一、液體流動(dòng)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(dòng)時(shí)又不可避免地存在著莊擦力,所以液體在流動(dòng)過(guò)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(dāng)液體在直徑不變的直管中流過(guò)一段距離時(shí),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。總的壓力損失等于沿程損失和局部損失之和。
由于零件紿構(gòu)不同。尺寸的偏差與表面粗糙度的不同,要準(zhǔn)確地計(jì)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(dòng)中—個(gè)必須考慮的因素,它關(guān)系到確定系統(tǒng)所需的供油壓力和系統(tǒng)工作時(shí)的溫升,生產(chǎn)實(shí)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(shí)所需的*大壓力,一般可將系統(tǒng)工作所需的*大壓力乘以—個(gè)1.3~1.5的系數(shù)來(lái)估算。
2.流量損失
在液壓系統(tǒng)中,各液壓元件部有相時(shí)運(yùn)動(dòng)的表面,如液壓缸筒內(nèi)表面和活塞外表面,因?yàn)橐邢鄬?duì)運(yùn)動(dòng),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(huì)經(jīng)間隙流向低壓區(qū)從而造成泄漏。同時(shí)由于液壓元件密封不完善,一部分油液也會(huì)向外部泄潺。這種泄漏造成實(shí)際流量有所減少,這就是我們所說(shuō)的流量損失。
流量損失影響運(yùn)動(dòng)速度,而泄漏又難以**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(shí)所需的*大流量。通常也可以用系統(tǒng)工作所需的*大流重乘以一個(gè)1.1~1.3的系數(shù)來(lái)估算.
二、 液壓沖擊和空穴現(xiàn)象
1. 液壓沖擊
在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)油路突然關(guān)閉時(shí),會(huì)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(yùn)動(dòng)工作部件的慣性力和某些液壓元件反應(yīng)動(dòng)作不夠靈敏。
當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)的油液以某一速度運(yùn)動(dòng)時(shí),若在某一瞬間迅速截?cái)嘤鸵毫鲃?dòng)的通道(如關(guān)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(shí)油液流動(dòng)的動(dòng)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(yùn)動(dòng)的工作部件的慣性力也會(huì)引起系統(tǒng)中的壓力沖擊,例如油缸部件要換向時(shí),換向閥迅速關(guān)閉油缸原來(lái)的排油管路,這時(shí)油液不再排出,但活塞由于慣性作用仍在運(yùn)動(dòng)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(dòng)作不靈敏,倒如不能及時(shí)地開(kāi)啟油路，也會(huì)引起壓力的迅速升高形成沖擊。
產(chǎn)生液壓沖擊時(shí),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(dòng)、噪音甚至導(dǎo)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(huì)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(dòng)作,而損壞設(shè)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(shí)間能有效的防止液壓沖擊。如將液動(dòng)換向閥和電磁換向閥聯(lián)用可減少液壓沖擊，因?yàn)橐簞?dòng)換向閥能把換向時(shí)間控制得慢一些。
2.空穴現(xiàn)象
在液流中當(dāng)某點(diǎn)壓力低于液體的飽和蒸氣壓時(shí),液體就汽化形成氣泡,同時(shí)原來(lái)溶于液體中的氣體也會(huì)分離出來(lái)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(yùn)動(dòng)到壓力較高的區(qū)域時(shí)，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(dòng),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(dòng),使液壓元件承受沖擊載荷,影晌其使用壽命。同時(shí)氣泡中的氧也會(huì)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(dòng)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*為常見(jiàn)。
為了堿少汽蝕現(xiàn)象,應(yīng)使液壓系統(tǒng)內(nèi)所有各點(diǎn)的壓力均高于液壓油的空氣分解壓力.例如應(yīng)注意油泵的吸油高度不能太高，吸油管徑不能太小(因?yàn)楣軓竭^(guò)小就會(huì)使流速過(guò)快從而造成壓力降得很低),油泵的轉(zhuǎn)速不要太高,管路應(yīng)密封良好,回油管口應(yīng)沒(méi)入油面以下等。
總之。應(yīng)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(shè)備中更應(yīng)注意。