工程化解读最前沿的液压技术
2023/7-8 月刊
上海液压气动密封行业协会 指定媒体
www.ihydrostatics.com
Hydr statics
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使用水乙二醇介质的柱塞泵失效原因分析
液压气动仿真与数字孪生工业软件产业化发展研讨会精彩回顾
运动控制系统中，压力传感器用以提高精度和可靠性
液压泵的吸油特性研究
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声明
液界大咖
液压泵的吸油特性研究
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《静液压》杂志编委会
iHydrostatics静液压是专注于静液压领域的新媒体，秉持工程化解读最前沿的液压技术创办理念，致力打造一个联通液界精英人才、优秀企业之间，构建开放、共享、共学、共创商业价值的液界协同平台。
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上海液压气动密封行业协会
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液压传动与控制
电液爱好者
新液压
液压马达工程师
神奇的流体
哇机资讯
Amesim系统仿真
Contents
www.ihydrostatics.com · 2023
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旋转控制伺服阀
专题文章
运动控制系统中，压力传感器用以提高精度和可靠性
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10 #HiTalks2023 | 智能制造液压元件3D打印产业化研讨会 即将召开
24 恒立液压：2023年上半年净利润12.79亿元 同比增长20.97%
博世力士乐深化在华布局：莘庄园区正式开园
第九届流体传动与机电一体化国际会议在兰州成功举办
25 持续进化 | MWORKS 2023b正式上线
PLUS+1 2023 版本更新
8月挖机国内销量5300台左右
26 恒立推出HRD摆线马达体验
28 丹佛斯片式阀家族推出新成员PVG48阀
32 SLP13电磁插装阀在紧凑型设备中的应用优势
34 专为小流量工况而生，力士乐推出全新高性能平衡阀
60 负载敏感技术的诞生
使用水乙二醇介质的柱塞泵失效原因分析
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12 #HiTalks2023 | 液压气动仿真与数字孪生工业软件产业化发展研讨会 精彩回顾
液压泵的吸油特性研究 | 吴晓明
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“【参考阅读】使用水乙二醇介质的柱塞泵失效原因分析 | 马明东；【讲座预告】#液界百家讲堂 | 使用水乙二醇介质的柱塞泵失效原因分析•马明东”
泵的吸油特性决定了，“给定泵转速下”泵入口压力的下限，或“给定泵入口压力下”泵的转速的上限，在该速度下，泵不会发生工作腔不完全充填引起的充填损失。
资料给出了如图1所示泵入口有效流量Qe与入口压力p1的关系，其中速度作为轴向柱塞泵和齿轮泵的参数。
图1 泵的有效流量取决于入口压力
（a） 轴向柱塞泵（b）齿轮泵
前些日子马明东老师做了一次报告，讲述了使用水乙二醇介质的柱塞泵失效原因分析，内容非常丰富，其中主要探讨了泵的吸油特性对泵的寿命的影响。
吸油特性是容积式泵所具有的独特能力，可以在没有任何附加装置的情况下，自行吸油至工作腔中所需的流量。为了让大家更清楚的理解泵的吸油特性与哪些因素有关，本人对收集到的一些资料进行了总结，试着从理论上做一次分析探讨，找到吸油压力与泵的转速和其它参数之间的关系，所得出的结果希望对大家有些帮助，所述内容属于抛砖引玉，希望各位同仁进一步参与讨论补充，以达到完善结论和共同进步的目的。
点我！
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从图中的曲线变化趋势可以看出，齿轮泵的吸油特性优于柱塞泵；转速越高，要求入口的绝对压力也需相应的提高；若需达到所需的流量，必须相应的提高入口绝对工作压力；若入口绝对压力低于某个值，将会发生不完全填充，泵流量将不会连续供应，气蚀现象就会发生，泵可能会加速失效。
工作腔不完全填充的基本原因是液柱的中断，这是由于压力下降到气体溶解压力以下而导致溶解在油中的空气分离的结果，也是由于在局部温度下压力下降到蒸汽压力以下而造成流体蒸发的结果。或者换言之，当泵的吸油区域中的局部压力下降到临界值pkrit以下时发生工作腔的不完全填充。
众所周知，流体的气体溶解能力强烈依赖于压力。气体溶解压力表示发生气体溶解并达到饱和极限的压力。如果低于该压力，溶解在油中的空气就会从油液中分离出来。从液压油重要特征参数表中可以明显看出，对于矿物油基压力流体（HL）和无水流体（HFD），蒸汽压非常低。因此，在矿物油中，临界压力pkrit对应于气体溶解压力。当压力突然下降时，溶解的空气会从油中分离出来。相反，对于含水压力流体（HFA、HFB和HFC），临界压力对应于蒸汽压力。在局部压力降降低的情况下，流体会蒸发。泵入口处的压力还取决于泵和油箱之间的相互布置和连接方法。图2描述了用于确定泵入口压力的典型设计。根据图2，泵入口处的压力由下式给出：
图2 确定泵入口压力的方案
有两个主要因素会影响泵入口和工作腔之间流体流动造成的损失：管路（沿程损失）和形状损失（局部损失），管路损失是由于流体流经管道或软管而在流体管路中发生的。形状损失由循环涡流引起。通常在泵入口和工作腔的入口之间，流体在流动通道中遇到各种形状配置，例如从圆形到矩形的变化、弯曲、膨胀或收缩。根据流体力学原理，零部件（过滤器、弯管、配件、阀、横截面变化等）中的形状损失导致的压降ΔpF可根据以下关系确定：
