《小孔和間隙的流量.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《小孔和間隙的流量.ppt（45頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,Part2.6.4壓力損失,實際液體是有粘性的，所以流動時粘性阻力要損耗一定能量，這種能量損耗表現(xiàn)為壓力損失。損耗的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，使液壓系統(tǒng)溫度升高，甚至性能變差。因此在設(shè)計液壓系統(tǒng)時，應(yīng)考慮盡量減小壓力損失。,液體在流動時產(chǎn)生的壓力損失分兩種：沿程壓力損失和局部壓力損失。沿程壓力損失：液體在等徑直管內(nèi)流動時因摩擦而產(chǎn)生的壓力損失。局部壓力損失：液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、閥口以及突然變化的截面等處時，因流速或流向發(fā)生急劇變化而在局部區(qū)域

2、產(chǎn)生流動阻力所造成的壓力損失。,由圓管層流的流量公式(2-82）可求得，即為沿程壓力損失,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,1.沿程壓力損失,(2-86）,將代入上式并整理后得,(2-87）,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,,液體在直管中作湍流流動時，其沿程壓力損失的計算公式與層流時相同，即仍為,式中液體的密度；沿程阻力系數(shù)，理論值?？紤]到實際流動

3、時還存在溫度變化等問題，因此液體在金屬管道中流動時宜取，在橡膠軟管中流動時則取。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,不過式中的沿程阻力系數(shù)有所不同。由于湍流時管壁附近有一層層流邊界層，它在Re較低時厚度較大，把管壁的表面精糙度掩蓋住，使之不影響液體的流動，像讓液體流過一根光滑管一樣（稱為水力光滑管）。這時的僅和Re有關(guān)，和表面粗糙度無關(guān)，即=f(Re)。當(dāng)Re增大時，層流邊界層厚度減薄。當(dāng)它小于管壁表面粗糙度時，管壁表面粗糙度就突出在層流邊界層之外（稱為水力粗糙管），對液

4、體的壓力損失產(chǎn)生影響。這時的將與Re以及管壁的相對表面粗糙度/d（為管壁的絕對表面粗糙度，d為管子內(nèi)徑）有關(guān)，即=f(Re，/d)。當(dāng)管流的Re再進(jìn)一步增大時，將僅與相對表面粗糙度/d有關(guān)，即=f(/d)，這時就稱管流進(jìn)入了它的阻力平方區(qū)。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,圓管的沿程阻力系數(shù)的計算公式列于表118中。,表1-18圓管的沿程阻力系數(shù)的計算公式,,,,,,管壁絕對表面粗糙度的值，在粗估時，鋼管取0.04mm，銅管取0.00150.01mm，鋁管取0.0015

5、0.06mm，橡膠軟管取0.03mm，鑄鐵管取0.25mm。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,2.局部壓力損失,局部壓力損失p與液流的動能直接有關(guān)，一般可按下式計算,(2-88）,式中液體的密度；v液體的平均流速；局部阻力系數(shù)。由于液體流經(jīng)局部阻力區(qū)域的流動情況非常復(fù)雜，所以的值僅在個別場合可用理論求得，一般都必須通過實驗來確定。的具體數(shù)值可從有關(guān)手冊查到。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)

6、學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,3.液壓系統(tǒng)管路的總壓力損失,液壓系統(tǒng)的管路一般由若干段管道和一些閥、過濾器、管接頭、彎頭等組成，因此管路總的壓力損失就等于所有直管中的沿程壓力損失p和所有這些元件的局部壓力損失p之總和，即,(2-89）,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,必須指出，上式僅在兩相鄰局部壓力損失之間的距離大于管道內(nèi)徑1020倍時才是正確的。因為液流經(jīng)過局部阻力區(qū)域后受到很大的干擾，要經(jīng)過一段距離才能穩(wěn)定下來。如果距離太短，液流還未穩(wěn)定就又要經(jīng)歷后

