液壓與氣壓傳動技術(shù)1項目一液壓傳動基礎(chǔ)知識的認識項目引入

液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)，利用液體的壓力能進行能量的傳遞和控制的一門技術(shù)。液壓傳動具有許多優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于機械制造、工程機械、建筑、冶金、化工、汽車工業(yè)以及航空航天等領(lǐng)域。如今，隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，機、電、液技術(shù)的緊密結(jié)合，使液壓技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用又進入了一個嶄新的階段。本項目通過對液壓傳動基礎(chǔ)知識的認識，為進一步理解和運用液壓傳動技術(shù)打下必要的理論基礎(chǔ)。2學(xué)習(xí)目標項目一液壓傳動基礎(chǔ)知識的認識1．知識目標掌握液壓傳動的工作原理、液壓系統(tǒng)的組成及其圖形符號。了解液壓傳動的優(yōu)缺點及應(yīng)用。掌握液壓油的主要性質(zhì)與選用。了解液壓油的污染與控制。掌握液體靜力學(xué)基礎(chǔ)及動力學(xué)基礎(chǔ)。了解管理中液流的壓力損失。了解液體流經(jīng)小孔和縫隙的流量。了解液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象。3項目一液壓傳動基礎(chǔ)知識的認識2．技能目標能正確分析液壓傳動工作原理。能正確選用液壓油。能正確利用流體力學(xué)知識分析并解決問題。能正確演示機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)。3．素質(zhì)目標增強自主學(xué)習(xí)意識。增強團隊合作意識。培養(yǎng)分析、解決問題的能力。培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。4學(xué)習(xí)任務(wù)項目一液壓傳動基礎(chǔ)知識的認識任務(wù)1.1液壓傳動的認識任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識5任務(wù)1.1液壓傳動的認識6知識庫一、液壓傳動的工作原理

分析圖1-2所示的液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程。當抬起杠桿時，油液在大氣壓作用下進入小液壓缸1的下腔，完成一次吸油過程。當壓下杠桿時，油液進入大液壓缸6的下腔，推動其活塞上移頂起重物，小液壓缸1完成一次壓油過程。不斷地抬起和壓下杠桿，油液就不斷地被壓入大液壓缸6的下腔，使重物不斷升起，達到舉升的目的。如杠桿停止動作，大液壓缸6的活塞連同重物一起被鎖住不動，停止在舉升位置。如打開截止閥5，重物隨大液壓缸6的活塞在自重作用下一起下移并回到原位。圖1-2液壓千斤頂工作原理圖1-小液壓缸2-壓油單向閥3-吸油單向閥4-油箱5-截止閥6-大液壓缸任務(wù)1.1液壓傳動的認識7

歸納液壓傳動的工作原理：（1）液壓傳動是以液體作為傳遞運動和動力的工作介質(zhì)。（2）液壓傳動經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換，先把機械能轉(zhuǎn)換為便于輸送的液體的壓力能，再把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能對外做功。（3）液壓傳動是依靠液體在密封容積變化中的壓力能來實現(xiàn)能量傳遞的。任務(wù)1.1液壓傳動的認識8二、液壓傳動的組成

分析圖1-3所示的平面磨床工作臺液壓系統(tǒng)。a）工作原理圖b）換向閥7位置改變c）換向閥5位置改變1-油箱2-過濾器3-液壓泵4-溢流閥5、7-換向閥6-節(jié)流閥8-液壓缸9-工作臺圖1-3平面磨床工作臺液壓系統(tǒng)任務(wù)1.1液壓傳動的認識9

由平面磨床工作臺液壓系統(tǒng)可知，液壓系統(tǒng)主要組成:1）動力元件將機械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能的元件，為系統(tǒng)提供壓力油，如液壓泵。2）執(zhí)行元件將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的元件，以驅(qū)動工作機構(gòu)，如液壓缸、液壓馬達。3）控制元件用來控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量及流動方向的元件，以保證執(zhí)行元件的預(yù)期工作，如溢流閥、節(jié)流閥和換向閥等。4）輔助元件保證系統(tǒng)正常工作所需的上述三種以外的元件，如油管、油箱、過濾器等。5）工作介質(zhì)傳遞能量的液體，通常指液壓油。任務(wù)1.1液壓傳動的認識10三、液壓系統(tǒng)的圖形符號圖1-3a中的各個元件是用半結(jié)構(gòu)式圖形畫出來的液壓系統(tǒng)，這種形式直觀性強，易理解，但難于繪制，元件多時更是如此。液壓系統(tǒng)一般都用國家標準規(guī)定的圖形符號繪制，使回路圖簡化，便于繪制，如圖1-3d所示。