式中ξ=形状损失(局部损失)系数；
v1=流速；
k=局部阻力的数量
管道中流体流动造成的损失导致的压降ΔpR为：
式中 λj=管道阻力系数；
lj=管道长度；
dj=管道内径；
v=平均流速；
m=管段j的数量。
管道阻力系数λ取决于雷诺数Re。流体必须以压力p1从泵入口流入工作腔。因此，适当的入口压力是必要的。入口压力主要需要：
克服流体的加速度需要的压力；
克服作用在流体上的离心力；
克服泵的入口和工作腔之间的管路沿程和形状损失。
某一台泵的入口压力实际值在很大程度上取决于泵的类型和泵的设计结构。原则上，对于柱塞泵，压损的主要部分是由于配流装置本身的流动阻力以及配流
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旋转轴和半径r上给定点之间的压差Δp2可以根据流体元件上的压力和惯性力之间的力平衡计算，如下所示：
装置和泵口之间的流动阻力。在齿轮泵和叶片泵中，需要额外的压差来克服因流体旋转而出现的离心力。流体加速所需的压差基本上与泵的类型无关。
图3 轴向柱塞泵的入口面积
对于流体的加速和克服由其产生的惯性力，所需的压降为：
修正系数考虑了由于计算简化而产生的偏差。k1大于1是因为入口开口面积处的流体既会加速，也会减速。
流体必须以角速度ω旋转，该角速度等于转子的角速度。对于流体元件在离旋转轴距离r处的径向加速度αω，我们有：
图4 齿轮泵的进油区域
通常情况下，液体不会填满旋转轴和定子之间的入口空间。相反，它只填满了转子的外半径r0和定子环之间的空间。对于半径为r的给定液体部分和转子之间的压力差，有：
完整阅读，点这里！
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#HiTalks 2023
液压气动仿真与数字孪生工业软件产业化发展研讨会
精彩回顾
火热八月
60+液界群英
苏州共话
#模型驱动创新 软件定义未来
液压气动仿真与数字孪生工业软件产业化发展
本届研讨会由上海液压气动密封行业协会主办，苏州同元软控信息技术有限公司、北京理工大学机械与车辆学院共同承办，并得到了行业媒体的大力支持！
这就是刚刚落下帷幕的
#HiTalks2023
液压气动仿真与数字孪生工业软件产业化发展研讨会
10场行业名家专题报告
反映国内外液气行业工业仿真软件技术前沿
1场苏州同元软控公司参观
展示国内工业仿真软件自主研发最佳实践范例
1场主题圆桌会议
共同研讨“液压软件现在与未来”
液压气动数智化产业联盟工业软件对接小组主题研讨会
搭建液气工业软件领域需求对接平台
创建液界群英精准深度交流圈
特别专题
特别专题
由上海液压气动密封行业协会会长 葛志伟的开幕致辞拉开本届研讨会的序幕。
葛志伟在开幕致辞中表示，本次研讨会是液压气动"数智化"产业论坛对接论坛的延拓，也是液压气动数智化产业联盟工业软件对接小组的主题活动。旨在通过这种专题研讨、深度互动交流的方式，为国内液压工业软件领域建立一个需求对接的平台。让行业用户需求得到真正的理解，让对接合作得到真正的落地!
研讨会上午上半场的报告活动由北京理工大学博导 周俊杰主持。
本届研讨会以 #模型驱动创新，软件定于未来 为主题，共同探讨面向液压行业或工程机械主机框架下的，基于Modelica的液压统一建模/分析/数字孪生平台CHyP1.0的可能性；探究目前我们行业的建模分析数字孪生的数字研发与数字交付工具的基础与要求。
10场主题报告，分别由来自上海液压气动密封行业协会专家委员会专家许仰曾，徐工国重实验室仿真测试所所长黄建华，北京理工大学特别研究员博导周俊杰，东方空间飞控与仿真部主任张弛，江苏大学博士硕导石茂林，上海交通大学自动化系副教授路林吉，苏州同元软控信息技术有限公司执行董事陈立平，苏州同元软控信息技术有限公司总经理周凡利，河南科技大学机电液技术实验中心主任李跃松，中国农业大学工学院副教授熊绍平学术界和企业界的10位行业专家带来，为与会嘉宾贡献了一场精彩的关于工业软件的液界盛宴。
许仰曾作《许氏建模法与数字孪生》主题报告
特别专题
特别专题
黄建华(武维维宣讲)作《工程机械复杂系统仿真技术研究与应用》主题报告
张弛通过视频连线作《从“传感器+模型”到数字孪生》主题报告
石茂林作《多源数据驱动预测方法及其应用研究》主题报告
路林吉作《电子控制器软硬件自动化设计平台》主题报告
周俊杰作《车辆流体系统仿真》主题报告
研讨会上午下半场的主题报告交流由同元软控陈路主持。
特别专题
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陈立平作《一类工业基础软件创新思考与实践》主题报告
熊邵平通过视频连线作《基于磁流变液剪切模式的高速开关阀与新型数字排量泵的研究开发》主题报告。下午半场的主题报告由上海交通大学的路林吉教授主持。
周凡利作《模型与数字驱动的装备数智化及实践》主题报告
李跃松作《电液伺服阀Simscape多域物理系统建模和仿真》主题报告
本次研讨会特别安排了苏州同元软控信息技术有限公司（简称“同元软控”）的参观活动。30多位与会嘉宾在同元软控邵进涛的带领下一起参观的展示大厅，并了解了同元的发展历程。目前，同元软控已经开发了国内新一代科学计算与系统建模仿真平台MWORKS，掌握了数字化与智能化设计核心技术一一多领域物理统一建模和系统仿真技术，可以为液压气动行业提供新一代工业智能化设计平台及应用服务。
同元软控开发的模型库MWORKS.Library：涵盖传动、液压、电机、热流等多个典型专业，覆盖航天、航空、汽车、能源、船舶等多个重点行业，并支持用户自行扩展；提供的基础模型有助于大幅降低复杂产品模型开发的门槛，降低模型开发人员的学习成本，消减数字化转型的阻力，从而加速装备行业数字化转型。
