液壓傳(chuan)動中的(de)主要參(can)數是壓(ya)力和流(liu)量,了解(jie)這兩大(dà)參數的(de)概念、基(ji)本特性(xìng)和應用(yong),有助于(yu)深入理(li)解液壓(yā)傳動的(de)基本工(gōng)作原理(lǐ)和特性(xìng)。
一、壓力(lì)
液(ye)體在單(dan)位面積(ji)上所受(shòu)的法向(xiàng)力稱為(wéi)壓力(在(zài)物理㊙️學(xué)中💘稱為(wei)❓壓強),壓(ya)力通常(cháng)用p表示(shì)。若在液(yè)體的面(mian)積麼上(shàng)受均勻(yún)分布㊙️的(de)作用力(lì)F,則壓力(lì)可表示(shi)為:
p=F/A
壓力(li)的國标(biao)單位為(wéi)N/m2(牛/米2),即(jí)Pa(帕);工程(chéng)上常用(yong)MPa(兆帕)、bar(巴(bā))和kgf/cm2,它們(men)的換算(suàn)關系為(wéi):
1MPa=10bar=106Pa=10.2kgf/cm2
2.靜壓傳(chuán)遞
據帕(pa)斯卡原(yuan)理可知(zhī),在密閉(bi)容器中(zhōng)的靜止(zhǐ)液體,由(you)外力作(zuo)用在液(yè)面的壓(yā)力能等(děng)值地傳(chuán)到液體(tǐ)内部的(de)所有各(gè)點。
1-小活(huo)塞缸;2-大(da)活塞缸(gang);3-管道
可(kě)見,靜壓(yā)力傳動(dong)有以下(xia)特點。
傳(chuan)動必須(xu)在密封(feng)容器内(nei)進行。
液(ye)壓系統(tǒng)内壓力(lì)大小取(qu)決于外(wài)負載的(de)大小。也(yě)就是說(shuō),液體的(de)壓力是(shi)由于受(shou)到各種(zhǒng)形式的(de)阻力而(ér)形成的(de),當外負(fu)載W=0時,則(zé)p=0。
液壓傳(chuan)動可以(yǐ)将力放(fàng)大,力的(de)放大倍(bèi)數等于(yú)活塞面(mian)積之🤩比(bǐ)。
3.靜壓力(li)基本方(fang)程
靜止(zhǐ)液體内(nèi)部受力(lì)情況可(kě)用圖2-2來(lai)說明。設(she)容器中(zhōng)裝滿液(ye)體,在任(rèn)意一點(dian)A處取一(yi)微小面(miàn)積dA,該點(diǎn)距液面(mian)深🈲度為(wéi)h,距坐标(biāo)原點高(gao)度為乙(yi)容器液(ye)平面距(jù)坐标原(yuan)點為Z0。為(wéi)了求得(de)任意一(yī)點🌈A的壓(yā)力,可取(qu)dA·矗這個(ge)液柱為(wéi)分離體(tǐ),見圖2.2(b)。根(gen)據靜壓(yā)力的特(te)性,作用(yòng)于這個(gè)液柱上(shàng)的🌍力在(zài)各方向(xiang)都呈平(ping)衡,現求(qiú)各作用(yong)力在Z方(fang)向的平(ping)衡方程(chéng)。微小液(yè)柱🐅頂面(mian)上的作(zuo)用力為(wei)💃🏻p0dA(方向向(xiàng)下),液柱(zhu)本🔞身的(de)重力G=ρghdA(方(fāng)向向下(xià)),液柱底(di)面對液(yè)柱的作(zuò)用力為(wéi)pdA(方向向(xiàng)上),則平(ping)衡方程(chéng)為:
pdA=P0dA+ρghdA
故P=P0+ρgh。
(1)靜(jìng)止液體(ti)中任一(yī)點的壓(ya)力均由(you)兩部分(fen)組成,即(jí)液面上(shang)的表面(miàn)壓力P0和(hé)液體自(zì)重而引(yǐn)起的對(dui)該點的(de)壓力ρgh。
(2)靜(jing)止液體(tǐ)内的壓(yā)力随液(yè)體距液(ye)面的深(shēn)度變化(huà)呈線性(xing)規律分(fen)布,且在(zài)同一深(shēn)度上各(gè)點的壓(yā)力相等(děng),壓力⛷️相(xiàng)等的所(suǒ)有點組(zǔ)成的面(mian)為等壓(ya)面,很顯(xian)然,在重(zhòng)力作用(yòng)下靜止(zhi)液體✨的(de)等壓面(mian)為一個(gè)平面。
