液壓傳動中的主要參(cān)數是壓力和流量,了(le)解這兩大參數的概念、基本特(tè)性和應用,有助于深入理解液壓(yā)傳動的基本工作(zuò)原理和特性。
一、壓(yā)力(lì)
1.壓力的概念
液體在單位面積上所受的法向力稱(chēng)為壓力(在物理學中稱為壓強(qiáng)),壓力通常用p表示。若在液體的面積麼上受均勻分布的作用力F,則壓力可表(biǎo)示為:
p=F/A
壓力的國标單位為N/m2(牛/米2),即Pa(帕(pà));工程上常用MPa(兆(zhào)帕)、bar(巴)和kgf/cm2,它(tā)們的換算關系為:
1MPa=10bar=106Pa=10.2kgf/cm2
2.靜壓傳(chuán)遞(dì)
據帕斯卡原(yuán)理可知,在密閉(bì)容器中的(de)靜止液體,由外(wài)力作用在液面的(de)壓力能(néng)等值地傳(chuán)到液體内部的所(suǒ)有各點。
如圖2-1所示,A1、A2分别為液壓缸1和2的活塞面積,兩缸用管道連通。大活塞缸2内的活塞上有重力W,當給小活(huó)塞缸1的活(huó)塞上施加力F1時,液體中就産生了的壓力。随着F1的增加,液體(tǐ)的壓力也不斷增加,當壓力到達平衡時,大(dà)活塞缸2的活(huó)塞開始運動。
1-小活塞缸;2-大活塞缸;3-管道
可見,靜壓力傳(chuán)動有以下特點。
傳(chuán)動必須在密封(fēng)容器内進行。
液壓系(xì)統内壓力大小取決于外負載(zǎi)的大小。也就是說,液體的壓力是(shì)由于受(shòu)到各種形(xíng)式的阻力而形成的(de),當外負載W=0時,則p=0。
液壓傳(chuán)動可以将力放大,力的放大倍數等(děng)于活塞面積之比(bǐ)。
3.靜壓力基本方程
靜止液體内部受力情況可用圖(tú)2-2來說明。設容器(qì)中裝(zhuāng)滿液(yè)體,在任意一點A處取一微小面積dA,該點距液面深度為h,距坐标原點(diǎn)高度(dù)為乙容器液(yè)平面距坐标原點為Z0。為了求得任意一點A的壓力,可取dA·矗這個液柱為分(fèn)離體,見圖2.2(b)。根據靜(jìng)壓力的特性,作用于(yú)這個液柱上的力在各方向都呈平衡,現求各作用力在Z方向的平衡方程。微小(xiǎo)液柱頂面上的作用力(lì)為p0dA(方向向下),液柱本身的重力G=ρghdA(方向向下),液柱底面對液(yè)柱的(de)作用力為pdA(方(fāng)向向上),則平衡方(fāng)程為:
pdA=P0dA+ρghdA
故P=P0+ρgh。
分(fèn)析上式可知:
(1)靜止液體中(zhōng)任一點的壓力均由兩部分組成,即液面上的表面壓(yā)力P0和液體自重而引起的對該點的壓力ρgh。
(2)靜止液體内(nèi)的壓力随液體距液(yè)面的深度變化(huà)呈線性規律分(fèn)布,且在同一深度上(shàng)各點的壓力相等,壓(yā)力相等的所有(yǒu)點組(zǔ)成的面為等壓面,很顯然,在重(zhòng)力作用下靜止液體的等壓面為一(yī)個平面。
(3)可通過(guò)下述三種(zhǒng)方式(shì)使液面産生壓力p0:
通過固體壁面(如活塞)使液面産生壓力;
通過(guò)氣體使液面産生壓力;
通過不同質的(de)液體使液(yè)面産生壓力。
4.壓力(lì)的表示方法
壓力(lì)的表示方法有絕對壓力和相(xiàng)對壓力兩(liǎng)種。
以絕對真空(p=0)為基準,所測得的壓力為絕對壓(yā)力;以大氣壓pa為基準,測得的壓力(lì)為相對壓(yā)力。
若絕對(duì)壓力大于大氣壓(yā),則相對壓力為正值(zhí),由(yóu)于大多數測壓儀表所(suǒ)測得的壓力都是相對壓力,所以相對壓力(lì)也稱為表壓力;若絕對壓力小于大(dà)氣壓,則相對壓力為負值,比大氣壓小的那部分稱為真空(kōng)度。
圖2-3清楚地給出了絕對壓力、相對壓力和真空(kōng)度三者之間的關系(xì)。
5.液體作用在固(gù)體壁面上的力
液體流經管道和控制元件,并推動執行元(yuán)件(jiàn)做功,都要(yào)和固體壁面接觸。因此,需要計算液體對(duì)固體壁面的作用力。
當固體壁面為一平(píng)面時,流體對平面的作用力E等于流體的壓力(lì)p乘以該平面的面積麼,即F=pA
二、流量
1.流量的(de)概念
流量是指單位時間内流過某一通流截(jié)面的液體體積,用g表(biǎo)示。流(liú)量的國标(biāo)單位為m3/S(立方米(mǐ)/秒),工程上常用的單(dān)位是L/min,它們(men)的換算關系為:1m3/S=6×104L/min。
油液(yè)通過截面積為麼的管路或(huò)液壓缸時,其(qí)平均流速用v表(biǎo)示。
活(huó)塞或液壓缸的(de)運動速度等于液壓缸内油液的平均速度(dù),其大小取(qǔ)決(jué)于輸入液壓缸(gāng)的流量。
2.液流的連續性
理想狀态,液體在同一時間内(nèi)流過同一通道兩(liǎng)個不(bú)同通流截面的體積相等。
如圖2-4所示(shì)管路中,流過截面1和2的流量分(fèn)别為q1和q2,截面面積分别為A1、A2,液體流經(jīng)截面1、2時的平均流(liú)速分别為v1、v2。根據液流連續性原理,q1=q2,即
v1A1=v2A2=常量。
上式表明,液(yè)體在無分(fèn)支管路中穩定流動時,流經管路不同截面時的平均流速與其截面積大小成反(fǎn)比。管路截面積小的地方平均流速大,管路截面積(jī)大的地方平均流速小。
感謝每一位(wèi)閱讀本文的朋(péng)友(yǒu),你們的理解與支(zhī)持是我們前(qián)進的最大動力。如果覺得本(běn)文還不錯,歡(huān)迎(yíng)大家點贊,分享(xiǎng),謝謝!想(xiǎng)要了解更多液壓行業有關資訊,請關注我們微信公(gōng)衆号“大蘭液壓系統”。