特别专题
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其中液压专业领域的模型库包含液压元件模型库和液压组件模型库，这两个液压模型库涵盖了绝大部分液压系统仿真所需要的模型类型。
基于液压组件模型库、Modelica标准库，参照系统拓扑关系，构建包含液压系统、控制系统和结构系统的汽车起重机多领域仿真模型，通过对整车不同工况下的转动灵活性、操纵稳定性及平顺性进行仿真分析系统，获得满足实际需求的工况参数，为系统设计、元部件选型及参数优化提供理论依据。
研讨会的圆桌会议是与会嘉宾思维碰撞最为精彩的环节。#液压软件的现在和未来，是圆桌会议的讨论主题。同元软控陈立平教授从同元的创立和发展历程谈起，阐述了国内工业软件发展的着力点和关注点。从各位与会嘉宾的探讨交流中，小编也深深的感受到的一点是——行业心态的变化：不再盲目视国外标
杆为不可逾越的高峰，一味的跟随不是我们本土工业软件的出路，而应更结合我们自身的行业需求，提出更具创新性的软件解决方案，实现差异化的客户价值。
国产液压工业软件这个话题一直是国内液压人内心中的期许。本想是一个小众的专业话题，却还是吸引了不少液界内来自学术界和企业界的代表参会交流。多位与会代表在研讨会中各抒己见，结合自己从业中和软件的种种过往，表达出了内心的期望。
同元软控的成功实践为液压行业的国产工业软件照进了一道曙光，势必会激励更多的液界专业人士在这条道路上无畏的踏步前行！
期待不久的将来，我们再次相约水墨江南 · 相约姑苏城！
特别专题
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您是否曾为如何向外界展示您的产品而烦恼呢？
别担心，我们的团队熟悉各类机械、液压、气动产品的结构和工作原理，能够将您的产品以三维动画的形式展现出来。这将为您带来前所未有的推广效果！
我们的目标是，让咱们液压气动行业的产品宣传可以告别单调的文字介绍，用三维动画这样炫酷的武器来展现咱们国产产品的魅力！
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静液压▶ 液压三维动画制作服务
此次更新的2023b版本带来了8个工具的重要更新，另外全新推出7个工具，还包含数十个亮点功能以及数百项功能改进，为用户带来全方位的体验升级。
恒立液压在2023年上半年实现了营业总收入和净利润的增长，但经营活动产生的现金流量净额下降。公司的市盈率、市净率和市销率均处于历史分位图的中等水平。营运能力方面，公司的总资产周转率和固定资产周转率略低于行业平均水平，但应收账款周转率和存货周转率较高。
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恒立液压：2023年上半年净利润12.79亿元 同比增长20.97%
博世力士乐深化在华布局：莘庄园区正式开园
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6月30日，同元成功举办MWORKS 2023b产品发布会（点击蓝字跳转阅读），会上公布了新版MWORKS的产品特性、重大改进、关键技术以及设计理念。7月21日，科学计算与系统建模仿真平台MWORKS 2023b正式上线，开放下载。
PLUS+1 2023 版本更新
博世力士乐在上海莘庄园区启动新子公司，并承担博世力士乐在华深化布局的重任。该园区的开园庆典吸引了政企双方代表出席。博世力士乐全球总裁表示，持续投资和加强本土研发及生产能力建设，坚持和深化双元本地化战略，是博世力士乐在中国可持续发展战略的核心。乐卓博威液压科技（上海）有限公司正式成立，将立足中国市场，为市场提供兼具质量和高性价比的液压产品和系统解决方案，助力中国客户转型升级，保持竞争优势。
持续进化 | MWORKS 2023b正式上线
第九届流体传动与机电一体化国际会议在兰州成功举办
2023年8月19日至20日，第九届流体传动与机电一体化国际会议（FPM2023）在甘肃兰州举行，由中国机械工程学会流体传动与控制分会和Institute of Electrical and Electronics Engineers主办。来自德国、美国、日本、英国、俄罗斯等国家以及国内相关高校、科研院所和企业负责人、技术人员等400余人参会。会议内容涵盖流体传动技术主要应用领域，同时涉及基础研究和技术应用等方面。会议主旨报告集中反映了近年来国际流体传动与机电一体化领域的最新研究进展。
2023年4月丹佛斯释放了PLUS+1 2023.1版本，在7月释放了PLUS+1 2023.2版本。
8月挖机国内销量5300台左右
经草根调查和市场研究，CME预估2023年8月挖掘机（含出口）销量12600台左右，同比下降30%左右。其中国内市场下降42%，出口市场下降19%。
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在同样扭矩下摆线马达相较于其他种类液压马达要更轻小，且易安装，因此在工程机械、农业机械、工业自动化等领域越发受客户青睐。
恒立HRD摆线马达给你两全其美的体验
继推出HCW、HSD等多款盘配流式摆线马达后，恒立又自主研制了首款轴配流式摆线马达——HRD系列摆线液压马达。
该系列马达采用镶针齿式转定子设计，在高压下工作并能自动补偿，使得马达具备启动压力低、效率较高、保持性好、运转平稳等特性。而且还采用联动轴强化设计，实现更长的运行使用寿命。
同时，HRD马达选择高压轴封和单向阀作为标准配置，因此在不使用泄油口的情况下，马达仍能承受较高的背压，在要求同步驱动的串并联回路中具备优良的使用特性。
小巧灵活 强劲有力