圖形符號只表示元件的功能，不表示具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)。

我國目前采用的液壓元件的圖形符號見附錄A。任務(wù)1.1液壓傳動的認識11四、液壓系統(tǒng)的特點與應(yīng)用

1．液壓傳動的特點1）液壓傳動的優(yōu)點（1）液壓傳動裝置運動平穩(wěn)、反應(yīng)快、慣性?。?）容易實現(xiàn)較大的力和轉(zhuǎn)矩的傳遞。（3）能方便實現(xiàn)無級調(diào)速，且調(diào)速范圍最大可達1:2000。（4）操作簡便，易于實現(xiàn)自動化。（5）易實現(xiàn)過載保護，而且液壓元件能自行潤滑，使用壽命較長。（6）液壓元件已實現(xiàn)了標準化、系列化、通用化，便于設(shè)計、制造和使用。任務(wù)1.1液壓傳動的認識122）液壓傳動的缺點（1）由于液壓油的泄漏和可壓縮性，液壓傳動不能保證嚴格的傳動比。（2）液壓傳動對油溫變化比較敏感，這會影響它的工作穩(wěn)定性。（3）液壓元件在制造精度上要求較高，因此它的造價高，且對油液的污染比較敏感。（4）液壓傳動在能量轉(zhuǎn)換的過程中，壓力、流量損失大，故系統(tǒng)效率較低。（5）液壓傳動裝置出現(xiàn)故障時不易查找原因，使用和維修有較高的技術(shù)要求。任務(wù)1.1液壓傳動的認識132．液壓傳動的應(yīng)用與發(fā)展1）液壓傳動的應(yīng)用液壓傳動技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于機械制造、工程機械、建筑、汽車工業(yè)、石油化工、航天航空、軍事、冶金、農(nóng)機、海洋開發(fā)等領(lǐng)域。采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。2）液壓傳動的發(fā)展液壓傳動技術(shù)正在向著高壓、高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪聲、低能耗、經(jīng)久耐用、高度集成化方向發(fā)展。

新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計、計算機輔助測試、計算機實時控制也是當前液壓傳動技術(shù)的發(fā)展方向。任務(wù)1.1液壓傳動的認識14任務(wù)1.1液壓傳動的認識15任務(wù)1.1液壓傳動的認識16任務(wù)1.1液壓傳動的認識謝謝大家！液壓與氣壓傳動技術(shù)19學(xué)習(xí)任務(wù)項目一液壓傳動基礎(chǔ)知識的認識任務(wù)1.1液壓傳動的認識任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識20任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識21知識庫一、液壓油的主要性質(zhì)

1．密度ρ單位體積液壓油的質(zhì)量。密度隨著溫度或壓力的變化而變化，但變化不大，通常忽略不計，一般取ρ=900kg/m3。2．黏性液體在外力作用下流動時，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子相對運動而產(chǎn)生的一種內(nèi)摩擦力的性質(zhì)。黏性的大小可以用黏度表示，常用的黏度有動力黏度和運動黏度等。

1）動力黏度μ

又稱絕對黏度，表征液體黏性的內(nèi)摩擦系數(shù)，單位是Pa?s。

2）運動黏度ν

動力黏度與液體密度的比值，即v=μ/ρ，單位為m2/s（實際中常用cm2/s和mm2/s）。

工程上常用運動黏度作為液體黏度的標志。液壓油的牌號就是用液壓油在40℃時運動黏度平均值來表示的，例如液壓油L-HL32表示在40℃時運動黏度的平均值為32mm2/s。任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識22

