1.4.8 液體流動中的壓力和流量的損失

1.壓力損失

   由于液體具有粘性,在管路中流動時又不可避免地存在著莊擦力,所以液體在流動過程中必然要損耗一部分能量。這部分能量損耗主要表現(xiàn)為壓力損失。

   壓力損失有沿程損失和局部損失兩種。沿程損失是當液體在直徑不變的直管中流過一段距離時,因摩擦而產(chǎn)生地壓力損失。局部損失是由于管子截面形狀突然變化、液流方向改變或其它形式的液流阻力而引起的壓力損失�？偟膲毫�損失等于沿程損失和局部損失之和。

  由于零件紿構不同。尺寸的偏差與表面粗糙度的不同,要準確地計算出總的壓力損失的數(shù)值是困難的。但壓力損失又是液壓傳動中—個必須考慮的因素,它關系到確定系統(tǒng)所需的供油壓力和系統(tǒng)工作時的溫升,生產(chǎn)實踐中也希望壓力損失盡可能小些。

   由于壓力損失的必然存在,所以泵的額定壓力要略大于系統(tǒng)工作時所需的最大壓力,一般可將系統(tǒng)工作所需的最大壓力乘以—個1.3~1.5的系數(shù)來估算。

2.流量損失

    在液壓系統(tǒng)中,各液壓元件部有相時運動的表面,如液壓缸筒內(nèi)表面和活塞外表面,因為要有相對運動,所以它們之間都有一定的間隙。如果間隙的一邊為高壓油,另一邊為低壓油，則高壓油就會經(jīng)間隙流向低壓區(qū)從而造成泄漏。同時由于液壓元件密封不完善,一部分油液也會向外部泄潺。這種泄漏造成實際流量有所減少,這就是我們所說的流量損失。

   流量損失影響運動速度,而泄漏又難以絕對避免,所以在液壓系統(tǒng)中泵的額定流量要略大于系統(tǒng)工作時所需的最大流量。通常也可以用系統(tǒng)工作所需的最大流重乘以一個1.1~1.3的系數(shù)來估算.

      1.4.9 液壓沖擊和空穴現(xiàn)象

1. 液壓沖擊

   在液壓系統(tǒng)中，當油路突然關閉時,會產(chǎn)生急劇的壓力升高，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。

   造成液壓沖擊的主要原因是液壓速度的急劇變化、高速運動工作部件的慣性力和某些液壓元件反應動作不夠靈敏。

   當導管內(nèi)的油液以某一速度運動時,若在某一瞬間迅速截斷油液流動的通道(如關閉閥門）則油液的流速將從某一數(shù)值在某一瞬間突然眸至零，此時油液流動的動能將轉(zhuǎn)化為油液的擠壓能，從而使壓力急劇升高,造成液壓沖擊。高速運動的工作部件的慣性力也會引起系統(tǒng)中的壓力沖擊,例如油缸部件要換向時,換向閥迅速關閉油缸原來的排油管路,這時油液不再排出,但活塞由于慣性作用仍在運動從而引起壓力急劇上升造成壓力沖擊。液壓系統(tǒng)中由于某些液壓元件動作不靈敏,倒如不能及時地開啟油路，也會引起壓力的迅速升高形成沖擊。

   產(chǎn)生液壓沖擊時,系統(tǒng)中的壓力瞬間就要比正常壓力大好幾倍。特別是在壓力大、流量大的情況下,極易引起系統(tǒng)的振動、噪音甚至導致油管或某些液壓元件的損壞,既影晌系統(tǒng)的工作質(zhì)量又會縮短其使用壽命。 還要注意的是由于壓力沖擊產(chǎn)生的高壓力可能使某些液壓元件(如壓力繼電器)產(chǎn)生誤動作,而損壞設備.

   避免液壓沖擊的主要辦法是避免液流速度的急劇變化。延緩速度變化的時間能有效的防止液壓沖擊。如將液動換向閥和電磁換向閥聯(lián)用可減少液壓沖擊，因為液動換向閥能把換向時間控制得慢一些。

2.空穴現(xiàn)象

    在液流中當某點壓力低于液體的飽和蒸氣壓時,液體就汽化形成氣泡,同時原來溶于液體中的氣體也會分離出來產(chǎn)生氣泡,從而使液流呈不連續(xù)狀態(tài),這就叫空穴現(xiàn)象。

   如果液壓系統(tǒng)中發(fā)生了空穴現(xiàn)象,液體中的氣泡隨著液流運動到壓力較高的區(qū)域時，氣泡在較高壓力作用下將迅速破裂,從而引起局部液壓沖擊,造成噪音和振動,另一方面,由于氣泡破壞了液流的連續(xù)性,降低了油管的通油能力,造成流量和壓力的波動,使液壓元件承受沖擊載荷,影晌其使用壽命。同時氣泡中的氧也會腐蝕金屬元件的表面。我們把這種因發(fā)生空穴現(xiàn)象而造成的腐蝕叫氣蝕。

   在液壓傳動裝置中,氣蝕現(xiàn)象可能發(fā)生在油泵、管路以及其它具有節(jié)流裝置的地方,特別是油泵裝置,這種現(xiàn)象最為常見。

   為了堿少汽蝕現(xiàn)象,應使液壓系統(tǒng)內(nèi)所有各點的壓力均高于液壓油的空氣分解壓力.例如應注意油泵的吸油高度不能太高，吸油管徑不能太小(因為管徑過小就會使流速過快從而造成壓力降得很低),油泵的轉(zhuǎn)速不要太高,管路應密封良好,回油管口應沒入油面以下等。

    總之。應避免流速的劇烈變化和外界空氣的混入,

    汽蝕現(xiàn)象是液壓系統(tǒng)產(chǎn)生各種故障的原因之一,特別在高速、高壓的液壓設備中更應注意。