背压 升 高而 损坏 冷 却器 、 滤 油器 滤芯等 。 为控 制 系统 回油 背 压 ，在 系统 设计 及 维护 时特 别 注意 应合理设计计算管路 ， 管道直径太小 ， 会造成背 压 过 高 。如 回路 管路 长 、 弯 曲多 、 截 面 变化 频 繁等均 引 起 压 力损 失 加大 。另 外 ， 油 液黏 度 要合 理选 择 。 总之 应 使 回油 管路 通畅 。 在使 用 中 ， 管路应 定 期 清洗 和保 养 ， 内孔 壁 附着 的 污 物 ， 会 增加 油液 流动 时 的压 力损 失 。 5 合理使用背压 合理 计 算 液 压 缸 的 油 口及 连 接 油 管 的 通径 大 小 ， 油液压力较高 ， 油液中储积了大量的能量 ． 尤其在钻孔 等操作时 ， 当负载突然 消失 ， 该 腔油压随之迅速降低 ， 油液从 高 压态 转 入低 压态 的过程 中向 系统释 放 大量 能 量 ， 致 使滑 台前 冲 ， 背压 阀 的设 置 虽 然消 耗 系统 中的一 部分能量 ， 但对滑台的前冲能起一定的抑制作用 ， 尤其 使 用 自调 式 背压 阀时， 在 整 个 的工 作 过程 中 ， 根据 不 同 的工 况 还 可 对 背 压 力 进 行 自行 调 整 。 一 般 背 压 可 取 0 ． 5 ～ 0 ． 8 MP a 。在外 负载突 然变 小并减 为 零时 ， 能 防止 系 统失 速 ， 并 对 系统起缓 冲作 用 。 对于钻 井机 的进 给 系统 也需 回油 背压 的存在 ， 可使 进给速度更加稳定 ，使钻速对钻压的波动影响较小 ， 从 而减少了对钻头切削刃上的动载作用 ， 延长钻头寿命。 在某 些大 型 液压 系 统 中为使 系 统有 一个 平 稳 的启 动 ， 此 时在 系统 回油路 上也 常常设 置背 压 阀。此 时的背 压不 能 太 大 ， 一 般 在 0 ． 5 ～ 0 ． 8 MP a ， 这 样 不 易 形 成 负压 ， 空气不 易进 人 。 需要背压 的油路还很多 ，比如 货轮仓 口盖的启 闭、 铲车的升降、 电梯及升降平 台的升降 、 汽车起重机 、 高空 作业 车 的起 升变 幅及 臂 架伸 缩 等重 力下 降机 构 的 液压 系统 。 另外对 于 中位 泄荷 型 内控 式 的 电液换 向 阀 ，在 电 液阀 回油路 中必须 有一 定 的背 压 力 ，换 向时 才 能有 一 定 的控 制压 力 ，一 般在 回油路 上 设置 一个 单 向阀或 直 动式溢流阀， 以保证系统卸荷时油路中还有一定压力 。 对 于 中低压 系 统一 般 为 0 ． 3 MP a ， 对 于 2 1 MP a的液 压 系 统 ．控 制压 力 需 高于 0 ． 3 5 MP a ，对 于 3 2 MP a的液 压 系 统 ， 控 制压 力需 高 于 1 MP a ， 此 时 ， 电液 阀不 能 使用 内 回 油 形式 ， 而必须 采用 外 回油 形式 。 能产 生 背压 的 阀有 节 流 阀 、 调 速 阀 、 溢 流 阀 、 顺序 阀 、 单 向阀 ， 其 中溢流 阀 做背 压 阀最 好 ， 能使 背 压恒 定 ， 而单 向阀做背压阀时 ． 应注意其弹簧硬度 ， 使其开启压 力能够满足使用要求 。背压 阀的压力调整以保证工作 速度 的稳定 性为 准 。 无论 是平 衡 回路 ， 还 是 背压 回路 ， 在 回油 管路 上都 存在 背压 力 ， 故都 需要 提 高供 油 压力 ， 但 这 两种 基 本 回 路也有区别 ． 主要表现在功用和背压力的大小上 ． 背压 回路 主要 用 于提 高 系统 的稳 定性 ，所具 有 的背 压 力一 般不 大 。平衡 回路 通 常是 在 液压 缸 或其 他 执行 元 件立 式 安装 的情 况 下 ， 用于 平衡 运 动 部件 的 自重 ， 以防下 滑 发生事 故 ， 背 压力 以垂直 运动 部件 的 自重而调 定 。 4 设计不 当易造成 的背压 液 压系 统的 回油一般 应无 阻力 地 回油箱 。 对 于各 种 液 压 阀 ，回油 背压 尤其 泄 油 背压 都有 严 5 液 压 气 动 与 密 封 ， 2 O 1 1年 第 4期 尤其 对于 速 比较 大 的液压 缸 ，液压缸 有杆 腔与无 杆腔 的油 口应根 据 系统 的流量及 系统 的使 用情况 进行 合理 的计 算 ， 既 不 能造成 回油 不畅 ， 产 生 不合 理 的背 压 ， 又 不能 回油背压太小 ． 造成 系统运 行 的不 平稳 。 垂 直安装 的液 压缸 。 