S7缝隙流动详解.ppt

§6.5　液压卡紧现象 任意处的间隙h为 　　式中α为阀芯锥角之半。我们取θ＝0及θ＝π两个位置来分析，显然θ＝0处的h小于θ＝π处的间隙。 　　可知θ＝0处的压强要比θ＝π处压强为小，因此使阀芯偏芯增大。阀芯压向阀套壁面而产生卡紧现象，称为液压卡紧。 　　在某一确定的θ角时，间隙h将只随x而异，任一x的微小改变dx将引起间隙的相应改变dh，它们的关系: 　在阀芯上取一微小面积rdθdl，该面积上所受的液压力为df’=prdθdl，它的方向垂直于该面，则径向作用于阀芯的力为 将dx= dh/tgα代入得： 分析:（1）如果阀芯与阀套均无锥度，则△h=0 　因为r、l、p1及p2均为常数，所以f不随θ而变化，阀芯上作用的总径向力（液压力）将等于零。 所以总的液压力F=0。由此可得出：园柱滑阀的阀芯和阀套均无锥度时，液压力为零，即不产生液压卡紧现象。 （2）如果阀芯与阀套有锥度，但阀芯与阀套同心 均为常数 因此f不随θ角而变，即阀芯上的径向力是平衡的。 阀芯与阀套同心时液压力为零，不产生液压卡紧现象。但阀芯与阀套保持同心是很困难的。 即e=0，则任意θ角时： （3）如果阀芯与阀套有锥度，且形成的间隙向流动方向减小 因此产生一个向上的径向力，将使偏心减小至趋于同心。 故在△h0时，阀芯上作用着对中力，使阀芯自动消除偏心 由此得出：园柱滑阀阀芯或阀套有锥度，所形成的间隙向流动方向，不产生液压卡紧现象。 （3）如果阀芯与阀套有锥度，且形成的间隙向流动方向增大 因此在θ=0处的力将小于θ=π处的力，这样就产生了使偏心e增大的力，将使阀芯压向阀套壁面。 由此得出：园柱滑阀阀芯或阀套有锥度，且间隙向流动方向增大时将产生液压卡紧现象。 §7　缝隙流动 液压元件各零件间如有相对运动，就必须有一定的配合间隙。液压油就会从压力较高的配合间隙流到大气中或压力较低的地方，这就是泄漏。　 由于液压用油都有一定粘性，缝隙流动Re较小，属层流流动。 缝隙中油液产生运动原因： 其一是由于存在压差而产生流动，即压差流， 其二是由于组成缝隙的壁面具有相对运动则使油液流动，即剪切流动。 　　泄漏主要是有压力差与间隙造成的。泄漏量与压力差的乘积便是功率损失，因此泄漏的存在将使系统效率降低。同时功率损失也将转化为热量，使系统温度升高，进而影响系统的性能。 　　泄漏分为内泄漏和外泄漏。　 §7.1　缝隙流动速度分布 相对速度为U的两壁面形成间距为h的隙缝，隙缝中充满油液。 　　若两壁面平行，则h为常数，不平行，则h 为变量。不管壁面平行与否，只要h是小量，则不平行度也十分微小，缝隙中油液基本呈平行层流运动，液流受到粘性力控制，流动比较稳定。 如图坐标，Z轴垂直某一壁面，X轴与流向一致。 §7.1　缝隙流动速度分布 §7.1　缝隙流动速度分布 p与y与无关 隙缝运动——粘性存在——h很小—— 由连续性方程—— Y轴向的尺寸较大—— §7.1　缝隙流动速度分布 §7.1　缝隙流动速度分布 U=0，即固定壁面形成的缝隙流速分布规律： §7.2　固定壁面形成缝隙的泄露量 1、平行平面间的泄露量 两平行壁面组成的缝隙h为常数，设h=δ,则流速u为： 缝隙宽b，微小过流断面dA=bdz，则流量q： 因δ很小，液流没有z方向运动—— §7.2　固定壁面形成缝隙的泄露量 1、平行平面间的泄露量 即两平行壁面形成的缝隙中，沿x方向的压降变化率不变。 §7.2　固定壁面形成缝隙的泄露量 1、平行平面间的泄露量 §7.2　固定壁面形成缝隙的泄露量 1、平行平面间的泄露量 2、同心园环缝隙的泄露量 §7.2　固定壁面形成缝隙的泄露量 1、平行平面间的泄露量 2、同心园环缝隙的泄露量 3、偏心园环缝隙的泄露量 §7.2　固定壁面形成缝隙的泄露量 1、平行平面间的泄露量 2、同心园环缝隙的泄露量 3、偏心园环缝隙的泄露量 §7.2　固定壁面形成缝隙的泄露量 1、平行平面间的泄露量 2、同心园环缝隙的泄露量 3、偏心园环缝隙的泄露量 　　在工程实际问题中，缝隙往往是肯有相对运动的壁面所组成，例如：齿轮泵及齿轮马达壳体内腔与齿顶的缝隙，齿轮端面与轴套之间的缝隙，齿轮是转动的，壳体与轴套则不转动，它们之间有相对运动。 §6.3　具有相对运动的平行面缝隙中的流动 　 又如叶片泵及叶片马达转子端面的缝隙，柱塞泵及柱塞式马达的柱塞与缸之间的缝隙等都是由具有相对运动的壁面所组成。　　 吸油 压油 由于壁面有相对运动，又由于液体的粘性作用，运动壁面缝隙中的油液引起了一附加的诱导速度，因此缝隙内液体的流速u将为由压差△P引起的主流速u’和诱导速度的迭加. §7.3　具有相对运动的平行面缝隙中的流动 即 u＝