【正文】 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。 3） 延長閥門關(guān)閉和運動部件制動換向的時間，可采用換向時間可調(diào)的 換向閥。 School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 3. 減小液壓沖擊的措施 針對上述各式中影響沖擊壓力 Δp的因素，可采取以下措施來減小液壓沖擊； 1） 適當加大管徑，限制管道流速 v，一般在液壓系統(tǒng)中把 v控制在 ，使 Δpmax不超過 5MPa就可以認為是安全的。 設(shè)運動部件在制動時的 減速時間 為 Δt， 速度的減小值 為 Δv，則根據(jù) 動量定律 可近似地求得 左腔內(nèi)的沖擊壓力 Δp，由于 vmtpA ?????School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 故有 （ 1126） tAvmp?????式中 Σm—— 運動部件（包括活塞和負載）的總質(zhì)量； A—— 液壓缸的有效工作面積； Δt—— 運動部件制動時間； Δv—— 運動部件速度的變化值， Δv=vv′； v—— 運動部件制動前的速度； v′—— 運動部件經(jīng)過 Δt 時間后的速度。但由于運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。 School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 2. 運動部件制動引起的液壓沖擊 圖 141 運動部件制動 引起的液壓沖擊 原理： 活塞以速度 v驅(qū)動負載 m向左運動，活塞和負載的總質(zhì)量為 Σm。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動，依次將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，在管道?nèi)形成壓力沖擊波，并以速度 c由 B向 A傳播。容器底部連一管道，輸出端裝有閥門。 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力高好幾倍 . 危害 :損壞密封裝置、管道和液壓元件，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。 4） 采用抗腐蝕能力強的金屬材料，提高零件的機械強度，減小零 件表面粗糙度值。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/p2＜ 。 School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 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 。 因氣穴而對金屬表面產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象稱為 氣蝕 。特別是當帶有氣泡的液流進入下游高壓區(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 。同樣，在 液壓泵的自吸 過程中，如果泵的吸油管太細、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 。 飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系 ①油 水乳化液 ②水 乙二醇液 ③氯化烴液 ④合成液 ⑤石油基油液 ⑥硅酸酯液 ⑦磷酸酯液 ⑧硅酮液 School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 2. 節(jié)流孔口的氣穴 氣穴的產(chǎn)生 ：當液體流到 圖 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。 一般說來，液體的飽和蒸氣壓比空氣分離壓要小得多。氣泡越多，液體的體積模量越小。 溶解在液體中的空氣對液體的 體積模量 沒有影響，但當液體的壓力降低時，這些氣體就會從液體中分離出來 School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 在一定溫度下，當液體壓力低于某值時，溶解在液體中的空氣將會突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 。 空氣在液體中的溶解度與液體的絕對壓力成正比 。 1. 空氣分離壓和飽和蒸氣壓 液體的含氣量 ：液體中所含空氣體積的百分數(shù)。設(shè)圓環(huán)的大、小半徑為 r2和 r1，它與平面間的縫隙值為 h，則由式（ 1110），并令 u0=0，可得在半徑為 r、離下平面 z處的 徑向速度 為 rpzzhur dd)(21 ????流過的流量為 rprhzruqrhddπdπ?6230??? ?即 36rhqrpπdd ??? 圖 137 圓環(huán)平面縫隙間的液流 School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 對上式積分，有 Crhqp ??? ln63??當 r=r2時， p=p2，求出 C，代入上式得 2236 prrhqp ?? lnπ?又當 r=r1時， p=p1，所以 圓環(huán)平面縫隙的流量公式 為 （ 1119） prrhq ??1236 lnπ?School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 第五節(jié) 氣穴現(xiàn)象 氣穴現(xiàn)象 ：在液壓系統(tǒng)中，當流動液體某處的壓力低于空氣分離壓時，原先溶解在液體中的空氣就會游離出來，使液體中產(chǎn)生大量氣泡。得 偏心環(huán)形 縫隙間的液流 偏心環(huán)形縫隙的 流量公式 0032212511 udhpldhq ππ).( 0 ???????當 內(nèi)外圓之間沒有軸向相對移動 ， 即 u0=0時 pldhq ???? ??? 12511 032 π).(School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 3. 流經(jīng) 圓環(huán)平面縫隙 的流量 圖 137所示為液體在 圓環(huán)平面縫隙 間的流動。其 流量公式 為 prrrrrrlq ???????????????????1221222142408ln)()(π?School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 2. 流經(jīng) 偏心環(huán)形縫隙 的流量 設(shè)內(nèi)外圓間的偏心量為 e，在任意角度 θ 處的縫隙為 h。當縫隙 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 。 1. 流經(jīng) 同心環(huán)形縫隙 的流量 同心環(huán)形縫隙間的液流 a）縫隙較小 b）縫隙較大 液體在 同心環(huán)形縫隙 間的流動。 取 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， 微元體的受力平衡方程 為 xτyp)(px( τyp dddd)dd ????? ?平行平板縫隙的流量 03000 212d2 )(d ubhplbhybyhupl yhyyubqhh????????? ????? ????School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 環(huán)形縫隙 液壓和氣動元件各零件間的配合間隙 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。若縫隙兩端存在 壓差 Δp=p1p2，液體就會產(chǎn)生流動；即使沒有壓差 Δp的作用，如果兩塊平板有相對運動，由于 液體粘性 的作用，液體也會被平板帶著產(chǎn)生流動。 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。流經(jīng)細長孔的液流一般都是 層流 ，所以細長孔的流量公式可以應(yīng)用前面推導(dǎo)的圓管層流流量公式（ 1－ 82），即 5 0 8 1 . ) ( l dRe School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 三 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) 。因此流量受 液體溫度 變化的影響較大。 當 Re＞ 2022時， Cd基本保持在 。 液體流經(jīng)薄壁小孔的收縮系數(shù) Cc可從 圖 127中查得。 School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 能量方程，并設(shè) 動能修正系數(shù) α=1，有 ??? hgvgpgvgp ?????22222211式中， ∑hζ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 hζ1和突然擴大時的 hζ2。 通過薄壁小孔的流體 當流體流經(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，然后再擴大，這一收縮和擴大過程便產(chǎn)生了局部能量損失。 School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 一 薄壁小孔 薄壁小孔 是指小孔的長度和直徑之比 l/d＜ ，一般孔口邊緣做成刃口形式如 圖 示。 School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 液壓傳動 第四節(jié) 孔口和縫隙流動 小孔在液壓與氣壓傳動中的應(yīng)用十分廣泛。 School of Mechanical Engineering 北華大學(xué)機械工程學(xué)院 第三章 流體力學(xué) 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 Δpλ和所有這些元件的局部壓力