7、一個局部阻力，它所受到的擾動將更為嚴(yán)重，這時的阻力系數(shù)可能會比正常值大好幾倍。,通常情況下，液壓系統(tǒng)的管路并不長，所以沿程壓力損失比較小，而閥等元件的局部壓力損失卻較大。因此管路總的壓力損失一般以局部損失為主。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,對于閥和過濾器等液壓元件往往并不應(yīng)用式(2-88）來計算其局部壓力損失，因為液流情況比較復(fù)雜，難以計算。它們的壓力損失數(shù)值可從產(chǎn)品樣本提供的曲線中直接查到。但是有的產(chǎn)品樣本提供的是元件在額定流量qr下的壓力損失pr。當(dāng)實際通過的流

8、量q不等于額定流量qr時，可依據(jù)局部壓力損失p與速度v2成正比的關(guān)系按下式計算,(2-90）,Back,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,Part2.7孔口流動,小孔在液壓傳動中的應(yīng)用十分廣泛。本節(jié)將分析流體經(jīng)過薄壁小孔、短孔和細(xì)長孔等小孔的流動情況，并推導(dǎo)出相應(yīng)的流量公式，這些是以后學(xué)習(xí)節(jié)流調(diào)速和伺服系統(tǒng)工作原理的理論基礎(chǔ)。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),

9、液壓傳動,,Part2.7.1薄壁小孔,薄壁小孔是指小孔的長度和直徑之比l/d0.5的孔，一般孔口邊緣做成刃口形式如圖126所示。各種結(jié)構(gòu)形式的閥口就是薄壁小孔的實際例子。,圖1-26通過薄壁小孔的流體,當(dāng)流體流經(jīng)薄壁小孔時，由于流體的慣性作用，使通過小孔后的流體形成一個收縮截面Ac（見圖126），然后再擴(kuò)大，這一收縮和擴(kuò)大過程便產(chǎn)生了局部能量損失。當(dāng)管道直徑與小孔直徑之比d/d07時，流體的收縮作用不受孔前管道內(nèi)壁的影響，這時稱流體完全收縮；當(dāng)d/d07時，孔前管道內(nèi)壁對流體進(jìn)入小孔有導(dǎo)向作用，這時稱流體不完全收縮。,,high-technicalinstituteofShanghaiDia

10、nJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,列出圖126中截面11和22的能量方程，并設(shè)動能修正系數(shù)=1，有,式中，h為流體流經(jīng)小孔的局部能量損失，它包括兩部分：流體流經(jīng)截面突然縮小時的h1和突然擴(kuò)大時的h2。,由前知,經(jīng)查手冊得,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,由于Ac<

11、icalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,由此得流經(jīng)小孔的流量為,(2-92）,式中A0小孔的截面積；Cc截面收縮系數(shù)，Cc=Ac/A0；Cd流量系數(shù)，Cd=CcCv。,液體流經(jīng)薄壁小孔的收縮系數(shù)Cc可從圖1-27中查得。,圖1-27液體的收縮系數(shù),,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,氣體流經(jīng)節(jié)流孔的收縮系數(shù)Cc由圖1-28查出。,圖1-28氣體流經(jīng)節(jié)流孔的收縮系數(shù),液體的流量系數(shù)

12、Cd的值由實驗確定。在液流完全收縮的情況下，當(dāng)Re=8005000時，Cd可按下式計算,(2-93）,當(dāng)Re105時，Cd可以認(rèn)為是不變的常數(shù)，計算時取平均值Cd=0.600.61。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,在液流不完全收縮時，流量系數(shù)Cd可增大至0.70.8，具體數(shù)值見表1-19。當(dāng)小孔不是刃口形式而是帶棱邊或小倒角的孔時，Cd值將更大。,表1-19不完全收縮時液體流量系數(shù)Cd的值,,氣體的流量系數(shù)一般取Cd=0.620.64。,由式(2-92）可知，流經(jīng)薄壁

