第2章 液压与气压传动流体力学基础.ppt

第2章 液压与气压传动流体力学基础;§2.4 液体流动时的压力损失;流体流动的状态(2/3);流体流动的状态(3/3);2.沿程压力损失;沿程压力损失(2/5);沿程压力损失(3/5);沿程压力损失(4/5);沿程压力损失(5/5);3.局部压力损失;4.管路系统总压力损失;§2.4 孔口和缝隙流量;孔口流量(2/3);孔口流量(3/3);2.缝隙流量;缝隙流量(2/6);缝隙流量(3/6);缝隙流量(4/6);缝隙流量(5/6);缝隙流量(6/6);§2.7 空穴现象和液压冲击; 空穴现象是一种有害的现象，它主要有以下几方面的危害： （l）液体在低压部分产生空穴后，到高压部分气泡又重溶解于液体中，周围的高压液体迅速填补原来的空间，形成无数微小范围内的液压冲击。这将引起噪音，振动等有害现象。 （2）液压系统受到空穴引起的液压冲击会造成零件的损坏。另外由于析出空气中有游离氧，对零件具有很强的氧化作用，会引起元件的腐蚀。这些称之为气蚀作用。 （3）空穴现象使液体中带有一定量的气泡，从而引起流量的不连续及压力的波动。严重时甚至断流，使液压系统不能正常工作。; 为减少空穴和气蚀的危害，通常采取下列措施： （1）减小孔口或缝隙前后的压力降。一般希望孔口或缝隙前后的压力比小于3.5。 （2）降低泵的吸油高度，适当加大吸油管直径，限制吸油管的流速，尽量减小吸油管路中的压力损失（如及时清洗过滤器或更换滤芯等）。对于自吸能力差的泵要安装辅助泵供油。 （3）管路要有良好的密封，防止空气进入。 （4）提高液压零件的抗气蚀能力，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小零件表面粗糙度等。;2.液压冲击; (2) 液压冲击产生的原因 在阀门突然关闭或运动部件快速制动等情况下，液体在系统中的流动会突然受阻。这时，由于液流的惯性作用，液体就从受阻端开始，迅速将动能逐层转换为液压能，因而产生了压力冲击波；此后，这个压力波又从该端开始反向传递，将压力能逐层转化为动能，这使得液体又反向流动；然后，在另一端又再次将动能转化为压力能，如此反复地进行能量转换。由于这种压力波的迅速往复传播，便在系统内形成压力振荡。这一振荡过程，由于液体受到摩擦力以及液体和管壁的弹性作用不断地消耗能量，才使振荡过程逐渐衰减而趋向稳定，产生液压冲击的本质是动量变化。; (3) 冲击压力 （a）管道阀门关闭时的液压冲击 设管道截面积为A，产生冲击的管道长为l，压力冲击波第一波在l长度内传播的时间为t1，液体的密度为?，管中液体的流速为?，阀门关闭后的流速为零，则由动量方程得： 整理后得 （2.89） 式中c = l/t，为压力冲击波在管道中的传播速度。 应用式（2.89）时，需要先知道c值的大小，而c值不仅和液体的体积弹性模量K有关，而且还与管道材料的弹性模量E、管道的内径d及壁厚? 有关。在液压传动中，c值一般在900～1 400 m/s之间。 若液体流速? 不是突然降为零，而是降为?则式（2.89）可写成 （2.90） ; 设压力冲击波在管中往复一次的时间为tc，其中tc=2l / c。当阀门关闭时间ttc时称为突然关闭，此时压力峰值很大，这时的冲击称为直接冲击，其值可按式（2.89）或式（2.90）计算；当ttc时，阀门不是突然关闭，此时压力峰值较小，这时的冲击称为间接冲击，其?p值可按下式计算 （2.91） （b）运动部件制动时的液压冲击 设总质量为的运动部件在制动时的减速时间为?t，速度减小值为??，液压缸有效作用面积为A，则根据动量定理得