您當(dāng)前的位置:主頁液壓與氣動專題教程 液壓傳動知識概述(2)
            1.6  液壓傳動的兩個重要參數(shù)
    液壓傳動的兩個重要參數(shù)是壓力和流量。
  (1). 液壓傳動中的液體壓力取決于負(fù)載。
  (2). 流量決定速度。
  1.壓力
  (1)壓力的概念
  圖10.3所示為一密閉容器,容器內(nèi)靜止的油液受到外力和油液自重的作用。由于在液壓系統(tǒng)中,通常是外力產(chǎn)生的壓力比液體自重產(chǎn)生的壓力大得多,為此可將液體自重產(chǎn)生的壓力忽略不計。
         
  靜止液體在單位面積上所受的法向力稱為靜壓力,簡稱為壓力。用公式表示為: 
        
  式中:p--壓力(法定計量單位為Pa,壓力值較大時用KPa或MPa);
      F--油液受到的外力(N);
      A--液體表面承壓面積(m2)。
   靜壓力具有兩個特性:
 ①油液內(nèi)任意點(diǎn)受到的各方向的靜壓力都相等;
 ②靜壓力的方向為垂直指向受壓表面。
  (2)靜壓傳遞原理(帕斯卡原理)
  在密封容器內(nèi)施加于靜止液體任一點(diǎn)的壓力將以等值傳遞到液體中各點(diǎn),這就是靜壓傳遞原理,又稱帕斯卡原理(圖10.4)。
           
  圖10.4中,設(shè)互相連通的兩缸A和B的面積分別為A1、A2,作用力為F1和F2,則容器的壓力分別為 ,。根據(jù)靜壓傳遞原理有:P1=P2, 故,即
  上式表明,只要A2/Al足夠大,就可用較小的力F1產(chǎn)生很大的力F2(負(fù)載力),若A2/Al為一定值,則F2越大,所需的力F1也越大,密封缸中的B壓力也越大;若F2很小,則壓力也很小,當(dāng)F2=0時,p=0。
   2.流量和平均流速
  (1)流量
  流量是指單位時間內(nèi)流過管道或液壓缸某一截面的油液體積,通常用Q表示。若在時間t內(nèi),流過管道或液壓缸的油液體積為V,則流量為 Q=V/t.
  (2)額定流量
  額定流量指的是按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,系統(tǒng)連續(xù)工作所必須保證的流量,是液壓元件的基本參數(shù),應(yīng)符合公稱流量系列。
  (3)平均流速
  平均流速是一種假想的流速,即按通流截面上各點(diǎn)流速相同所計算的流量,來代替實際的流量,
即v=Q/A.
  由于油液之間和油液與管壁之間的摩擦力大小不同,故在油液流動時,在同一截面上各點(diǎn)的真實流速并不相同,故用平均流速作近似計算。
  (4)活塞(或缸)運(yùn)動速度與流量的關(guān)系
  活塞(或缸)的運(yùn)動是由于進(jìn)入的油液迫使容積增大而產(chǎn)生的,因此活塞(或缸)運(yùn)動速度與進(jìn)入油液流量有直接關(guān)系;钊(或缸)隨油液流動而移動,因此活塞的運(yùn)動速度與油缸的液體的流速相同;钊(或缸)運(yùn)動速度與活塞有效作用面積和流量之間的關(guān)系為:v=Q/A.
  (5)液流連續(xù)性原理
              
  液體在管中作穩(wěn)定流動時,由于液體是幾乎不可壓縮的,則液體在流動過程中遵守質(zhì)量守恒定律,在單位時間內(nèi)液體通過任意截面的液體質(zhì)量相等,就是說,液體流過無分支管道時在任一截面上的流量一定是相等的,這就是液流連續(xù)性原理(如圖10.5所示)。
      Q1=Q2  即A1v1=A2v2
   式中:Al、A2--截面1、截面2的面積,單位為(m2);
        v1、v2--液體通過截面1、截面2的流速, 單位為m/s (米/秒)。
    3.壓力損失、流量損失和功率
  (1)液阻和壓力損失
  油液由液壓泵輸出到進(jìn)入液壓缸,其間要經(jīng)過直管、彎管、各種閥孔等,由于油液具有粘性,油液各質(zhì)點(diǎn)之間,油液與管壁之間會產(chǎn)生摩擦、碰撞等,對液體的流動產(chǎn)生阻力,這種阻力稱為液阻。   液阻要損耗一部分能量。這種能量損失主要表現(xiàn)為液流的壓力損失。壓力損失可分為沿程損失和局部損失。沿程損失是液流經(jīng)直管中的壓力損失,而局部損失是液流經(jīng)管道截面突變或管道彎曲等局部位置的壓力損失。壓力損失會造成功率浪費(fèi),油液發(fā)熱、泄漏增加,使液壓元件受熱膨脹而“卡死”,所以必須盡量減少液阻,以減少壓力損失。
  (2)泄漏和流量損失
  液壓元件不可能絕對密封,總會有一定的間隙,當(dāng)間隙兩端有壓力差時,就會有油液從這些間隙流出。從液壓元件的密封間隙漏出少量油液的現(xiàn)象叫泄漏。泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏兩種(圖10.6)。
          
  內(nèi)泄漏是液壓元件內(nèi)部高、低壓腔內(nèi)的泄漏;外泄漏是系統(tǒng)內(nèi)部油液漏到系統(tǒng)外部。
  泄漏必然導(dǎo)致流量損失,使液壓泵輸出的流量不能全部流入液壓缸等執(zhí)行元件,從而影響液壓元件的性能和液壓系統(tǒng)的正常工作。
  (3)液壓傳動功率的計算
  功率是單位時間內(nèi)所作的功,用P表示,單位為W(瓦)或kW(千瓦).
 ①液壓缸的輸出功率
  因為功率等于力和速度的乘積,所以液壓缸輸出功率就等于負(fù)載阻力F和活塞(或缸)的運(yùn)動速度的乘積,即:W=FV.
  由于.所以液壓缸輸出功率可寫為
   式中:W缸--液壓缸的輸出功率(W); P缸--液壓缸的最高工作壓力(Pa);
        Q缸--液壓缸的最大流量(m3/s)。
 ②液壓泵的輸出功率
        
  式中:W泵——液壓泵的輸出功率(w); P泵——液壓泵的最高工作壓力(Pa);
       Q泵——液壓泵輸出的最大流量(m3/s),對定量泵而言,即為該泵的額定流量。
 由于油液在管道中流動時有壓力損失和流量損失,因此液壓泵的輸出功率應(yīng)大于液壓缸的輸出功率。
 ③驅(qū)動液壓泵的電動機(jī)功率的計算
  由于存在機(jī)械摩擦、內(nèi)泄漏等因素,故電動機(jī)(原動機(jī))功率應(yīng)比液壓泵輸出功率要大,兩者之比用表示,即
  式中:η總——液壓泵的總效率(外嚙合齒輪泵的一般取0.63~0.9;葉片泵的取0.75~0.85;柱塞泵的取0.8~0.9,或參照液壓泵的產(chǎn)品目錄);
      W泵——液壓泵的輸出功率,kW; W電——驅(qū)動液壓泵的電動機(jī)功率,kW。
  驅(qū)動液壓泵的電動機(jī)功率為
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