液压冲击和空穴现象

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1、high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity上海电机学院高职学院第二章液压传动基础液压传动Part2.9瞬变流动在液压与气动系统中有时会出现流体的流速在极短的瞬间发生很大变化的现象，从而导致压力的急剧变化，这就是所谓瞬变流动。瞬变流动会给系统带来很大的危害，应尽量予以避免。本节主要介绍液压冲击和气穴现象以及它们的减小措施。high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity上海电机学院高职学院第二章液压传动基础

2、液压传动Part2.9.1液压冲击在液压系统中，当突然关闭或开启液流通道时，在通道内液体压力发生急剧交替升降的波动过程称为液压冲击。出现液压冲击时，液体中的瞬时峰值压力往往比正常工作压力高好几倍，它不仅会损坏密封装置、管道和液压元件，而且还会引起振动和噪声；有时使某些压力控制的液压元件产生误动作，造成事故。high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity上海电机学院高职学院第二章液压传动基础液压传动1.管内液流速度突变引起的液压冲击有一液位恒定并能保持液面压力

3、不变的容器如图2-40所示。容器底部连一管道，在管道的输出端装有一个阀门。管道内的液体经阀门B出流。若将阀门突然关闭，则紧靠阀门的这部分液体立刻停止运动，液体的动能瞬时转变为压力能，产生冲击压力，接着后面的液体依次停止运动，依次将动能转变为压力能，在管道内形成压力冲击波，并以速度c由B向A传播。图2-40液流速度突变引起的液压冲击high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity上海电机学院高职学院第二章液压传动基础液压传动设图2-40中管道的截面积和长度分别为

4、A和l，管道中液体的流速为v，密度为ρ，则根据能量守恒定律，液体的动能转化成液体的压力能，即所以(2-121）式中Δpmax——液压冲击时压力的升高值；K’——计及管壁弹性后的液体等效体积模量；c——压力冲击波在管道中的传播速度，即high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity上海电机学院高职学院第二章液压传动基础液压传动压力冲击波在管道中的传播速度可按下式计算(2-112）式中K——液体的体积模量；d——管道的内径；δ——管道的壁厚；E——管道材料的弹性模

5、量。压力冲击波在管道中液压液内的传播速度c一般在890~1420m/s范围内。high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity上海电机学院高职学院第二章液压传动基础液压传动如果阀门不是全部关闭，而是部分关闭，使液体的流速v降到v’，则只要在式(2-121）中以（v-v’）代替v，便可求得这种情况下的压力升高值，即(2-123）一般，依阀门闭时间常把液压冲击分为两种：当阀门关闭时间时，称为直接液压冲击（又称完全冲击）。当阀门关闭时间，称为间接液压冲击（又称不完全

6、冲击）。此时压力升高值比直接冲击时小。(2-124）high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity上海电机学院高职学院第二章液压传动基础液压传动各种情况下关闭液流通道时管内液压冲击的压力升高值归纳于表2-20。表2-20关闭液流通道时管内液压冲击的压力升高值阀心关闭情况液压冲击的压力升高值Δp暖时全部关闭液流（t≤tc）（v＇=0）瞬时部分关闭液流（t≤tc）（v＇≠0）逐渐全部关闭液流（t≤tc）（v＇=0）逐渐全部关闭液流（t≤tc）（v＇≠0）Δpma

7、x=ρcvΔpr=ρc(v-v＇)不论是哪一种情况，知道了液压冲击的压力升高值Δp后，便可求得出现冲击时管道中的最高压力(2-125）式中，p为正常工作压力。high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity上海电机学院高职学院第二章液压传动基础液压传动2.运动部件制动引起的液压冲击图2-41运动部件制动引起的液压冲击原理：如图2-41所示，活塞以速度v驱动负载m向左运动，活塞和负载的总质量为Σm。当突然关闭出口通道时，液体被封闭在左腔中。但由于运动部件的惯性而

8、使腔内液体受压，引起液体压力急剧上升。运动部件则因受到左腔内液体压力产生的阻力而制动。设运动部件在制动时的减速时间为Δt，速度的减小值为Δv，则根据动量定律可近似地求得左腔内的冲击压力Δp，由于high-technicalinstituteofShanghaiDianJiUniversity上海电机学院高职学院第二章液压传动基础液压传动故有(2-126）式中Σm——运动部件（包括活塞和负载）的总质量