
液壓傳動中的(de)主要參數是壓力(lì)和流量,了解這兩(liǎng)大參數的概念、基(jī)本特性和應用,有(you)助于深入理解💯液(ye)壓傳動的基本工(gong)作原理和特性。
一(yi)、壓力
1.壓力的概念(nian)
液體在單位面積(ji)上所受的法向力(li)稱為壓力(在物✂️理(li)學中稱為壓強),壓(yā)力通常用p表示。若(ruo)在液體的面積麼(me)上受均勻分布⛹🏻♀️的(de)作用力F,則壓力可(kě)表示為:
p=F/A
壓力的國(guó)标單位為N/m2(牛/米2),即(ji)Pa(帕);工程上常用MPa(兆(zhao)帕)、bar(巴🧑🏾🤝🧑🏼)和⭐kgf/cm2,它🚶們的換(huan)算關系為:
1MPa=10bar=106Pa=10.2kgf/cm2
2.靜壓傳(chuan)遞
據帕斯卡原理(lǐ)可知,在密閉容器(qi)中的靜止液體,由(you)外力作用在🐅液面(miàn)的壓力能等值地(di)傳到液體内部的(de)所有各🎯點。
如圖2-1所(suo)示,A1、A2分别為液壓缸(gang)1和2的活塞面積,兩(liang)缸用管道連通💔。大(da)活塞缸2内的活塞(sai)上有重力W,當給小(xiǎo)活塞缸1的活塞上(shang)施👉加力F1時,液體中(zhong)就産生了的壓力(li)。随着F1的增💚加,液體(tǐ)的壓力☁️也不斷增(zēng)加,當♋壓力到達平(ping)衡時,大活✉️塞缸2的(de)活❄️塞開始運動。
1-小(xiǎo)活塞缸;2-大活塞缸(gāng);3-管道
可見,靜壓力(li)傳動有以下特點(diǎn)。
傳動必須在密封(fēng)容器内進行。
液壓(yā)系統内壓力大小(xiao)取決于外負載的(de)大小。也就是說,液(yè)體的壓力是由于(yú)受到各種形式的(de)阻力而形成的,當(dang)外負🏒載W=0時,則p=0。
液壓(ya)傳動可以将力放(fàng)大,力的放大倍數(shù)等于活塞面積之(zhī)♻️比。
3.靜壓力基本方(fāng)程
靜止液體内部(bu)受力情況可用圖(tu)2-2來說明。設容器中(zhōng)💞裝滿🥰液🐆體,在任意(yi)一點A處取一微小(xiǎo)面積dA,該點距液面(miàn)深度為h,距坐标原(yuán)🧡點高度為乙容器(qì)液平面距坐标原(yuan)點為Z0。為了求得任(ren)意一點A的壓力,可(kě)取dA·矗這個液柱為(wei)分離體,見圖2.2(b)。根據(jù)靜壓力的特性,作(zuò)用于這💛個液柱上(shang)的力在各方向💋都(dōu)呈平衡,現🚩求各作(zuò)用力🌈在Z方向的平(ping)🤩衡✂️方程。微小液柱(zhu)頂面上的作用力(lì)為p0dA(方向向下),液柱(zhù)本身的重力G=ρghdA(方向(xiang)向下),液柱底面對(duì)液柱的作用力為(wei)pdA(方向向上),則平衡(héng)方程為:
pdA=P0dA+ρghdA
故P=P0+ρgh。
分析上(shàng)式可知:
(1)靜止液體(tǐ)中任一點的壓力(li)均由兩部分組成(chéng),即液面☂️上的表面(mian)壓力P0和液體自重(zhòng)而引起的對該點(dian)的⭕壓力ρgh。
(2)靜止液體(tǐ)内的壓力随液體(tǐ)距液面的深度變(bian)化呈線性規律分(fèn)布,且在同一深度(du)上各點的壓力相(xiang)等,壓力相等的所(suo)有點組成的面為(wei)等壓面,很顯然,在(zài)重力作用下靜🏃♀️止(zhi)液體💋的等壓面為(wéi)一個平面。
(3)可通過(guo)下述三種方式使(shǐ)液面産生壓力p0:
通(tong)過固體壁面(如活(huó)塞)使液面産生壓(ya)力;
通過氣體使液(yè)面産生壓力;
通過(guo)不同質的液體使(shi)液面産生壓力。
4.壓(ya)力的表示方法
壓(ya)力的表示方法有(yǒu)絕對壓力和相對(duì)壓力兩種。
以絕對(duì)真空(p=0)為基準,所測(cè)得的壓力為絕對(duì)壓力;以大氣壓👈pa為(wei)基準,測得的壓力(li)為相對壓力。
若絕(jué)對壓力大于大氣(qi)壓,則相對壓力為(wei)正值,由于大多數(shu)測壓儀表所測得(de)的壓力都是相對(dui)壓力,所以相對壓(ya)力也稱為😍表壓力(li);若絕對壓力小于(yu)大氣壓,則相對壓(yā)力為負值,比大氣(qì)壓小的💯那部分稱(cheng)為真空度。
圖2-3清楚(chu)地給出了絕對壓(ya)力、相對壓力和真(zhen)空度三者之🤟間的(de)關系。
5.液體作用在(zài)固體壁面上的力(li)
液體流經管道和(hé)控制元件,并推動(dong)執行元件做功,都(dōu)要和固體壁面接(jiē)觸。因此,需要計算(suan)液體對固體🌏壁面(mian)的作🥵用力。
當固體(tǐ)壁面為一平面時(shí),流體對平面的作(zuò)用力E等于流體🥵的(de)壓力p乘以該平面(miàn)的面積麼,即F=pA
二、流(liú)量
1.流量的概念
流(liú)量是指單位時間(jian)内流過某一通流(liú)截面的液體體積(jī)👈,用g表示💁。流量的國(guo)标單位為m3/S(立方米(mi)/秒),工程上常用的(de)單位是L/min,它們的換(huan)算關系為:1m3/S=6×104L/min。
油液通(tong)過截面積為麼的(de)管路或液壓缸時(shí),其平均流速用v表(biǎo)示。
活塞或液壓缸(gāng)的運動速度等于(yu)液壓缸内油液的(de)平均速度,其大小(xiǎo)取決于輸入液壓(ya)缸的流量。
2.液流的(de)連續性
理想狀态(tài),液體在同一時間(jiān)内流過同一通道(dào)兩個⚽不同通流截(jie)👄面的體積相等。
如(rú)圖2-4所示管路中,流(liu)過截面1和2的流量(liang)分别為q1和q2,截面面(miàn)積分别為A1、A2,液體流(liú)經截面1、2時的平均(jun1)流速分别為v1、v2。根據(jù)液流連續性原理(lǐ)❄️,q1=q2,即
v1A1=v2A2=常量。
上式表明(ming),液體在無分支管(guǎn)路中穩定流動時(shí),流經管路不同截(jie)🌐面時的平均流速(su)與其截面積大小(xiao)成反比。管路截面(mian)🏃🏻♂️積小的地方平均(jun)流速大,管路截面(mian)😄積大的地方平均(jun1)流速小。
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