3）黏度與溫度的關(guān)系溫度升高，黏度下降；溫度降低，黏度升高。液壓油的黏度隨溫度變化而變化的性質(zhì)稱為黏溫特性，不同種類的液壓油具有不同的黏溫特性。4）黏度與壓力的關(guān)系當液體所受壓力增大時，黏度也隨之增大。液壓油的黏度隨壓力變化而變化的性質(zhì)稱為黏壓特性。

在液壓系統(tǒng)中，若壓力不高，壓力對液壓油黏度的影響較小，可忽略不計。3．可壓縮性液體受壓力作用而發(fā)生體積變小的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。

一般情況下可認為液體是不可壓縮的。但在需要精密控制的高壓系統(tǒng)中，就要考慮液體可壓縮性的影響。另外，當液體混入空氣時，將增大液體的可壓縮性，從而影響液壓系統(tǒng)的工作性能。任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識23二、液壓油的選用

1．液壓系統(tǒng)對液壓油的要求（1）黏度適當，黏溫特性良好。（2）潤滑性能好，以減小元件中相對運動表面的磨損。（3）質(zhì)地純凈、雜質(zhì)少。（4）相容性良好，對金屬和密封件等無軟化、硬化、溶解等作用。（5）化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好，不易氧化和變質(zhì)，使用壽命長。（6）抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蝕性小，抗銹性好。（7）凝點和流動點低，閃點和燃點高。（8）體積膨脹系數(shù)低，比熱容高。（9）對人體無害，對環(huán)境污染小，價格便宜。任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識24任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識2．液壓油的種類液壓油主要有礦油型、合成型、乳化型三大類，見表1-1。25任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識26任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識3．液壓油的選用液壓油的選用包含品種和黏度兩個方面。

選用液壓油時，可根據(jù)液壓設(shè)備及液壓元件生產(chǎn)廠商所推薦的品種號數(shù)來選用液壓油，也可參考上表1-1，或者根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境、工作壓力、工作速度、液壓泵類型及經(jīng)濟性等因素全面考慮，見表1-2。27任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識28任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識4．液壓油的使用除了合理選擇液壓油外，使用中還應(yīng)注意以下問題。（1）對長期使用的液壓油，應(yīng)使其長期處于低于它開始氧化的溫度下工作。（2）在儲存、搬運及加注過程中，應(yīng)防止油液被污染。（3）對油液定期抽樣檢驗，并建立定期換油制度。（4）油箱的儲油量應(yīng)充分，以利于液壓系統(tǒng)的散熱。（5）保持液壓系統(tǒng)的密封良好，一旦有泄漏應(yīng)立即排除。29三、液壓油的污染與控制

1．液壓油的污染及危害液壓油的污染是指液壓油中含有水分、空氣、固體顆粒及膠狀生成物等雜物。液壓油污染產(chǎn)生的危害如下：（1）固體顆粒和膠狀生成物堵塞過濾器，使液壓泵吸油不暢、運轉(zhuǎn)困難、產(chǎn)生噪聲。堵塞閥類元件的小孔或縫隙，使閥類元件動作失靈。（2）微小固體顆粒會加速有相對滑動零件表面的磨損，使液壓元件不能正常工作，同時還會劃傷密封件，使泄漏流量增加。（3）水分和空氣的混入會降低液壓油液的潤滑性，并加速其氧化變質(zhì)，產(chǎn)生氣蝕，使液壓元件加速損壞，也會使液壓系統(tǒng)出現(xiàn)振動、爬行等現(xiàn)象。任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識302．液壓油污染的原因液壓油液壓油的污染物主要來源于外界侵入和使用中產(chǎn)生兩個方面。外界侵入主要有液壓裝置組裝時的殘留物，從周圍環(huán)境中混入的空氣、塵埃等。使用中產(chǎn)生的污染物主要是金屬微粒、銹斑、液壓油變質(zhì)后的膠狀生成物等。