13、小孔的流量q與小孔前后的壓差p的平方根以及小孔面積A0成正比，而與粘度無關(guān)。由于薄壁小孔具有沿程壓力損失小、通過小孔的流量對工作介質(zhì)溫度的變化不敏感等特性，所以常被用作調(diào)節(jié)流量的器件。正因為如此，在液壓傳動中，常采用一些與薄壁小孔流動特性相近的閥口作為可調(diào)節(jié)孔口，如錐閥、滑閥、噴嘴擋板閥等。流體流過這些閥口的流量公式仍滿足式(2-92），但其流量系數(shù)Cd則隨著孔口形式的不同而有較大的區(qū)別，在精確控制中尤其要進(jìn)行認(rèn)真的分析。詳細(xì)內(nèi)容可參考附錄A。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓

14、傳動,,Part2.7.2短孔和細(xì)長孔,當(dāng)孔的長度和直徑之比0.5

15、high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,Part2.8縫隙流動,在液壓與氣動元件的各組成零件間總存在著某種配合間隙，不論它們是靜止的還是變動的，都與工作介質(zhì)的泄漏問題有關(guān)。本節(jié)介紹流體經(jīng)過各種縫隙的流動特性及其流量公式，作為分析和計算元件泄漏的依據(jù)。,與空氣相比液體的泄漏引起的功率損失和對環(huán)境的污染危害更大，所以下面闡述液體通過縫隙的流動，即液體的泄漏問題。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)

16、院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,Part2.8.1平行平板縫隙,圖134所示為在兩塊平行平板所形成的縫隙間充滿了液體，縫隙高度為h，縫隙寬度和長度為b和l，且一般恒有bh和lh。若縫隙兩端存在壓差p=p1-p2，液體就會產(chǎn)生流動；即使沒有壓差p的作用，如果兩塊平板有相對運(yùn)動，由于液體粘性的作用，液體也會被平板帶著產(chǎn)生流動。,圖1-34平行平板縫隙間的液流,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,分析液體在平行平板縫隙中最一般的流動情況，即既有壓差的作用，又受平板相對運(yùn)動的作

17、用。,在液流中取一個微元體dxdy（寬度方向取單位長），作用在其左右兩端面上的壓力為p和p+dp，上下兩面所受到的切應(yīng)力為+d和，因此微元體的受力平衡方程為,,經(jīng)過整理并將代入后有,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,對上式積分兩次得,(2-109）,式中，C1、C2為積分常數(shù)，可利用邊界條件求出：當(dāng)平行平板間的相對運(yùn)動速度為u0時，在y=0處，u=0，在y=h處，u=u0，則,,,此外，液流作層流時p只是x的線性函數(shù)，即把這些關(guān)系式代入上式并整理后有,(2-110）,,h

18、igh-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,由此得通過平行平板縫隙的流量為,(2-111）,如果將上面的這些流量理解為元件縫隙中的泄漏量，那么從式(2-112）可以看到，在壓差作用下，通過縫隙的流量與縫隙值的三次方成正比，這說明元件內(nèi)縫隙的大小對其泄漏量的影響是很大的。,H&P,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,Part2.8.2環(huán)形縫隙,液壓和氣動元件各零件間的

19、配合間隙大多數(shù)為圓環(huán)形間隙，如滑閥與閥套之間、活塞與缸筒之間等等。理想情況下為同心環(huán)形縫隙；但實際上，一般多為偏心環(huán)形縫隙。,1.流經(jīng)同心環(huán)形縫隙的流量,圖1-35同心環(huán)形縫隙間的液流a）縫隙較小b）縫隙較大,圖135所示為液體在同心環(huán)形縫隙間的流動。圖135a中圓柱體直徑為d，縫隙大小為h，縫隙長度為l。當(dāng)縫隙h較小時，可將環(huán)形縫隙沿圓周方向展開，把它近似地看作是平行平板縫隙間的流動。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,將b=d代入式(2-111），可得同心環(huán)形縫隙的流

