空穴现象液压冲击.pptVIP

1 §1-6 空穴现象和液压冲击 一般来说，液压油的饱和蒸气压相当小,比空气分离压小得多，因此，要使液压油不产生大量气泡，它的压力最低不得低于液压油所在温度下的空气分离压。 二、空穴现象举例 1、节流口处的空穴现象 2、液压泵的空穴现象 液压泵吸油管直径太小时、或吸油阻力太大、或液压泵转速过高。 由于吸油腔压力低于空气分离压而产生空穴现象。 危害：这些气泡随着液流流到下游压力较高的部位时，会因承受不了高压而破灭，产生局部的液压冲击，发出噪声并引起振动，当附着在金属表面上的气泡破灭时，它所产生的局部高温和高压会使金属剥落，使表面粗糙，或出现海绵状的小洞穴。 这种固体壁面的腐蚀、剥蚀的现象称为气蚀。 三、减小空穴现象的措施 在液压系统中的任何地方，只要压力低于空气分离压，就会发生空穴现象。 具体措施 （1）减小流经节流小孔前后的压力差，一般希望小孔前后压力比小于3.5。 （2）正确设计液压泵的结构参数，适当加大吸油管内径。 （3）提高零件的抗气蚀能力，增加零件的机械强度，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小零件表面粗糙度等。 四、液压冲击产生的原因 在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间会突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。 当阀门K瞬间关闭时，管道中便产生液压冲击。其实质主要是管道中的液体突然停止运动而导致动能向压力能的转变。 液压系统中运动部件突然制动时，部件的动能将引起液压执行元件的回油腔和管路内的油液产生液压激振，导致液压冲击。 液压系统中某些元件的动作不够灵敏，也会产生液压冲击，如系统压力突然升高，但溢流阀反应迟钝，不能迅速打开时，便产生压力超调。也即液压冲击。 如图所示，有一较大的容腔（如液压缸或蓄能器）和在另一端装有阀门的管道相连，容腔的体积较大，认为其中的压力p是恒定的，阀门开启时，管道内的液体以流速v流过当不考虑管中的压力损失时，即均等于p。 当阀门K瞬间关闭时，管道中便产生液压冲击，其过程见下表，液压冲击的实质主要是管道中的液体因突然停止运动而导致动能向压力能的瞬时转变。 液压冲击过程 此外，液压系统中运动着的工作部件突然制动或换向时，由工作部件的动能将引起液压执行元件的回油腔和管路内的油液产生液压激振，导致液压冲击。 液压系统中某些元件的动作不够灵敏，也会产生液压冲击，如系统压力突然升高，但溢流阀反应迟钝，不能迅速打开时，便产生压力超调。也即液压冲击。 五、液体突然停止运动时产生的液压冲击 完全冲击与非完全冲击：当阀门关闭时间t小于压力波来回一次所需的时间tc（临界关闭时间）的情况，即t tc （ tc = 2l/c），称为完全冲击，否则，称为非完全冲击。 非完全冲击时引起的压力峰值比完全冲击时的低，按下式计算 六、运动部件制动时产生的液压冲击 设总质量为∑M的运动部件在制动时的减速时间为△t，速度的减小值为△v，液压缸的有效工作面积为A，则根据动量定理可近似地求得系统中的冲击压力△ p，因 七、减小液压冲击的措施 减小液压冲击措施： ⑴使直接冲击变为间接冲击，这可用减慢阀的关闭速度和减小冲击波传递距离来达到。 ⑵限制管道中油液的流速v。 ⑶用橡胶软管或在冲击源处设置蓄能器，以吸收液压冲击的能量。 ⑷在容易出现液压冲击的地方，安装限制压力升高的安全阀。 * * 在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象，称为空穴现象。 一、油液的空气分离压和饱和蒸气压 在一定的温度下，如压力降低到某一值时，过饱和的空气将从油液中分离出来形成气泡，这一压力值称为该温度下的空气分离压。 当液压油在某温度下的压力低于某一数值时，油液本身迅速汽化，产生大量蒸气气泡，这时的压力称为液压油在该温度下的饱和蒸气压。 p1 pc vc p l p l v d K 由交界面开始，管中液体依次向容腔方向松动，以流速v向左运动，压力依次恢复正常压力p，认为有一正常压力波由容腔向阀门推进 t=l/c→2l/c 管中液体自阀门开始向容腔方向依次停下，动能变为压力能，认为认为有一高压波以波速c由阀门向容腔推进 t=0→l/c 管中液体恢复正常压力p，但以流速v向左运动，液体有脱离阀门的趋势 t=2l/c 整个管内液体v=0，处在压力作用下，容腔和管道交界面处压力不平衡，管道中的压力大于容腔中的压力 t=l/c 阀门瞬间关闭 t=0 过 程 时 间 以后的过程周而复始地进行下去。但由于液体有粘性，液体和管道有弹性，所以在液压冲击过程中要消耗能量，实际上，液压冲击时管道中的压力是一个围绕正常压力p逐渐衰减的振荡过程 t＞4l/c 管