3．液壓油污染的控制（1）要對元件和系統(tǒng)進行嚴格清洗。（2）要過濾注入系統(tǒng)的液壓油，要在油箱與大氣相通處加裝空氣過濾器，要對外露件做好防塵密封等措施，以減少外來的污染。（3）應(yīng)在系統(tǒng)的相應(yīng)部位安裝適當精度的過濾器，濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì)，并定期檢查、清洗和更換濾芯。（4）應(yīng)控制液壓油的工作溫度，防止油溫過高造成液壓油氧化變質(zhì)。（5）應(yīng)根據(jù)液壓設(shè)備使用說明書和維護保養(yǎng)規(guī)程，定期檢查、更換液壓油，換油時應(yīng)將油箱和管道清洗干凈。任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識31任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識32任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識33任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識謝謝大家！液壓與氣壓傳動技術(shù)36學(xué)習(xí)任務(wù)項目一液壓傳動基礎(chǔ)知識的認識任務(wù)1.1液壓傳動的認識任務(wù)1.2液壓傳動工作介質(zhì)的認識任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識37任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識38知識庫一、液體靜力學(xué)基礎(chǔ)

液體靜力學(xué)主要是研究液體處于相對平衡狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律和這些規(guī)律的實際應(yīng)用。

1．液體靜壓力及其特性1）液體靜壓力靜止液體在單位面積上所受的法向力稱為液體靜壓力，在物理學(xué)中稱壓強，在液壓傳動中稱壓力，用p表示。若法向力F（單位為N）均勻作用于面積A（單位為m2）上，則壓力的法定單位為帕斯卡，簡稱帕，符號為Pa，1Pa=1N/m2，在工程中上常用單位為兆帕（MPa），1MPa=106Pa。2）液體靜壓力的特性（1）液體靜壓力沿著內(nèi)法線方向并垂直于受壓平面。（2）靜止液體內(nèi)任意一點處所受到的靜壓力在各個方向上都相等。任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識

2．液體靜力學(xué)基本方程如圖1-4所示，計算距液面深度為h處某一點A的壓力p。假想從液面往下取一個包含A點，高度為h，底面積為ΔA的小液柱為研究對象，這個小液柱在重力和周圍液體壓力作用下處于平衡狀態(tài)，則有

得液體靜力學(xué)基本方程：由方程可知：（1）靜止液體中任一點的壓力均由兩部分組成，即液面上的壓力p0和液體自重而引起的對該點的壓力ρgh。（2）靜止液體內(nèi)的壓力隨液體距液面的深度變化呈線性規(guī)律分布。（3）在同一深度上各點的壓力相等，壓力相等的所有點組成的面為等壓面，在重力作用下靜止液體的等壓面為一個平面。圖1-4靜止液體內(nèi)壓力分布規(guī)律任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識39

3．壓力的表示方法

壓力通常有絕對壓力、相對壓力和真空度三種表示方法，如圖1-5所示。絕對壓力=大氣壓力+相對壓力真空度=大氣壓力-絕對壓力任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識40

4．壓力的傳遞

在密封容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力，能等值地傳遞到液體中各點，這就是液體壓力傳遞原理，也稱為帕斯卡原理。在液壓傳動中，由外力所產(chǎn)生的壓力要比液體自重形成的壓力大得多，為此可將靜力學(xué)基本方程中的ρgh項忽略不計，而認為靜止液體內(nèi)各點的壓力相等，即p=p0。如圖1-6所示，負載F作用在密封容器的活塞上，活塞的橫截面面積為A，由靜壓力公式可得p0=F/A，則得容器內(nèi)深度為h處液體的壓力p=F/A。液體內(nèi)部的壓力是由外界負載作用所形成的，即壓力取決于負載。任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識41圖1-6液體內(nèi)壓力的計算

5．液體對固體壁面的作用力

當固體壁面為平面時，液體對固體壁面上的作用力F

等于液體壓力p與該平面面積A

的乘積，即當固體壁面是曲面時，液體作用于曲面某x方向上的作用力等于液體壓力p與曲面在該方向投影面積Ax的乘積，即任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識4243二、液體動力學(xué)基礎(chǔ)液體動力學(xué)是研究液體在外力的作用下流動時的運動規(guī)律、能量轉(zhuǎn)換和流動液體對固體壁面的作用力，這是液體動力學(xué)的基礎(chǔ)。