20、量公式,(2-114）,當(dāng)圓柱體移動方向與壓差方向相反時，上式第二項應(yīng)取負(fù)號。,若圓柱體和內(nèi)孔之間沒有相對運(yùn)動，即u0=0，則此時的同心環(huán)形縫隙流量公式為,(2-115）,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,當(dāng)縫隙較大時（見圖135b），必須精確計算。經(jīng)推導(dǎo)其流量公式為,(2-116）,式中符號意義見圖135b所示。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,

21、2.流經(jīng)偏心環(huán)形縫隙的流量,圖1-36所示為液體在偏心環(huán)形縫隙間的流動。設(shè)內(nèi)外圓間的偏心量為e，在任意角度處的縫隙為h。因縫隙很小，r1r2r可把微元圓弧db所對應(yīng)的環(huán)形縫隙間的流動近似地看作是平行平板縫隙間的流動。將db=rd代入式(2-111）得,圖1-36偏心環(huán)形縫隙間的液流,由圖136的幾何關(guān)系，可以得到,式中h0內(nèi)外圓同心時半徑方向的縫隙值；相對偏心率，=e/h0。,H&P,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,將h值代入上式并積分后，便得偏心環(huán)形縫隙的流量公式為,

22、(2-117）,當(dāng)內(nèi)外圓之間沒有軸向相對移動，即u0=0時，其流量公式為,(2-118）,由上式可以看出，當(dāng)=0時，它就是同心環(huán)形縫隙的流量公式；當(dāng)=1，即有最大偏心量時，其流量為同心環(huán)形縫隙流量的2.5倍。因此在液壓與氣動元件中，為了減小縫隙泄漏量，應(yīng)采取措施，盡量使其配合處于同心狀態(tài)。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,3.流經(jīng)圓環(huán)平面縫隙的流量,圖1-37所示為液體在圓環(huán)平面縫隙間的流動。這里，圓環(huán)與平面之間無相對運(yùn)動，液體自圓環(huán)中心向外輻射流出。設(shè)圓環(huán)的大、小半徑

23、為r2和r1，它與平面間的縫隙值為h，則由式(2-110），并令u0=0，可得在半徑為r、離下平面z處的徑向速度為,流過的流量為,即,圖1-37圓環(huán)平面縫隙間的液流,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,對上式積分，有,當(dāng)r=r2時，p=p2，求出C，代入上式得,又當(dāng)r=r1時，p=p1，所以圓環(huán)平面縫隙的流量公式為,(2-119）,Back,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液

24、壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,Part2.9瞬變流動,在液壓與氣動系統(tǒng)中有時會出現(xiàn)流體的流速在極短的瞬間發(fā)生很大變化的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致壓力的急劇變化，這就是所謂瞬變流動。瞬變流動會給系統(tǒng)帶來很大的危害，應(yīng)盡量予以避免。,本節(jié)主要介紹液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象以及它們的減小措施。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,Part2.9.1液壓沖擊,在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)突然關(guān)閉或開啟液流通道時，在通道內(nèi)液體壓力發(fā)生急劇交替升降的波動過程稱為液壓沖擊。出現(xiàn)液壓沖擊時，液體中的瞬時峰值壓力往往比正常工作壓

25、力高好幾倍，它不僅會損壞密封裝置、管道和液壓元件，而且還會引起振動和噪聲；有時使某些壓力控制的液壓元件產(chǎn)生誤動作，造成事故。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,1.管內(nèi)液流速度突變引起的液壓沖擊,有一液位恒定并能保持液面壓力不變的容器如圖1-40所示。容器底部連一管道，在管道的輸出端裝有一個閥門。管道內(nèi)的液體經(jīng)閥門B出流。若將閥門突然關(guān)閉，則緊靠閥門的這部分液體立刻停止運(yùn)動，液體的動能瞬時轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，產(chǎn)生沖擊壓力，接著后面的液體依次停止運(yùn)動，依次將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，在?/p>