目前，HRD系列摆线马达已应用到高空作业车及农业收获机上，并有着不错的应用表现。作为高空作业车的回转马达，HRD可提供高精度、高负载的驱动力，实现转台平稳、快速地回转。同样，HRD也为农业收获机的割台提供充足动力，使得收割作业持续高效进行。
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丹佛斯片式阀家族新成员PVG48阀，进一步扩展高性能PVG产品组合
丹佛斯动力系统隆重推出PVG 48 阀，再次扩展了 PVG产品组合，增加了阀前补偿多路阀系列。这一新品将填补 PVG 32 和 PVG 128 之间的流量空白，专为需要 125-180 l/min 的应用而设计。
PVG 48 的优势
PVG 48 旨在实现与现有的 PVG 多路阀系列的轻松组合，包括PVG 256、PVG 128、PVG 32 和 PVG 16。PVG 产品组合的模块化使五种多路阀尺寸可以堆叠在一起，并且流量在同一组多路阀内从高到低流动，从而实现精确和可重复的控制，最终提高生产力。
PVG 48 提高了功率密度，阀的流量为 180 l/min [47.6 US gal/min]。其紧凑的设计在节省空间和重量的同时，又实现了性能的显著提升。除了 PVG 48 阀之外，PVG 48 产品组合还提供一系列进油联（PVPM 48 和 PVSI 48 w P&T），可满足更高流量应用。
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触电不伤人 · 浸水防漏电
防电路起火 · 实时智检
- 针对工业环境防护等级计
- 安培级大漏电流设计
- 4~35平方线接入设计
- 地线功能侦测
- 产品损坏自动切换地线功能，保障用电基础安全完善
- 漏电流主动侦测处理功能
- 漏电流声光报警提醒功能
- 智能款型号具备远程漏电侦测提醒功能
- 潮湿浸水环境用电安全功能
- 智能回流节电功能，漏电流回流利用，节约电能
应用场景：
需要不断电维护的液压设备
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SLP13 电磁插装阀在紧凑型设备中的应用优势
丹佛斯动力系统 SLP13 是一种双向两位提升阀芯型电磁阀，可为紧凑型设备应用提供低功率和低压降。
SLP13 阀的特点包括：
- 降低功耗
- 增加额定流量
- 额定压力高达 350 bar （5，000 psi）
- 新的线圈技术延长了使用寿命。
低功率和高流量满足不断变化的液压系统需求
丹佛斯的 SLP13 插装阀配备了正在申请专利的技术，可降低阀门的功耗，同时提高其额定流量。这样做使机械 OEM 能够更好地满足效率目标，并减小液压歧管的尺寸和成本。
功耗从 29 W 降低到 10 W 以下，最大限度地减少了柴油动力机器的燃料使用和电动替代品的电池能量。该阀采用新的线圈设计。降低阀门的功耗可使线圈的稳定温度降低近 50%，防止烧毁，从而延长使用寿命。
SLP13 阀门的压降低于前几代产品，丹佛斯在其宣布推出该阀门的新闻稿中表示，有助于减少燃料使用和排放。
与其他阀门设计相比，独特的结构使插装阀在相同腔体类型中可提供大约 1.8 倍的流量。尺寸为 10 的阀门的标称流量为 79 lpm （21 gpm）。根据丹佛斯的说法，这种设计使 OEM 能够在不牺牲性能的情况下用更小的选项替换较大的阀门，从而使液压系统更紧凑、重量更轻且具有成本效益。
减小系统的尺寸和重量可以使整体机器尺寸和重量受益，从而进一步提高效率;这也有利于向电动机器的转变，这些机器需要为其他组件（如电池）占用更多空间，并提高效率以优化两次充电之间的电池寿命。
“机械趋势，如车载电子控制的使用增加以及紧凑型和电气化设备的增长，需要高效、低功率的阀门和液压集成电路解决方案。我们的新型 SLP13 阀门代表了额定流量和功耗方面的重大进步，能够帮助 OEM 利用这些趋势，“丹佛斯动力系统集成电路解决方案全球产品经理 Abby Bauer 说。
SLP13 阀门适用于各种物料搬运、建筑和农业设备应用。
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平衡阀在行走机械领域应用广泛，它在各类设备上担任着保障动作的稳定性、设备安全、保持负载等职责。随着国内工程机械的不断发展，市场对平衡阀的需求也在不断提升。本期，我们就带你走近一款新型超小流量平衡阀。
- 专为小流量工况设计，可以有效控制1L/min~10L/min负载
- 先导比可以根据工况要求调整（4:1和2:1可选）
- 单作用 & 双作用可选
- 标准法兰安装，无需改变油缸法兰尺寸 (安装尺寸也可根据用户需求定制)
专为小流量工况而生，
全新高性能平衡阀来了！
博世力士乐传统的标准平衡阀最小流量为40L/min, 而行业中有一些设备执行元件流量很小，甚至低至1L/min，标准平衡阀已经无法满足工况要求，提供稳定的负载控制。
为了积极响应这一需求，博世力士乐中国本地研发团队设计推出了超小流量平衡阀解决方案，可以在不改变标准平衡阀的安装尺寸和外形的情况下，提供微小流量的平衡阀方案。
这款超小流量平衡阀适用于高空作业平台、应急装备、特种车辆等工程机械，可以在满足流量需求的同时，提升设备的可靠性和工作效率。
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《静液压》杂志为双月刊，2023年共将推出6期
《静液压》杂志为电子期刊，分为网络版和电子版
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使用水乙二醇介质的柱塞泵失效原因分析
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专题文章
