液压系统压力在停止和保持载荷作用下的风险缓解
液压功能安全非常复杂，即使是使用液压缸停止和保持负载这样最常见的操作也不例外。虽然在液压缸杆端安装阀门来阻断流体流动在示意图上看起来很简单，但要确保安全性和功能正常，需要仔细考虑几个关键因素。
压力强化
液压系统中常使用截止阀来隔离能量，但如果使用不当，会导致压力升高，尤其是在油缸活塞杆侧的密闭油腔内。这种现象源于帕斯卡定律，该定律指出，施加在密闭流体上的压力会向各个方向均匀传递。液压系统涉及多种能量转换：电机产生的电能经泵转换为液压能，液压能再由油缸转换为机械能。当油缸被液压阻断时，机械能被迫重新转化为液压能并滞留在活塞杆侧，这可能导致危险的高压水平。
如何缓解这个问题
为了有效缓解液压系统中的压力增压问题，首先需要评估关键部件。首先，应咨询制造商，确认油缸的结构完整性和密封件的额定压力，以确定其是否能够承受更高的压力。其次，应联系软管和接头的制造商，确认其额定压力是否能够承受更高的压力。如果需要采取额外的安全措施，可以考虑在液压回路中加入安全防护装置，主要有两种策略：能量移除（排气）和能量隔离（堵塞）。最有效的方法通常是堵塞杆端，同时对活塞端进行排气，这样可以阻止活塞伸出并安全释放压力，从而最大限度地降低压力增压的风险。
要点
以下是理解液压系统中压力强化的一些关键点：
- 压力增强仅发生在气缸的活塞杆侧；在典型的液压结构中，压力增强不会发生在活塞侧。
- 选择安全解决方案时，务必使其与功能安全目标保持一致。考虑是否需要阻止伸展、回缩或两者都需要。
- 评估哪些形式的能量必须被隔离或释放，以及一项安全措施可能会如何影响其他系统要求。
- 务必进行压力强化计算。切勿省略计算步骤。
设计安全可靠的液压系统需要深入了解安全规程如何影响系统运行。这包括引入冗余和监控机制以满足安全标准，并分析上游和下游安全组件的影响。适当的评估可确保系统在任何情况下都保持安全并按预期运行。