液壓馬達(dá)內(nèi)液壓油速度突變引起的液壓沖擊
首頁(yè) ? 液壓行業(yè)知識(shí) ? 液壓馬達(dá)內(nèi)液壓油速度突變引起的液壓沖擊
    在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)突然關(guān)閉或開(kāi)啟液流通道時(shí)，在通道內(nèi)液體壓力發(fā)生急劇交替升降的波動(dòng)過(guò)程稱為液壓沖擊。出現(xiàn)液壓沖擊時(shí)，液體中的瞬時(shí)峰值壓力往往比正常工作壓力高好幾倍，它不僅會(huì)損壞密封裝置、管道和液壓元件，而且還會(huì)引起振動(dòng)和噪聲；有時(shí)使某些壓力控制的液壓元件產(chǎn)生誤動(dòng)作，造成事故。
 
    一、管內(nèi)液流速度突變引起的液壓沖擊
    有一液位恒定并能保持液面壓力不變的容器如圖3. 40所示。容器底部連一管道，在管道的輸出端裝有一個(gè)閥門(mén)。管道內(nèi)的液體經(jīng)閥門(mén)B出流。若將閥門(mén)突然關(guān)閉，則緊靠閥門(mén)的這部分液體立刻停止運(yùn)動(dòng)，液體的動(dòng)能瞬時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>壓力能，產(chǎn)生沖擊壓力，接著后面的液體依次停止運(yùn)動(dòng)，依次將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽诠艿纼?nèi)形成壓力沖擊波，并以速度c由曰向A傳播。
    設(shè)圖3. 40中管道的截面積和長(zhǎng)度分別為A和Z，管道中液體的流速為穢，密度為p，則根據(jù)能量守恒定律，液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成液體的壓力能，即

    2lpAlv2=1/2Al/K‘△prmax

所以

 △prmax=ρ√K’/ρV=ρcv

式中Aprmax -液壓沖擊時(shí)壓力的升高值；
    K’——計(jì)及管壁彈性后的液體等效體積模量；
    c-壓力沖擊波在管道中的傳播速度，c=√k’/ρ。

    壓力沖擊波在管道中的傳播速度可按下式計(jì)算

c=√K’/ρ=√K/ρ/√1+d/δK/E

 式中K-液體的體積模量；

    d-管道的內(nèi)徑；
    δ-管道的壁厚；
    E-管道材料的彈性模量。
    壓力沖擊波在管道中液壓液內(nèi)的傳播速度c-般在890～1420m/s范圍內(nèi)。
    如果閥門(mén)不是全部關(guān)閉，而是部分關(guān)閉，使液體的流速?gòu)姆x降到移7，則只要在式( 3-69)
中以（v-v’）代替移，便可求得這種情況下的壓力升高值，即

    △pr=pc(v-v’)=pc△v    

一般，依閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間常把液壓沖擊分為兩種：

  當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間t<tc=2l/c，稱為直接液壓沖擊
  當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間t>tc=2l/c，稱為間接液壓沖擊
比直接沖擊時(shí)小，它可近似地按下式計(jì)算
    嘁。= pcv等
（又稱完全沖擊）。
（又稱不完全沖擊）。此時(shí)壓力升高值
這樣，可以把各種情況下關(guān)閉液流通道時(shí)管內(nèi)液壓沖擊的壓力升高值歸納于表3-7。
    表3-7關(guān)閉液流通道時(shí)管內(nèi)液壓沖擊的壓力升高值
閥門(mén)關(guān)閉情況
液壓沖擊的壓力升高值△p
    瞬時(shí)全部關(guān)閉液流(t≤t。)("’=0)
    瞬時(shí)部分關(guān)閉液流(t≤t。)(”’≠O)
    Ap。。；=pcv
    卸．= pc(v -”’)  1
    逐漸全部關(guān)閉液流(￡>t。)（口’=o）
    逐漸部分關(guān)閉液流(￡>t。)（口’≠O）
    te
    APrmax=P“了
    △p≥pc（。一”’）÷
  不論是哪一種情況，知道了液壓沖擊的壓力升高值A(chǔ)p后，便可求得出現(xiàn)沖擊時(shí)管道中
的最高壓力
    Pmax=p+Ap    式中p-正常工作壓力。
    等徑直管末端閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，出現(xiàn)的管內(nèi)壓力下降值列于表3-8。

      二、運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)所產(chǎn)生的液壓沖擊

    如圖3- 41所示，活塞以速度穢驅(qū)動(dòng)負(fù)載m向左運(yùn)動(dòng)，活塞和負(fù)載的總質(zhì)量為∑m。當(dāng)突然關(guān)閉出口通道時(shí)，液體被封閉在左腔中。但由于運(yùn)動(dòng)部件的慣性而使腔內(nèi)液體受壓，引起液體壓力急劇上升。運(yùn)動(dòng)部件則因受到左腔內(nèi)液體壓力產(chǎn)生的阻力而制動(dòng)。
    設(shè)運(yùn)動(dòng)部件在制動(dòng)時(shí)的減速時(shí)間為Af，速度的減小值為Av，則根據(jù)動(dòng)量定律可近似地求得左腔內(nèi)的沖擊壓力
Ap，由于
    ApAAt=∑mAv
故有
   
圖3—41運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)
  引起的液壓沖擊
式中  ∑m——運(yùn)動(dòng)部件’包括活塞和負(fù)載）的總質(zhì)量；
    A-液壓缸的有效工作面積；
    At-運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)時(shí)間；
    Av-運(yùn)動(dòng)部件速度的變化值，Av =v-v’；
    穢——運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)前的速度；
    穢’——運(yùn)動(dòng)部件經(jīng)過(guò)At時(shí)間后的速度。
  上式的計(jì)算忽略了阻尼、泄漏等因素，其值比實(shí)際的要大些，因而是偏安全的。
  針對(duì)上述各式中影響沖擊壓力Ap的因素，可采取以下措施來(lái)減小液壓沖擊：
  1)適當(dāng)加大管徑，限制管道流速刨，一般在液壓系統(tǒng)中把穢控制在4. 5m/s以內(nèi)，使
Ap。。。不超過(guò)5MPa就可以認(rèn)為是安全的。
    2)正確設(shè)計(jì)閥口或設(shè)置制動(dòng)裝置，使運(yùn)動(dòng)部件耕動(dòng)時(shí)速度變化比較均勻。
    3)延長(zhǎng)閥門(mén)關(guān)閉和運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)換向的時(shí)間，可采用換向時(shí)間可調(diào)的換向閥。
    4)盡可能縮短管長(zhǎng)，以減小壓力沖擊波的傳播時(shí)間，變直接沖擊為間接沖擊。
    5)在容易發(fā)生液壓沖擊的部位采用橡膠軟管或設(shè)置蓄能器，以吸收沖擊壓力；也可以
在這些部位安裝安全閥，以限制壓力升高。
    

本文標(biāo)題：液壓馬達(dá)內(nèi)液壓油速度突變引起的液壓沖擊

分類：液壓行業(yè)知識(shí)
標(biāo)簽：