1．基本概念

1）理想液體和恒定流動一般把液體既無粘性又不可壓縮的假想液體稱為理想液體。恒定流動是液體流動時，液體中任意一點處的壓力、流速和密度不隨時間而變化。反之，則是非恒定流動。2）流量和平均流速（1）流量q

指單位時間內(nèi)流過某一通流截面（液體在管道中流動時，垂直于液體流動方向的截面）的液體體積，即任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識44（2）平均流速v

平均流速是假設(shè)通流截面上各點的流速是均勻分布的，單位為m/s；并定義液體以平均流速流過通流截面的流量等于以實際流速流過該截面的流量，則有平均流速v等于流過通流截面的流量q與通流截面的面積A之比，即

在工程實際中，平均流速v才有應(yīng)用價值。

如液壓缸工作時，活塞的運動速度就等于液壓缸內(nèi)液體的平均流速。當液壓缸活塞的有效工作面積一定時，活塞的運動速度由輸入液壓缸的流量決定，即流速取決于流量。

工程上指的流速一般均為平均流速。任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識45

3）流態(tài)和雷諾數(shù)（1）層流和紊流液體在管道中流動時有層流和紊流兩種流動狀態(tài)。

層流時，液體質(zhì)點互不干擾，液體分層流動，且平行于管道軸線。

紊流時，液體質(zhì)點運動雜亂無章，既有軸向運動，也有橫向運動。（2）雷諾數(shù)試驗證明，液體在圓管中的流動狀態(tài)與平均流速v、管道直徑d及液體的運動粘度υ有關(guān)。

由這三個因數(shù)所組成的無量綱組合數(shù)稱為雷諾數(shù)，用Re表示，即雷諾數(shù)可決定液體的流動狀態(tài)。如果液體流動時的雷諾數(shù)相同，則流動狀態(tài)也相同。工程中以臨界雷諾數(shù)Rec作為判斷液流狀態(tài)的依據(jù)。當液流的實際雷諾數(shù)Re小于臨界雷諾數(shù)Rec時，為層流；反之，為紊流。任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識462．連續(xù)性方程連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達形式。

如圖1-7所示，管道中作恒定流動不可壓縮的液體，則單位時間內(nèi)流過任意兩截面的液體質(zhì)量相等，即任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識圖1-7連續(xù)性方程示意圖連續(xù)性方程表明液體在同一管道中作恒定流動時，流量是一個常數(shù)；當流量一定時，流速與通流截面的面積成反比。473．伯努利方程伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達形式。

如圖1-8所示的理想液體在管道中作恒定流動，根據(jù)能量守恒定律，由理論推導(dǎo)可得管道上任意取兩個通流截面間的理想液體伯努利方程為任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識圖1-8理想液體伯努利方程示意理想液體的伯努利方程表明在密封管道內(nèi)做恒定流動的理想液體在任意一個通流截面上具有壓力能、位能和動能三種形式的能量，流動中三種能量可以互相轉(zhuǎn)換，但能量總和不變，即能量守恒。48任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識

實際液體在管道中流動時，由于存在液體黏性，管道突變，流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力及液流擾動而消耗能量，因此造成能量損失Δpw。另外，實際流速在管道通流截面上分布是不均勻的，用平均流速來代替，必然會產(chǎn)生偏差，這樣就需引入動能修正系數(shù)α來補償產(chǎn)生的偏差，因此實際液體的伯努利方程為

伯努利方程是流體力學(xué)的重要方程。在液壓傳動中常與連續(xù)性方程一起應(yīng)用來求解系統(tǒng)中的壓力和速度問題。494．動量方程動量方程是動量定理在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用。它是研究液體流動時作用在液體上的外力與其動量的變化之間的關(guān)系。

液體做恒定流動，且忽略其可壓縮性，則動量方程式為動量方程是一個矢量表達式。它表明作用在液流控制體上的外力合力等于單位時間內(nèi)流出與流入控制表面的液體的動量之差。

