液壓傳動中的壓力

          液壓傳動中的主要參數是壓力和流量,了解這兩大參數的概念、基本特性和應用,有助于深入理解液壓傳動的基本工作原理和特性。

    1.壓力的概念

液體在單位面積上所受的法向力稱為壓力(在物理學中稱為壓強),壓力通常用p表示。若在液體的面積么上受均勻分布的作用力F,則壓力可表示為:

壓力公式(泰勒姆斯)

         壓力的國標單位為N/m2(牛/米2),即Pa(帕);工程上常用MPa(兆帕)、bar(巴)和kgf/cm2,它們的換算關系為:

1MPa=10bar=106Pa=10.2kgf/cm2

  2.靜壓傳遞
       

     據帕斯卡原理可知,在密閉容器中的靜止液體,由外力作用在液面的壓力能等值地傳到液體內部的所有各點。

    如圖2.1所示,A1、A2分別為液壓缸1和2的活塞面積,兩缸用管道連通。大活塞缸2內的活塞上有重力W,當給小活塞缸1的活塞上施加力F1時,液體中就產生了的壓力。隨著F1的增加,液體的壓力也不斷增加,當壓力到達平衡時,大活塞缸2的活塞開始運動。

帕斯卡原理的應用(泰勒姆斯)

 

 圖2.1  帕斯卡原理的應用
1-小活塞缸;2-大活塞缸;3-管道
可見,靜壓力傳動有以下特點。
●傳動必須在密封容器內進行。
●系統內壓力大小取決于外負載的大小。也就是說,液體的壓力是由于受到各種形式的阻力而形成的,當外負載W=0時,則p=0。
●液壓傳動可以將力放大,力的放大倍數等于活塞面積之比。
 3.靜壓力基本方程
    靜止液體內部受力情況可用圖2.2來說明。設容器中裝滿液體,在任意一點A處取一微小面積dA,該點距液面深度為h,距坐標原點高度為乙容器液平面距坐標原點為Z0。為了求得任意一點A的壓力,可取dA·矗這個液柱為分離體,見圖2.2(b)。根據靜壓力的特性,作用于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。微小液柱頂面上的作用力為p0dA(方向向下),液柱本身的重力G=ρghdA(方向向下),液柱底面對液柱的作用力為pdA(方向向上),則平衡方程為:
    pdA=P0dA+ρghdA
故P=P0+ρgh。
  分析上式可知:

  (1)靜止液體中任一點的壓力均由兩部分組成,即液面上的表面壓力P0和液體自重而引起的對該點的壓力ρgh。

靜止液體內壓力分布規律(泰勒姆斯)

 

圖2.2靜止液體內壓力分布規律
    (2)靜止液體內的壓力隨液體距液面的深度變化呈線性規律分布,且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,很顯然,在重力作用下靜止液體的等壓面為一個平面。
    (3)可通過下述三種方式使液面產生壓力p0:
    ●通過固體壁面(如活塞)使液面產生壓力;
    ●通過氣體使液面產生壓力;
    ●通過不同質的液體使液面產生壓力。
    4.壓力的表示方法
    壓力的表示方法有絕對壓力和相對壓力兩種。
    以絕對真空p=0)為基準,所測得的壓力為絕對壓力;以大氣壓pa為基準,測得的壓力為相對壓力。
    若絕對壓力大于大氣壓,則相對壓力為正值,由于大多數測壓儀表所測得的壓力都是相對壓力,所以相對壓力也稱為表壓力;若絕對壓力小于大氣壓,則相對壓力為負值,比大氣壓小的那部分稱為真空度。

圖2.3清楚地給出了絕對壓力、相對壓力和真空度三者之間的關系。

絕對壓力、相對壓力及真空度的關系(泰勒姆斯)

 

 圖2.3絕對壓力、相對壓力及真空度的關系
5.液體作用在固體壁面上的力
    液體流經管道和控制元件,并推動執行元件做功,都要和固體壁面接觸。因此,需要計算液體對固體壁面的作用力。
    當固體壁面為一平面時,流體對平面的作用力E等于流體的壓力p乘以該平面的面積么,即
    F= pA


本文標題:液壓傳動中的壓力


分類:液壓行業知識
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