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今天来谈一下一套使用水乙二醇介质的液压站油箱及供油管道的设备错误而导致柱塞泵失效的案例。
作者：马明东
水乙二醇用柱塞泵的损坏现象
本人针对水乙二醇介质柱塞泵损坏原因研究了二十多年，对各钢厂的液压站进行大量观察与测试，查阅大量的国内外文献，了解世界各国针对水乙二醇介质液压系统的设计特殊要求，并指导炼钢企业对二十多年前的水乙二醇介质液压系统进行针对性的改造，取得特别良好的效果并介绍给大家。本文一是讲各钢厂现投入使用的水乙二醇介质液压站设计错误而导致泵损坏原因；二是讲针对现有的水乙二醇介质液压系统如何进行改造，延长柱塞泵在线使用寿命。
是什么原因造成此泵的轴承损坏，这是一系列的流体动力学的错误而导致的结果。
这是一套炼钢厂转炉的液压站，使用五台力士乐EA4VSO250DR/30R柱塞泵，介质为水乙二醇，这套液压站上只有5#泵，总是短时间内损坏下线。最多时可能在一个月内就损坏了三次，下面是拆解5#泵的情况。
在国内，各炼钢企业这种柱塞泵损坏现象是特别普遍，只有使用水乙二醇液压介质的柱塞泵才发生这样的损坏现象，而且泵上线使用寿命很短就发生损坏，世界上各品牌的柱塞泵都会发生此现象。因此，国际上各柱塞泵制造厂也开展针对性研究，也找出内在原因以及解决方案。美国派克公司，德国力士乐公司，美国Oilgear等世界著名的液压柱塞泵制造生产厂也相续开发了针对水乙二醇介质的专用柱塞泵，瑞典INA公司也开发了一种专用于水乙二醇介质柱塞泵轴承。
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这套液压站上五台泵是共用一根供油管道，共用一根壳体泄漏回油管道泄油回油箱。这套液压站上每台柱塞泵壳体回油管上安装了单向阀，这套液压站存在有三大错误的地方。
错误一：五台泵共用一根供油管道，管道的内径是200mm
这种多泵共用一根供油管道设计的错误有如下二种原因，一是：吸油管道内径太小，5台柱塞泵在最大吸油时，需要每秒31L的油量。要满足5台泵的最大流量时，Ф200的管道内的油液流速要高达0.982m/s，才能满足5台泵所需要的油液。力士乐对于泵吸油管道内的油液流速规定为﹤0.5m/s，为了达到力士乐的对泵吸油管道内的油液流速要求，再加上油液粘度摩擦指数影响，5台泵共用吸油管道内径则需要的吸油管道内径则需要达到Ф280mm才能满足力士乐所规定。
液压站存的三大错误
为了验证主S管内吸入有大量空气，改造的方法是在主S管道尾端开孔并安装一根透明尼龙管，透明管的另一端头高于油箱液位以上，朝向空中。之后，泵在P口排油状态时，源源不断的大量的气泡从透明管中溢出，每当泵进入到高压状态时，也就是泵斜盘到达最小角度时，透明管中的气泡休停。
二是：5台泵共用一根吸油管道，主管道引入端插入油箱靠近底端中，端头呈45°斜面。在5台泵共同变量吸油时，因为需求输送的油量大、管道细、流速高，造成主管道引入端头内的油液与周围边上的油液流速差，形成了从管道吸油端头到周围边缘的差速流动，在吸油管道端口形成一种旋涡流，这个尖形底小而上面渐变扩大的旋涡流直达到油箱液面上，则液面形成中空漏斗状的旋涡，大量的空气从中空漏斗状的旋涡中被吸入泵体吸油腔内。因油箱内只有一根吸油管，因液体进入管口的流速太快，就形成漏斗状的漩涡，漩涡直达液面上。
液压油箱内有三种板，1是隔板，2是挡板，3是遮板，油箱内的遮板就是遮盖在吸油口上面的一个倒锥状的圆板，目的就是不让油液呈现旋流漏斗状态，防止大量的空气通过旋柱的空心进入到吸油管道中。
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错误二：是五台泵上，每台泵壳体泄漏回油管上都安装了单向阀
就是这个单向阀，是害死液压柱塞泵的主要原凶，也是本文要讲的重点。
为什么要设定在这样的工况下？这是因为炼钢的空间都是高温场所，液压执行元件（主要是油缸、管道）都处于高温环境或受到高温烘烤，执行元件内的液体也变为高温液体，当执行元件中的液体动作完毕后进入油箱，也就把油箱内的液体也变成高温液体。要想把油箱内的液体冷却下来，就需要泵把油箱内的高温油吸出送到冷却器来冷却。
泵在长时间的低压待命时，就是柱塞泵在没有驱动指令时，在待命阶段内，泵的P口是低压，柱塞泵斜盘是停持在最大角度（15°），柱塞往复行程运动，吸/排油量达到最大值， 即泵的排油量最大。柱塞泵在低压待命时，三大摩擦副没有静压油膜外泄油液泄到泵壳中。
低压待命的柱塞泵，要防止泵壳体内负压！因为低压待命的泵在待命时，斜盘摆角是停持在最大角度上，柱塞吸油行程最大，所以，泵吸/排油量也是最大，在柱塞吸油时，因为柱塞吸油侧呈现负压，导致滑靴一侧也产生吸油现象，滑靴吸油吸的是壳体内的油液，只要低压待命时间超过40秒，滑靴侧就会把泵壳体内的油液吸光，造成泵主轴尾端轴承无油液润滑 ，造成干摩擦。此时，只有泵U口有冲洗油来润滑前轴承，只要几十秒的时间，无油润滑的后轴承烧损导致前轴承损坏。
水乙二醇介质的柱塞泵使用要有特殊条件的，但是在力士乐泵的中文样本上是没有向使用者提供这些特殊的要求说明。但在力士乐英文版技术手册上是有这些要求的。
再加上人们对泵的吸油口端不重视，设计人员缺乏流体力学知识而导致管路设计的多个错误，缺乏柱塞泵在水乙二醇介质的液压系统中的运行的特殊工况，没有满足特殊要求，才导致水乙二醇介质的液压系统中泵的使用寿命很短，要是满足了这此特殊的使用条件要求，这种泵是不会坏的！可以长期使用的。
怎么样才能满足此特殊的使用条件要求？用水乙二醇介质的柱塞泵与用液压油的柱塞泵最大不同点是泵处于低压且排量是最大值(这样的工况我暂称之为“低压待命”)。
错误三：共用一根壳体泄漏回油管道泄油回油箱
下面我把这二项的错误合起来讲！炼钢厂的液压设备应用的都是水乙二醇介质，主要是防火阻燃。
水乙二醇介质的柱塞泵使用的特殊条件