液體對固體壁面的作用力（穩(wěn)態(tài)液動力，簡稱液動力）與液體所受的外力是一對作用力與反作用力。因此，可按動量方程計算流動液體作用在固體壁面上的作用力。任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識50三、管路中液流的壓力損失壓力損失分為沿程壓力損失和局部壓力損失兩類。1．沿程壓力損失液體在等徑直管中流動時因粘性摩擦阻力而產(chǎn)生的能量損失稱為沿程壓力損失。試驗證明：液體的沿程壓力損失與管道長度、單位體積的動能成正比，與管徑成反比，即沿程壓力損失為

2．局部壓力損失液體流經(jīng)閥口、彎管、管接頭及突變的截面等處時，液體速度的大小和方向發(fā)生變化，會產(chǎn)生漩渦并使質(zhì)點互相撞擊和摩擦而造成的能量損失，稱為局部壓力損失。局部壓力損失可按下式計算任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識513．管路系統(tǒng)的總壓力損失管路系統(tǒng)的總壓力損失等于系統(tǒng)中所有沿程壓力損失和所有局部壓力損失之和，即減少管路系統(tǒng)中的措施：

減小流速

縮短管路的長度

減少管路截面突變和管路的彎曲

減少管路內(nèi)壁的粗糙度和適當增大管路的直徑

合理選用閥門元件等任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識52四、液體流經(jīng)小孔和縫隙的流量小孔及縫隙是液壓元件和液壓系統(tǒng)中常見的結(jié)構(gòu)，前者用來調(diào)節(jié)流量或壓力，以此來達到調(diào)速或調(diào)壓的目的；后者會造成系統(tǒng)泄漏而降低效率。1．液體流經(jīng)小孔的流量圖1-9所示為液體流經(jīng)的小孔。根據(jù)長度徑之比分為薄壁孔、細長孔和短孔。

當l/d≤0.5時為薄壁孔；

當l/d＞4時為細長孔；

當0.5＜l/d≤4時為短孔。

任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識圖1-9液體在小孔中的流動53流經(jīng)各種小孔的流量通用公式為（1）流經(jīng)薄壁孔的流量與小孔的通流截面面積成正比，與小孔前后壓差的平方根成正比。由于薄壁孔的流程很短，沿程阻力小，且不受粘度的影響，因而油溫變化對流量影響也很小，薄壁孔處流速較高且不易堵塞，故常用作節(jié)流閥的閥口。（2）流經(jīng)細長孔的流量由于與液體的動力粘度成反比，受油溫的影響較大，同時細長孔易被堵塞，故常用作控制閥的阻尼孔。（3）流經(jīng)短孔的流量計算可采用薄壁孔的公式，但流量系數(shù)Cq不同，一般取Cq=0.82。加工短孔比薄壁孔容易，故常用作固定的節(jié)流孔。任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識2．液體流經(jīng)縫隙的流量常見的縫隙有兩個平行平板形成的縫隙和內(nèi)、外圓柱表面形成的環(huán)狀縫隙兩種。液體流經(jīng)縫隙的流量是由壓差流動、剪切流動及壓差流動和剪切流動聯(lián)合流動引起的。液體流經(jīng)縫隙的流量公式見表1-5。任務(wù)1.3液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識的認識54

結(jié)論：在壓差流動下流經(jīng)縫隙的流量與縫隙高度δ的三次方成正比，可見液壓元件內(nèi)縫隙的大小對泄漏的影響很大，故要盡量提高元件的制造精度，以減小泄漏。通過同心環(huán)狀縫隙的流量公式是偏心環(huán)狀縫隙流量公式在ε=0時的特例，當e=δ、ε=l時，即完全偏心時，其壓差流動的流量是同心環(huán)狀縫隙的2.5倍。所以，應(yīng)盡可能使液壓配合元件的軸線處于同心狀態(tài)。55五、液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象

1．液壓沖擊在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因引起液體壓力在瞬間急劇升高，形成很大的壓力峰值的現(xiàn)象，稱為液壓沖擊。1）液壓沖擊產(chǎn)生的原因（1）快速關(guān)閉閥門，使流動液體突然停止，這時流動液體的動能在極短的時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為較高的壓力能而引起液壓沖擊。（2）運動部件突然制動或換向時，運動部件的動能將