【正文】 在液壓傳動系統(tǒng)中 ， 絕大多數(shù)壓力損失轉變?yōu)闊崮?，造成系統(tǒng)溫度增高 ， 泄漏增大 ， 影響系統(tǒng)的工作性能 。從計算壓力損失的公式可以看出 ， 減小流速 ， 縮短管道長度 ， 減少管道截面突變 ， 提高管道內(nèi)壁的加工質量等 ，都可使壓力損失減小 。 其中流速的影響最大 ， 故液體在管路中的流速不應過高 。 但流速太低 ， 也會使管路和閥類元件的尺寸加大 ， 并使成本增加 ， 因此要綜合考慮確定液體在管道中的流速 。 2222lp p pd??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?47 第五節(jié) 液體流經(jīng)小孔的流量 如圖所示為進口邊做成刃口形的典型 薄壁孔口 。 由于液體的慣性作用 ， 液流通過孔口時要發(fā)生收縮現(xiàn)象 ， 在靠近孔口的后方出現(xiàn)收縮最大的通流截面 22。 對于薄壁圓孔 ，當孔前通道直徑與小孔直徑之比 d1/d≥7時 ， 流束的收縮作用不受孔前通道內(nèi)壁的影響 ， 這時的收縮被稱為完全收縮；反之 ， 當 d1/d7時 ， 孔前通道對液流進入小孔起導向作用 ，這時的收縮被稱為不完全收縮 。 薄壁小孔液流 48 現(xiàn)對孔前通流斷面 1― 1和收縮斷面 2― 2之間的液體列出伯努利方程： 式中 ， h1=h2；因 ?1 ?2 ， 則 ?1可以忽略不計 ， 認為是零；因為收縮斷面的流動是紊流 ， 則 ?2=1；而 僅為局部損失 ， 即 ， 代入上式后可得： 由此可得通過薄壁孔口的流量公式為： p gh p gh p w1 1 1 1 2 2 2 2 2 212 12? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ? ?2)(22222 ?????????? ?????dldlp w?pw2 1 21 2 2()1p p C p?? ???? ? ? ??q A C C A p C A pc T q T? ? ?2 2 2 2? ? ?? ? ?49 、 細長孔口的流量 短孔的流量公式仍然是上式 。 短孔比薄壁孔口容易制作 ，因此特別適合于作固定節(jié)流器使用 。 流經(jīng)細長孔的液流 ， 由于粘性而流動不暢 ， 流速低 ， 故多為層流 。 所以其流量計算可以應用前面推出的圓管層流流量公式： 在這里 ， 液體流經(jīng)細長孔的流量 q和孔前后的壓差 ?p成正比 ， 而和液體的粘度 ?成反比 。 可見細長孔的流量和液壓油的粘度有關 。 這一點是和薄壁孔口的特性大不相同的 。 綜合各孔口的流量公式 ， 可以歸納出一個流量通用公式： 4128dqpl????q CA pT? ? ?50 第六節(jié) 液壓沖擊及空穴現(xiàn)象 ?在流動的液體中，因某點處的壓力低于空氣分離壓而產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，稱為 空穴現(xiàn)象 。 ?在一定的溫度下，如壓力降低到某一值時，過飽和的空氣將從油液中分離出來形成氣泡，這一壓力值稱為該溫度下的 空氣分離壓 。 ?當液壓油在某溫度下的壓力低于某一數(shù)值時，油液本身迅速汽化，產(chǎn)生大量蒸氣氣泡，這時的壓力稱為液壓油在該溫度下的 飽和蒸氣壓 。 ?液壓油的飽和蒸氣壓相當小，比空氣分離壓小得多，因此，要使液壓油不產(chǎn)生大量氣泡，它的壓力最低不得低于液壓油所在溫度下的空氣分離壓。 一、空穴現(xiàn)象 51 空穴的 產(chǎn)生 ： ?液壓泵 的空穴現(xiàn)象 ： 液壓泵吸油管直徑太小，或吸油阻力太大，或液壓泵轉速過高。