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曲线说明：30秒时间内的变量柱塞泵吸油口压力、排油口流量、壳体压力流量变化曲线。用此图来证明：泵的流量的波动与壳体压力的波动是息息相关的，是相生相克的关系。
测试方法：在一台变量柱塞泵的P口上安装了一台流量计、在泵的吸油口上安装了一个压力传感器。壳体上安装了一个压力传感器。执行机构：液压油缸。人工操作油缸杆伸或缩，
从1.3秒到3.5秒，在这2.3秒的时间内，泵P口排量从80L升到163L的同时刻，壳体压力下降了0.09bar，吸油口压力下降了0.096bar。
第6秒时，泵流量减少、泵体压力也随着上升，这证明泵的流量大/小是与壳体压力是息息相关的。
第8秒时，泵的流量最大时，泵壳体压力也是最低的到负压值。
从16.5秒到17.5秒，在这1秒的时间内，泵P口排量从110L下降到15L的同时刻，壳体压力上升了0.03bar，吸油口上升了0.06bar。
到25秒到30秒之间，泵排口流量最小时（每秒是不到20L），此时泵的斜盘是停泊在最小摆角位置，泵供油管道内的油液流速也是最慢，曲线图上的绿色线-泵的吸油口压力是正压的0.05bar，此时，按变量泵的工作原理，此时泵的压力也是达到最高点压力，泵的三大摩擦副泄漏值也达到最大值，这个最大值是在负压的0.02bar左右间波动。
采用数字测试仪对此过程进行测试，结果曲线记录如下。
这里要重点阐述一个概念：油膜与静压油膜的区别。油液在压力的作用下，从缝隙间向外溢出，才是静压油膜。三大摩擦副要产生静压油膜需要的最低压力：
滑靴副在16bar压力以下时，只产生油膜而不是静压油膜，基本上是没有油液向外泄漏，只有压力达到24bar以上时，才产生少量的静压油膜外泄。
柱塞副在16bar压力以下时，只产生油膜而不是静压油膜，也是没有油液向外泄漏，只有压力达到70bar以上时，才产生少量的静压油膜外泄。
配流盘副要在压力达到80bar以上时，才产生的的静压油膜外泄。
以上的泄漏压力值是泵标准间隙时的泄漏。
高压待命的柱塞泵，要防止泵壳体内压力超标！因为从三大摩擦副缝隙间外泄静压油，是不断的外溢到泵壳体内，如果泄油管道有阻力，就会形成泵壳体内的间隙环流液压力增大，一旦壳体内压力增大，这对泵也是致命威肋的。
美国派克对应用在水乙二醇介质柱塞泵是有明确性的特殊要求：
1，泵泄油管要单独的流向油箱，一定不要与其它泵共用一根泄油管道，柱塞泵运转时，最大允许泵壳体压力≦0.5bar，峰值2bar。
2，使用低压胶管泄油，胶管全程不准有直角弯，胶管内径要大于泵壳体上泄漏口径，使用胶管尽可能短，最长不得超出2米，否则要加大直径，泄漏胶管联接到油箱处的高度要超出泵壳体最高点。
3，泵壳体泄漏回油胶管必需联接到油箱最低液面以下200mm，油流出口处要远离泵吸油口区域，防止高温，带有气泡的油液被吸入泵中。
4，柱塞泵在如下工况下运行时：最大流量时，吸油口绝对压力
油膜与静压油膜的区别
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＜2bar，泵待命时P口压力时＜25bar、即长时间的低压循环时，泵在这种运转状态时，柱塞泵壳体泄油管内油液会改变流动方向（油箱内的油液流向壳体），泵壳体内的油液会通过滑靴中心孔和柱塞中心孔被吸到柱塞吸油侧与配流窗口间，这是油箱内
油液通过泄油管道要向壳体内流动的原因，泵壳体泄油软管一定从油箱中得到油液，要如果泵壳体内没有充足的油液这是对泵是十分危险的，润滑不足会造成泵轴承发热，因此，油箱内的油液必须能够通过泄油管流出，并不许在泄油管上安装止回阀和任何有碍油液流动任何装置。
5，油箱内的油液通过泄漏油管反向流向壳体时，泄油管径要保证油液流动量不低于泵最大额定排量的10~15%。
上述表述就是水乙二醇介质子中的液压柱塞泵运行的特殊工况，泵壳体上的泄油口是泵的第二个吸油口，是补油口，如果达到或者能够满足泵壳体总是冲满油液的这些要求，泵的在线使用寿命可以得到保证。
造成泵主轴上的前后轴承损坏的直接原因是泵壳体内油液，在柱塞泵长时间的待命状态下，泵壳休内的油液被柱塞吸空、吸光、使泵壳休内干涸，导致没有油液给轴承润滑，轴承处于干摩擦状态。
旋转控制伺服阀
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EMG——SV系列旋转伺服阀
阀芯可以滑动，当然也可以转动。因而就有旋转伺服阀；那么旋转伺服阀又有哪些呢？
伺服阀是每个电液控制系统中最重要的组件。旋转阀芯和间隙调节的设计是为了确保最小的摩擦损耗、快速响应和单级阀的最大流量。EMG旋转阀芯设计提供了高可靠性和最大限度的减小维护量。这种类型的伺服阀允许在线冲洗（当没有油的泄漏时）。基于其在液压控制在工业应用领域的多年经验，他们决定装配手动调节装置。EMG系列伺服阀的尺寸在NG6到NG50通径之间，流量范围涵盖4到1500L/min，压损是20Bar。
其原理如下：
电机直接带‘阀芯’旋转并与弹簧平衡，靠弹簧对中。这一结构总体上看，并没有伺服阀先导马达那股轻灵劲，虽然厂家更愿意称之为伺服阀；因为安装面还是标准的ISO4401，我一般还是更多倾向于将它归为比例阀。且油口实际位于一对配油盘，由阀芯起链接传导作用却并无阀口。虽算是直驱却又有点给人一种主级和先导错位的感觉。
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2D伺服阀
一，导控级是利用阀芯大转动来实现流量和压力的控制，从而驱动阀芯直动。功率级是利用阀芯的直动来控制阀芯开口量的大小从而实现流量与压力的控制。2D 阀可以实现两种信号即机械的转动信号与轴向滑动信号的转换。
由原理可知其实际为液驱并非直驱，其巧妙的将先导与主级合二为一，因此又不属于严格的先导结构。
所谓2D 数字伺服阀是指阀芯同时具有旋转运动和轴向滑动两个自由度。实际上也可以将2D 数字伺服阀看成是转阀和滑阀的统
偏心轴旋转电机马达