向上 运行 时背压 可 以很小 ， 但 向下运 动时必须有一定 的背压 。 在 调速 回路 中 ．调速 阀应 根据 负载 变化情 况进 行 合 理设 置 ，同时应 考虑节 流或 调速 阀产生 的 背压对 保 压 回路与制 动回路产生 的影响 。 表 1 所 示 为一 些液 压 系统 所 允许 的 回油 背压 力 ， 但对 于 每种系统 中各 种液压 阀应 根 据其具 体使用 要求 而定 。 表 1 系 统类 型 背 压 力／ MP a 简单系统或轻载节流调速系统 回 油路 带 调 速 阀的 系 统 回 油路 设 置 有背 压 阀 系统 用补油泵的闭式回路 回油路较复杂的工程机械 回油 路较 短 且 直 接 回油 一 般系统 O- 2 ～ O 5 0．4 - 0．6 0． 5～1． 5 0 ． 8 ～1 ． 5 l -2 ～ 3 ． O 可忽 略 不 计 0_3 ～ O ． 8 一 - - - - - 一一 - 一 - 十一 - 一 - 6 结束语 背压在液压系统中， 消耗 了部分功率 ， 会对液压元 件的动作及使用性能造成一定影响， 或损坏液压附件。 但背 压 的合理 运用 却增 加 了运动 的平稳 性 ，减少 系统 冲击 ，在 某种 程度 会对 一些 液压元 件及 附件起 一 定 的 保 护作用 。 参 考 文 献 【 l 】 雷天觉． 新编 液压 工程手册f M 】 ． 北京 北 京理 工大 学出版社， 1 9 98 ． [ 2 】 成大先． 机械设计手册[ M】 ． 北京 化学工业出版社 ， 2 0 0 8 ． 【 3 】 张利 平． 现代液压技术应用 2 2 0例【 M 】 ． 北京 化学 工业 出版 社 ． 2 0 0 9 ． 【 4 】 张平格． 液压传动与控制【 M 】 ． 北京 冶金工业 出版社，2 0 0 9 ． 【 5 】 袁子荣． 液气压传动与控制【 M 】 ． 重庆 重庆大学出版社， 2 0 0 6 ． 关于发行 中国液压液力气动密封工业年鉴 2 0 1 0年 的通知 各有关 单位 由中 国液压 气动密封 件工 业协 会组织 编 写 的中国液 压液 力气 动密 封行 业第 二 部年鉴 中 国液压 液力 气动密封工业年鉴} 2 0 1 0年 下称 行业年鉴 已经 由化学工业出版社于 2 0 1 1 年 1 月出版。现开始向行业和 社会 公开发行 。 2 0 0 5年中国液压气动密封件工业协会组织编写的中国液压 、 液力 、 气动 、 密封行业第一部年鉴一 中国液压 气动密封工业年鉴 2 0 0 5年 记录了中国液压液力气动密封工业从 1 9 5 0年到 2 0 0 4年的发展历史印迹。 中国 液压液 力气动 密封工业年 鉴 2 0 1 0年 是 中 国液压 气 动密封 工业年 鉴 2 0 0 5年 的续篇 ， 主要 记 录 2 0 0 5年 到 2 0 0 9年中国液压 、 液力、 气动 、 密封行业的发展印迹 ， 所辑内容主要为这 5年的资料、 数据。 液 力行业 在 2 0 0 5年 版年鉴 中并 入液 压行业 中 ， 本部 行业 年鉴 将 液力 行业 与液 压行 业分 离 ， 故 书名定 为 中国液压液力气动密封工业年鉴 2 0 1 0年 。 本部 行业年鉴 统计数据均来 自中国液压气动密封件工业协会及国际流体动力统计委员会 I S C 公布的数据。 路甬祥院士为本部 行业年鉴 名誉编委会主任 ， 曾广商院士和王玉明院士为名誉副主任， 编委会成员汇集 了行业的所有的资深专家及权威人士， 具有行业代表的权威性和广泛性。全书大 1 6开 ， 铜版纸印刷， 约 9 3万余 字 ， 4 0 0余 页 ， 主要 内容包括 液压 、 液 力 、 气 动 、 密 封工业 “ 十一 五 ” 规 划执 行情况 、 科技 成 果和 专利 、 标 准和质 量 、 企业 信息化 、 企业 风采 、 统计 数据 以及 国际流 体动力产 业发展 情况等 内容 。 本部 行 业年鉴 是 一本 流体 动力传 动产业 综 合性 、 资料 性 、 史册 性 和实用 性 的大型 工具 书 ， 是 一部 产业 史 上继往开来的鸿篇巨作。她将为政府 、 行业 、 企业 、 院所研究发展战略、 制定发展规划 、 编制投资方案提供决策依 据， 同时也将成为国内外相关部门、 档案馆、 史料馆、 图书馆的有价值的藏书。 协会会 员单位免 费赠送一 册 。 其他 欲购买本 年鉴者 ， 请按 行 业年鉴 征订 须知 见 本期第 3 8页 要 求 ， 与协 会有 关人员联 系购买事 宜 6