26、道內(nèi)形成壓力沖擊波，并以速度c由B向A傳播。,圖1-40液流速度突變引起的液壓沖擊,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,設(shè)圖1-40中管道的截面積和長度分別為A和l，管道中液體的流速為v，密度為，則根據(jù)能量守恒定律，液體的動能轉(zhuǎn)化成液體的壓力能，即,所以,(2-121）,式中pmax液壓沖擊時壓力的升高值；K計及管壁彈性后的液體等效體積模量；c壓力沖擊波在管道中的傳播速度，即,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversit

27、y,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,壓力沖擊波在管道中的傳播速度可按下式計算,(2-112）,式中K液體的體積模量；d管道的內(nèi)徑；管道的壁厚；E管道材料的彈性模量。,壓力沖擊波在管道中液壓液內(nèi)的傳播速度c一般在8901420m/s范圍內(nèi)。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,如果閥門不是全部關(guān)閉，而是部分關(guān)閉，使液體的流速v降到v，則只要在式(2-121）中以（v-v）代替v，便可求得這種情況下的壓力升高值，即,(2-123）,一般，依閥門閉時間常把

28、液壓沖擊分為兩種：,,當(dāng)閥門關(guān)閉時間時，稱為直接液壓沖擊（又稱完全沖擊）。,,當(dāng)閥門關(guān)閉時間，稱為間接液壓沖擊（又稱不完全沖擊）。此時壓力升高值比直接沖擊時小。(2-124）,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,各種情況下關(guān)閉液流通道時管內(nèi)液壓沖擊的壓力升高值歸納于表1-20。,表1-20關(guān)閉液流通道時管內(nèi)液壓沖擊的壓力升高值,,pmax=cv,pr=c(v-v),不論是哪一種情況，知道了液壓沖擊的壓力升高值p后，便可求得出現(xiàn)沖擊時管道中的最高壓力,(2-125）,式中，p

29、為正常工作壓力。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,2.運(yùn)動部件制動引起的液壓沖擊,圖1-41運(yùn)動部件制動引起的液壓沖擊,原理：如圖1-41所示，活塞以速度v驅(qū)動負(fù)載m向左運(yùn)動，活塞和負(fù)載的總質(zhì)量為m。當(dāng)突然關(guān)閉出口通道時，液體被封閉在左腔中。但由于運(yùn)動部件的慣性而使腔內(nèi)液體受壓，引起液體壓力急劇上升。運(yùn)動部件則因受到左腔內(nèi)液體壓力產(chǎn)生的阻力而制動。,設(shè)運(yùn)動部件在制動時的減速時間為t，速度的減小值為v，則根據(jù)動量定律可近似地求得左腔內(nèi)的沖擊壓力p，由于,,high-tec

30、hnicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,故有,(2-126）,式中m運(yùn)動部件（包括活塞和負(fù)載）的總質(zhì)量；A液壓缸的有效工作面積；t運(yùn)動部件制動時間；v運(yùn)動部件速度的變化值，v=v-v；v運(yùn)動部件制動前的速度；v運(yùn)動部件經(jīng)過t時間后的速度。,上式的計算忽略了阻尼、泄漏等因素，其值比實際的要大些，因而是偏安全的。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,3.減小液壓沖擊的措施,針對上

31、述各式中影響沖擊壓力p的因素，可采取以下措施來減小液壓沖擊；,1）適當(dāng)加大管徑，限制管道流速v，一般在液壓系統(tǒng)中把v控制在4.5m/s以內(nèi)，使pmax不超過5MPa就可以認(rèn)為是安全的。2）正確設(shè)計閥口或設(shè)置制動裝置，使運(yùn)動部件制動時速度變化比較均勻。3）延長閥門關(guān)閉和運(yùn)動部件制動換向的時間，可采用換向時間可調(diào)的換向閥。4）盡可能縮短管長，以減小壓力沖擊波的傳播時間，變直接沖擊為間接沖擊。5）在容易發(fā)生液壓沖擊的部位采用橡膠軟管或設(shè)置蓄能器，以吸收沖擊壓力；也可以在這些部位安裝安全閥，以限制壓力升高。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUnivers

32、ity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,圖1-42氣體溶解度以及從油液中放出的氣體體積與壓力間的關(guān)系a）溶解度壓力間的關(guān)系b）油液中放出氣體體積與壓力間的關(guān)系,如圖1-42a所示。在常溫常壓下，石油基液壓油的空氣溶解度約等于（612）%。,溶解在液體中的空氣對液體的體積模量沒有影響，但當(dāng)液體的壓力降低時，這些氣體就會從液體中分離出來，如圖1-42b所示。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,在一定溫度下，當(dāng)液體壓力低于某值時，溶解在液體中的空氣將會突

33、然地迅速從液體中分離出來，產(chǎn)生大量氣泡，這個壓力稱為液體在該溫度下的空氣分離壓。,有氣泡的液體其體積模量將明顯減小。氣泡越多，液體的體積模量越小。,當(dāng)液體在某一溫度下其壓力繼續(xù)下降而低于一定數(shù)值時，液體本身便迅速汽化，產(chǎn)生大量蒸氣，這時的壓力稱為液體在該溫度下的飽和蒸氣壓。,一般說來，液體的飽和蒸氣壓比空氣分離壓要小得多。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,幾種液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系如圖1-43所示。,圖1-43飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系油-水乳化液水-乙二醇液氯化烴液

34、合成液石油基油液硅酸酯液磷酸酯液硅酮液,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,2.節(jié)流孔口的氣穴,氣穴的產(chǎn)生：當(dāng)液體流到圖1-44所示的節(jié)流口的喉部位置時，由于流速很高，根據(jù)能量方程，該處的壓力會很低。如那里的壓力低于液體工作溫度下的空氣分離壓，就會出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象。同樣，在液壓泵的自吸過程中，如果泵的吸油管太細(xì)、阻力太大，濾網(wǎng)堵塞，或泵安裝位置過高、轉(zhuǎn)速過快等，也會使其吸油腔的壓力低于工作溫度下的空氣分離壓，從而產(chǎn)生氣穴。,圖1-44節(jié)流口的氣穴現(xiàn)象,,high-technic

35、alinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象時，大量的氣泡使液流的流動特性變壞，造成流量不穩(wěn)，噪聲驟增。特別是當(dāng)帶有氣泡的液流進(jìn)入下游高壓區(qū)時，氣泡受到周圍高壓的壓縮，迅速破滅，使局部產(chǎn)生非常高的溫度和沖擊壓力。這樣的局部高溫和沖擊壓力，一方面使金屬表面疲勞，另一方面又使工作介質(zhì)變質(zhì)，對金屬產(chǎn)生化學(xué)腐蝕作用，從而使液壓元件表面受到侵蝕、剝落，甚至出現(xiàn)海綿狀的小洞穴。,因氣穴而對金屬表面產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象稱為氣蝕。,氣蝕會嚴(yán)重?fù)p傷元件表面質(zhì)量，大大縮短其使用壽命，因而必須加以防范。,,high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity,,上海電機(jī)學(xué)院高職學(xué)院,第二章液壓傳動基礎(chǔ),液壓傳動,,3.減小氣穴的措施,在液壓系統(tǒng)中，哪里壓力低于空氣分離壓，那里就會產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。為了防止氣穴現(xiàn)象的發(fā)生，最根本的一條是避免液壓系統(tǒng)中的壓力過分降低。具體措施有：,1）減小閥孔口前后的壓差，一般希望其壓力比p1/p23.5。2）正確設(shè)計和使用液壓泵站3）液壓系統(tǒng)各元部件的連接處要密封可靠，嚴(yán)防空氣侵入。4）采用抗腐蝕能力強(qiáng)的金屬材料，提高零件的高職強(qiáng)度，減小零件表面粗糙度值。,Back,