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3D打印旋转伺服阀
采取金属3D打印技术生产制作的阀，使它具有最紧凑的体积、同类产品最轻的重量，是继moog30 之后的又一明星产品。
熟悉双喷挡伺服阀的人大概都知道其调零方式：靠偏心杆带动阀套左右移动从而达到调零调偏的目的。不难想到如果把偏心杆直接与阀芯连接并由旋转电机控制即可实现由旋转直驱阀芯移动。然而由于偏心产生的位移比较有限以及直驱阀芯克服液动力等因素。此结构的直驱伺服阀仅适用于较小流量规格的阀。且其动态十分依赖于电机马达的频响。
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H3e
H6e
运动控制系统中，压力传感器用以提高精度和可靠性
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设备闭环控制是提高生产率和降低生命周期成本的关键。在需要施加精确压力的液压应用中，必须自动监测液压。液压溢流阀可以通过确保液压压力不会升至标称值以上来防止出现不安全情况。然而，他们可能使得压力或力控制器性能变差。液压溢流阀仅限制压力或力，并且仅限制油缸的一侧（有时也是两侧）。另一方面，使用压力传感器可以精确控制所施加的压力或力。
压力机和注塑机等常见应用多年来已成功使用压力传感器，但许多新的应用领域也正在取得成果。例如，随着人们对如何将压力传感器应用于无损检测的认识和知识的不断增长，材料和生产测试系统正在发生转变。
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从基础开始
压力传感器通常成对应用于力控制应用。两个独立的传感器用于监测活塞两侧的压力（见图 1）。这使得人们可以使用以下公式计算合力：
合力 = PPE·APE – POE·AOE
此处:
PPE是活塞侧压力
APE是活塞侧有效面积
POE是杆侧压力
AOE是杆侧有效面积
图1 可以使用安装在活塞两侧的运动控制器和压力传感器来执行精确的压力或力控制
该计算提供了除密封摩擦之外的真实合力。
响应时间——压力传感器需要快速响应压力变化。特别是压力机等快速施力的应用，可能会产生极快的流体压力变化。压力传感器通常对它们对压力变化的响应速度有一个额定值，这些规格通常以上升时间或满量程某一百分比变化的时间给出。好的控制器可以每隔一毫秒读取一次压力，因此如果压力传感器响应缓慢，则控制器的读取速度无法充分利用。
响应时间评定的差异有时使比较产品技术成为一项挑战。以时间常数测量额定值的传感器应该知道，经过三个时间常数后，传感器将在阶跃变化后达到与实际压力的 5% 以内。如果将时间响应指定为响应从满量程的 5% 到 95% 所需的时间，则大致相同。在这两种情况下，如果使用 1 ms控制器，则 1 ms后响应应在约 5% 以内。
反馈——压力传感器最常见的两种反馈类型是电压和电流。电压反馈通常在 0-5 V 或 0-10 V 范围内，而电流反馈通常在 4-20 mA 范围内。通常还有其他可用的电压和电流范围。带电压反馈
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的压力传感器主要用于实验室环境，电噪声和导线长度不是影响因素。在工业环境中，首选压力传感器输出是 4-20 mA 的可变电流。与产生可变电压的传感器相比，具有电流输出的压力传感器信号不太可能受到电噪声干扰。
使用电流输出传感器的另一大优点是故障排除。有一种标准方法可以确定传感器是否正常工作。如果电压传感器返回 0 V 值，则可能是真正的零，但也可能意味着电线已被切断或传感器没有通电。相比之下，4-20 mA 传感器配置为 4 mA 输出代表零压力，20 mA 输出代表全额定压力（可能为 3000 或 5000 psi，具体取决于所选传感器）。如果控制器上的模拟输入看到来自这些压力传感器之一的 0 mA 电流，则它知道电线已被切断或电源已关闭。
将运动控制器连接到模拟压力传感器需要模数信号转换。为了使接口任务尽可能简单，机器制造商应该寻找内置 A-D 转换器的液压运动控制器。使用这样的控制器，传感器的输出可以直接连接到控制器的模拟输入。
位置——压力传感器在系统中的安装位置是实现良好运行的关键因素。最好将压力传感器安装在尽可能靠近液压缸上的目标点的位置，如图 1 所示。原因如下：
首先，与阀块内部的狭窄油口相比，油液在液压缸较大区域中的流动紊流值小很多。紊流会导致读数“嘈杂”，并可能导致压力读数降低。伯努利方程可以阐明这一点。然而，如果您只对无流量时的压力感兴趣，则这可能不是太重要。
其次，实际测量需求点和压力传感器之间的距离会导致延迟。压力波在油中以声速传播——大约 4.5 英尺/毫秒。距实际测量点 45 英尺的压力传感器在观察关键位置处的液压变化之前将有 10 毫秒的延迟。购买响应时间为 200 微秒的压力传感器，只是将其安装在远离实际测量点的地方是没有意义的。
第三，随着距离的增加，高频流体压力变化往往会减弱，因此距离压力传感器一定距离处发生的压力峰值的严重程度可能无法被
检测到。压力传感器通常安装在实际测量需求点和传感器之间的油口上。这可以保护容易出现压力峰值的系统中的传感器，但会降低控制响应的保真度。最好是解决压力峰值的原因，而不是解决它们。
图 2. 通过压辊下方的不同厚度的板材可能会导致液压峰值
保护压力传感器
保护传感器的一个好方法是在控制阀和液压缸活塞之间使用小型蓄能器。然而，这是一种糟糕的设计实践，因为蓄能器会减慢控制系统的响应，从而干扰力控制。