由于吸油腔壓力低于空氣分離壓而產(chǎn)生空穴現(xiàn)象，形成氣泡。 ?節(jié)流口 處的空穴現(xiàn)象。 52 ?空穴的 危害 ： ?氣蝕： 這些氣泡隨著液流流到下游壓力較高的部位時，會因承受不了高壓而破滅，產(chǎn)生局部的液壓沖擊，發(fā)出噪聲并引起振動，當附著在金屬表面上的氣泡破滅時，它所產(chǎn)生的局部高溫和高壓會使金屬剝落，使表面粗糙，或出現(xiàn)海綿狀的小洞穴。這種固體壁面的腐蝕、剝蝕的現(xiàn)象稱為 氣蝕 。 ?減小空穴現(xiàn)象的 措施 ?（ 1）減小流經(jīng)節(jié)流小孔前后的壓力差，一般希望小孔前后壓力比小于 。 ?（ 2）正確設計液壓泵的結構參數(shù)，適當加大吸油管內(nèi)徑。 ?（ 3）提高零件的抗氣蝕能力，增加零件的機械強度，采用抗腐蝕能力強的金屬材料，減小零件表面粗糙度等。 53 二、液壓沖擊 ? 在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因，液體壓力在一瞬間會突然升高，產(chǎn)生很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為 液壓沖擊 。 ? 液壓沖擊的 實質 主要是管道中的液體因突然停止運動而導致動能向壓力能的瞬時轉變。 ?液壓沖擊 產(chǎn)生的原因 ： ? 當閥門瞬間關閉時，管道中便產(chǎn)生液壓沖擊。 ? 液壓系統(tǒng)中運動著的工作部件突然制動或換向時，由工作部件的動能將引起液壓執(zhí)行元件的回油腔和管路內(nèi)的油液產(chǎn)生液壓激振，導致液壓沖擊。 ? 液壓系統(tǒng)中某些元件的動作不夠靈敏，也會產(chǎn)生液壓沖擊，如系統(tǒng)壓力突然升高，但溢流閥反應遲鈍，不能迅速打開時，便產(chǎn)生壓力超調，即液壓沖擊。 54 運動部件制動 時產(chǎn)生的液壓沖擊： 設總質量為 ∑M的運動部件在制動時的減速時間為 △ t，速度的減小值為 △ v，液壓缸的有效工作面積為 A，則根據(jù) 動量定理 可近似地求得系統(tǒng)中的沖擊壓力 △ p，因 所以 ? ???? vMtpAtAvMp???? ?55 液體突然停止運動 時產(chǎn)生的液壓沖擊： 設管道的截面積為 A，長度為 l，管道中液流的流速為 v，密度為 ρ。當管道的末端突然關閉時，液體立即停止運動。根據(jù)能量轉化和守衡定律，液體的動能 ρAlv2/2轉化為液體的彈性能Al△ p2/（ 2K’），即 ρAlv2/2=Al△ p2/（ 2K’） 所以 上式中， △ p為液壓沖擊時壓力的升高值； K’為液體的等效體積彈性模量； c為沖擊波在管道中的傳播速度，按下式計算： cvvKp ??? ????56 上式中， K為液體的體積彈性模量； d為管道內(nèi)徑； δ為管道壁厚； E為管道材料的彈性模量；沖擊波在管道中的液壓油內(nèi)的傳播速度 c一般約為 890～ 1270m/s。 完全沖擊與非完全沖擊 ：當閥門關閉時間 t小于壓力波來回一次所需的時間 tc(臨界關閉時間 )的情況，即 ttc(tc=2l/c)，稱為完全沖擊，否則，稱為非完全沖擊。 非完全沖擊時引起的壓力峰值比完全沖擊時的低，按下式計算 : EKdKKc???????1/ttcvp c???57 減小液壓沖擊的措施 由以上分析可知，采取以下措施可減小液壓沖擊： ?(1)使直接沖擊變?yōu)殚g接沖擊，這可用減慢閥的關閉速度和減小沖擊波傳遞距離來達到。 ?(2)限制管道中油液的流速 v。 ?(3)用橡膠軟管或在沖擊源處設置蓄能器，以吸收液壓沖擊的能量。 ?(4)在容易出現(xiàn)液壓沖擊的地方，安裝限制壓力升高的安全閥。