液压传动中的其它物理现象-液压传动基础知识

液压传动中的其它物理现象

一、   液压冲击

1.       产生原因：

1)      液流突然截断或换向引起液压冲击。

2)      运动的工作部件制动或换缶时因惯性力引起液压冲击。

1)      由于液压元件的滞后动作，使系统压力不能及时调正，引起液压冲击。

1.      液流通道迅速关闭产生的压力冲击   这种液压冲击与冲击波在导管内传播的速度有关，冲击波传播的速度越快，冲击压力越大。同时还因通道的关闭速度不同而有所差别。这种冲击包含两种情况，即完全冲击和非完全冲击。

    假设通道关闭的时间为t，冲击波从起始点开始再反射回起始点的时间为T，那末t＜T时为完全冲击，此时液流动能全部转为液压能；t＞T时为非完全冲击，此时只有部分液流动能转为液压能。T值由下式求出

T＝2l/a（秒）

式中：l—冲击波传播距离（米）

a—冲击波传播速度（米／秒）

在充满液压油导管中的传播速度a按下式计算

a＝(E0/ρ)1/2/(1＋E0·d/Eδ)1/2＝a0/(1＋E0·d/Eδ)1/2（米／秒）

式中：E0—矿物油容积弹性系数（公斤力／厘米2）一般取E0＝1.6×104

      E—导管材料弹性系数（公斤力／厘米2）

     δ—导管壁厚（厘米）

      d—导管直径（厘米）

     a0—导管中声音传播速度（米／秒）机床常用矿物油一般取a0＝1320（米／秒）

完全冲击时(t＜T)，导管液体压力的升高值Δp按下式计算

Δp＝a·ρ·Δv（公斤力／厘米2）

式中：ρ—油的密度（公斤力·秒2／厘米4）

     Δv—液流速度变化值（厘米／秒）

     液流通道全部关闭时Δv＝v1

     液流通道部分关闭时Δv＝－v2

     v1为液流通道关闭前流速

     v1为液流通道关闭后流速

非完全冲击时(t＜T)，导管液体压力的升高值Δp按下式计算

Δp＝a·ρ·Δv·T/t（公斤力／厘米2）

由此可知，减小或避免因通道迅速关闭引起的液压冲击的措施为：

1)      延长通道关闭时间，如用先导阀减缓换向阀的换向速度。

2)      降低通道关闭前的液流速度，如在滑阀端部开缓冲槽等。

3)      缩短冲击波传播反射的时间，如缩短导管距离，或在距通道关闭部位较近的位置设置蓄能器。

4)      降低冲击波传播速度，如采用较大的导管直径，采用弹性系数较大的导管材料，如橡胶导管等。

2.       运动部件制动时产生的液压冲击  

Δp＝ΣmΔv/FΔt（公斤力／厘米2）

式中：m—被制动运动部件的质量（公斤力·秒2／厘米）

      F—液压缸有效工作面积（厘米2）

由上式可知，为减小运动部件制动时产生的液压冲击，应延长制动时所需的时间，或缩小运动部件速度的减小值。如在液压缸行程终点采用减速、节流等缓冲装置等。

一、     空穴现象

液压泵吸油入口压力可按下式计算

p泵＝pa-(hλγ+v2γ/2g+·v2γ/2g +p惯)

式中：p泵—液压泵吸油入口压力          吸油损耗

       pa—大气压力

      p惯—由于液体在吸入管和泵室中加速运动所产生的压力

           hλ—吸油高度

            v—吸油管中油液流速

         Σξ—吸油部分阻力系数

           γ—重度

一、         温升

一般液压系统的油温不应超过70℃，作热计算时一般最高油温为60℃。高压系统油温不应超过50℃，机床系统的油温规定不超过室温25℃，精密机床液压系统油温不超过室温的10℃~15℃。各油温范围的性质，可参见下表。