即使系统运行完美，也可能会出现尖峰。例如，锯木厂的刨床有一个压辊，在刨削时使用液压缸施加压力将木板压住，如图 2 所示。压辊通常会依次滚动每块木板，但木板通常不会滚动。厚度全部相同。如果一块板的顶面比前一块板高 18 英寸，则卷筒将被向上推 18 英寸。这可能会导致压力快速峰值，因为阀门无法立即响应卷筒的移动。然而，对于一个2英寸的液压缸，小型蓄能器只需吸收0.4立方英寸的油。这是少量的油，但可以可靠地保护压力传感器免受损坏。
负载敏感技术的诞生
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传统液压系统的缺点
早期的液压系统大家并不陌生，如图所示，该系统采用了一台定排量的齿轮泵，它负责向系统提供恒定的流量，而系统的压力则由液压缸所举升物体的载荷决定。
然而，液压缸肯定不可能无限制的举起不断增加的重物，因此当负载压力达到该系统的耐压极限时，系统的某些薄弱部位就会率先破裂，比如图中的软管破裂现象，这个很容易造成安全事故。
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因此，为了安全考虑，我们必须对系统的最高压力加以限制，在当时，最好的方法就是在泵的出口设置一个高压溢流阀。当系统工作压力达到这个高压溢流阀的设定值之后，泵输出的流量近乎全部从这个溢流阀流回油箱。
在这个状态下，系统的压力是最高的，系统的流量又是一个比较高的固定值。我们知道，液压系统的功率P=压力px流量q，最大的压力乘以最大的流量，功率损耗不大才怪。
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负载敏感技术的诞生
在二十世纪六十年代后期，一些年轻的工程师们就已经充分认识到了传统液压系统能耗过高的缺陷，他们从液压系统的理想工况出发，开展了一系列研究。
那什么是液压系统的理想工况呢？简单来说，就是能够将负载所需的压力、流量与泵源所给的压力、流量尽可能的匹配起来，从而最大程度的提高系统效率。
也就是图中展示的这种：我需要多少，你就给我多少的状态。
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为了能够达到这个理想工况，人们提出了负载敏感和压力补偿的概念。
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什么是负载敏感？
所谓负载敏感，其实是一个系统级别的概念，因此我们应该称其为负载敏感系统更为合适一些。
负载敏感系统可以通过“感应回路”检测出负载压力，流量和功率的变化信号，用以向液压动力源进行反馈，从而实现节能控制、流量控制、与原动机的动力匹配等控制。负载敏感系统所采用的控制方式主要包括液压控制和电子控制。
从负载敏感系统中的液压元件来看可分为：
负载敏感阀：也就是将负载的压力、流量和功率变化信号，向阀进行反馈，从而实现控制功能的阀。
负载敏感泵：也就是将负载的压力、流量和功率变化信号，向泵进行反馈，从而实现控制功能的泵。
负载敏感系统可降低液压系统的能耗，提高机械生产率，改善系统的可控性，降低系统的油温，延长整个液压系统的使用寿命。
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什么是压力补偿？
在节流调速系统中，根据小孔流量公式，我们知道，如果能保证压差Δp保持不变，那么只要调节阀口面积A就能控制通过节流阀
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的流量。这样一来，我们就把问题转化成：如何保证压差Δp保持不变？要解决这个问题，首先得知道，压差Δp受什么因素影响？实际上，能影响节流阀口前后压差的因素，要么是阀前的压力发生波动，也就是泵源的波动；要么就是阀后的压力发生波动，也就是负载发生变化。
液压系统计算软件V3.0全新发布
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《液压系统计算软件》是一款专为液压泵站和油缸设计计算而开发的软件，涵盖了大部分的液压泵站和油缸的参数计算，包括压力、流量、功率、扭矩、管道、散热冷却、压力损失、压力冲击以及油缸强度等计算。软件的界面十分简洁全面，界面都有公式说明，能引导您一步一步去设计。液压系统计算软件V3.0版本也于近期全新发布！
液压系统计算软件V3.0版本的主要功能包括：液压系统计算；油缸零部件强度计算；常用结构计算（网络收集的软件菜单项）；液压系统故障分析系统等。
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为此，人们从如何实现节流阀两端压差不变的角度，提出了压力补偿的概念。
所谓压力补偿，就是指在节流口上，并联或串联一个压力补偿器，以使节流口两端的压差设定为规定值，从而使通过节流口的流量，不受负载压力变化和液压泵流量变化的影响。
有关压力补偿器的内容，我们会在后续章节做详细的讲解。
《静液压》杂志是上海液压气动密封行业协会指定媒体，静液压新媒体主办的期刊。欢迎行业内的您，给我们投稿！
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液压油箱自动设计软件
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静液压领域新媒体 | 工程化解读最前沿的液压技术
在液压泵站设计绘图过程中，传统液压油箱设计方法是运用二维或三维软件进行设计，二维软件由于无法可视化，难以设计复杂的液压油箱而被逐渐淘汰，三维软件可以立体透明地展示外部和内部的结构，便于设计师有效地构思布局，但三维软件的基础操作步骤繁琐且需要一定的三维空间设计基础，在设计液压油箱的三维模型时只能手工一步一步建模，然后组装每个零件，最后才能设计出液压油箱的三维模型，这样传统的三维设计方法效率低下且容易出错。
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