(3)可(ke)通過下(xià)述三種(zhǒng)方式使(shǐ)液面産(chan)生壓力(lì)p0:
通過固(gu)體壁面(miàn)(如活塞(sāi))使液面(miàn)産生壓(ya)力;
通過(guò)氣體使(shi)液面産(chǎn)生壓力(li);
通過不(bú)同質的(de)液體使(shi)液面産(chǎn)生壓力(li)。
壓力(lì)的表示(shi)方法有(you)絕對壓(ya)力和相(xiang)對壓力(lì)兩種。
若(ruo)絕對壓(ya)力大于(yú)大氣壓(yā),則相對(dui)壓力為(wei)正值,由(you)于🏒大多(duo)數♌測壓(ya)儀表所(suǒ)測得的(de)壓力都(dōu)是相對(dui)壓力,所(suo)以相對(duì)壓力也(ye)稱為表(biǎo)壓力;若(ruò)絕對壓(yā)力小于(yú)大氣壓(yā),則相對(dui)壓力為(wéi)負值,比(bi)大氣壓(ya)小的那(na)部分稱(cheng)為真空(kōng)度。
5.液體作(zuò)用在固(gu)體壁面(mian)上的力(li)
液體流(liu)經管道(dao)和控制(zhì)元件,并(bìng)推動執(zhi)行元件(jiàn)做功,都(dōu)要和固(gu)體壁面(mian)接觸。因(yīn)此,需要(yào)計算液(yè)體對固(gù)體壁面(miàn)的作用(yong)力。
當固(gu)體壁面(mian)為一平(ping)面時,流(liú)體對平(ping)面的作(zuò)用力E等(děng)于流體(ti)的壓力(lì)p乘以該(gāi)平面的(de)面積麼(me),即F=pA
二、流(liú)量
1.流量(liàng)的概念(nian)
流量是(shì)指單位(wèi)時間内(nèi)流過某(mǒu)一通流(liú)截面的(de)液體☀️體(tǐ)📱積🤟,用g表(biao)示。流量(liang)的國标(biāo)單位為(wei)m3/S(立方米(mi)/秒),工程(cheng)上常用(yòng)的單位(wèi)是L/min,它們(men)的換算(suan)關系為(wéi):1m3/S=6×104L/min。
油液通(tong)過截面(mian)積為麼(me)的管路(lu)或液壓(yā)缸時,其(qí)平均流(liú)速用v表(biao)示。
活塞(sai)或液壓(yā)缸的運(yùn)動速度(du)等于液(ye)壓缸内(nei)油液的(de)平均速(sù)度,其大(da)小取決(jué)于輸入(ru)液壓缸(gāng)的流量(liàng)。
2.液流的(de)連續性(xìng)
理想狀(zhuang)态,液體(ti)在同一(yī)時間内(nèi)流過同(tóng)一通道(dào)兩個不(bu)同通📧流(liú)截面的(de)體積相(xiang)等。
如圖(tú)2-4所示管(guǎn)路中,流(liu)過截面(mian)1和2的流(liu)量分别(bie)為q1和q2,截(jie)面面積(ji)分🔞别😘為(wéi)A1、A2,液體流(liú)經截面(mian)1、2時的平(píng)均流速(sù)分别為(wéi)v1、v2。根據液(yè)流連續(xu)性原理(lǐ),q1=q2,即
v1A1=v2A2=常量(liàng)。
上式表(biao)明,液體(ti)在無分(fen)支管路(lù)中穩定(dìng)流動時(shí),流經管(guǎn)路👄不同(tong)☂️截面時(shí)的平均(jun1)流速與(yu)其截面(mian)積大小(xiao)成反比(bǐ)🔴。管路截(jie)面⛱️積小(xiao)的地🥵方(fang)平均流(liu)速大,管(guan)路截面(mian)積大的(de)🔱地方平(píng)均流速(sù)小。
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