基礎(chǔ)液壓技術(shù)醫(yī)學(xué)課件

系統(tǒng)工作要求：實(shí)現(xiàn)油缸的前進(jìn)、后退及停止運(yùn)動(dòng)，油缸最大推動(dòng)負(fù)載力：F=150000N；前進(jìn)、后退速度在0-0.15m/s范圍之內(nèi)連續(xù)可調(diào)（電控制）。實(shí)時(shí)檢測液壓泵出口壓力、流量設(shè)計(jì)任務(wù)：1.設(shè)計(jì)、繪制液壓系統(tǒng)原理圖；（繪制三維系統(tǒng)實(shí)物圖）2.系統(tǒng)壓力、流量、液壓缸尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算；3.電動(dòng)機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速計(jì)算；4.電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、液壓元器件（泵、閥、油缸、附件）及傳感器選型說明；5.上交設(shè)計(jì)計(jì)算說明書課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作要求：實(shí)現(xiàn)油缸的前進(jìn)、后退及停止運(yùn)動(dòng)，油缸最大推動(dòng)負(fù)基礎(chǔ)液壓技術(shù)

基礎(chǔ)液壓技術(shù)

什么是液壓？以液體為介質(zhì)，用其產(chǎn)生的壓力傳遞能量的方式稱為

液壓什么是液壓？以液體為介質(zhì)，用其產(chǎn)生的壓液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中能量的傳遞和轉(zhuǎn)換液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中能量的傳遞和轉(zhuǎn)換1.動(dòng)力元件液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成2.執(zhí)行元件4.輔助元件3.控制元件5.傳動(dòng)介質(zhì)液壓泵液壓馬達(dá)或油缸各種閥:方向閥、壓力閥、流量閥油箱、濾油器、加熱器、冷卻器等即液體1.動(dòng)力元件液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成2.執(zhí)行元件4.輔助元件3.控液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)1.實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速。2.在同等輸出功率下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)性能好。3.實(shí)現(xiàn)無間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。4.便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)和自動(dòng)過載保護(hù)。5.采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)，因此液壓元件有自我潤滑作用，有較長的使用壽命。6.液壓元件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)1.實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速。優(yōu)點(diǎn)：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)1、損失大、效率低、發(fā)熱大。2、不能得到定比傳動(dòng)。3、當(dāng)采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)時(shí)還需要注意防火問題。4、液壓元件加工精度要求高，造價(jià)高。5、液壓系統(tǒng)的故障比較難查找，對操作人員的技術(shù)水平要求高。缺點(diǎn)：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)1、損失大、效率低、發(fā)熱大。缺點(diǎn)：流體傳動(dòng)流體傳動(dòng)流體傳動(dòng)能量轉(zhuǎn)換和傳遞基于“靜液壓”原理流體相對“靜止”通過流體的壓力傳遞動(dòng)力能量轉(zhuǎn)換和傳遞基于“動(dòng)液壓”原理利用流體的動(dòng)能傳遞能量流體傳動(dòng)能量轉(zhuǎn)換和傳遞基于“靜液壓”原理能量轉(zhuǎn)換和傳遞基于“能量轉(zhuǎn)換和傳遞能量傳遞方式比較液壓氣動(dòng)電傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)能量來源(驅(qū)動(dòng))電機(jī)柴油機(jī)蓄能器電機(jī)柴油機(jī)蓄能罐電網(wǎng)蓄電池電機(jī)柴油機(jī)重力、拉力(彈簧)傳遞能量元件軟管、硬管軟管、硬管電纜磁場機(jī)械零件：杠桿、軸、齒輪等能量載體液體氣體電子流剛性和彈性物體作用力密度(功率密度)大高壓、大力、小流量相當(dāng)小壓力低小電功率密度與液壓功率密度比為1:10大與液壓相比不易實(shí)現(xiàn)功率流的選擇和分配平穩(wěn)性控制(加減速)非常好通過壓力和流量調(diào)節(jié)一般通過壓力和流量調(diào)節(jié)一般和非常好之間通過開環(huán)和閉環(huán)調(diào)節(jié)一般輸出裝置運(yùn)動(dòng)形式通過使用液壓馬達(dá)和油缸很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過使用氣動(dòng)馬達(dá)和氣動(dòng)缸很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)原始為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直線和旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞能量傳遞方式比較液壓氣動(dòng)電傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)能量來源實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制

運(yùn)動(dòng)的兩種方式直線運(yùn)動(dòng):--液壓油缸--氣動(dòng)油缸--絲杠+直線軸承2.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)--液壓馬達(dá)--減速機(jī)--氣動(dòng)馬達(dá)--伺服電機(jī)--變頻調(diào)速電機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)的兩種方式直線運(yùn)動(dòng):2.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制

滾珠絲杠變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的--電機(jī) --伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)液壓流體力學(xué)的理論基礎(chǔ)液壓流體靜力學(xué)液壓流體力學(xué)液壓流體動(dòng)力學(xué)液壓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)帕斯卡定理流量連續(xù)性定理伯努利方程液壓流體力學(xué)的理論基礎(chǔ)液壓流體靜力學(xué)液壓流體力學(xué)液壓流體動(dòng)力液壓傳動(dòng)的理論基礎(chǔ)1.靜液壓理論建立在理想的介質(zhì)上靜液壓原理是建立在理想的傳遞介質(zhì)上的-沒有質(zhì)量-沒有摩擦-不可壓縮對高頻響的系統(tǒng)，就要考慮介質(zhì)的壓縮性。即介質(zhì)不是剛性的而是彈性的Hydraulics

液壓傳動(dòng)的理論基礎(chǔ)1.靜液壓理論建立在理想的介質(zhì)上靜液壓液壓流體靜力學(xué)如果作用面積A1=A2=A3;則F1=F2=F3液壓流體靜力學(xué)如果作用面積A1=A2=A3;液壓流體靜力學(xué)2.靜液壓理論建立在帕斯卡定理(Pascal’slaw)上液壓流體靜力學(xué)2.靜液壓理論建立在帕斯卡定理(Pascal帕斯卡定理的要點(diǎn):液壓流體靜力學(xué)帕斯卡定理的要點(diǎn):液壓流體靜力學(xué)力的傳遞:液壓流體靜力學(xué)力的傳遞:液壓流體靜力學(xué)正負(fù)載由液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)力給負(fù)載負(fù)負(fù)載（產(chǎn)生吸空）由負(fù)載產(chǎn)生動(dòng)力給液壓系統(tǒng)節(jié)流負(fù)載用節(jié)流的方式使油泵產(chǎn)生動(dòng)力液壓流體靜力學(xué)正負(fù)載液壓流體靜力學(xué)壓力傳遞:液壓流體靜力學(xué)壓力傳遞:液壓流體靜力學(xué)液壓流體靜力學(xué)液壓流體靜力學(xué)液壓流體靜力學(xué)液壓流體靜力學(xué)液壓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)液壓系統(tǒng)中速度取決于流量

液壓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)液壓系統(tǒng)中速度取決于流量液壓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)在變徑的流道內(nèi)，在任何時(shí)候，通過個(gè)節(jié)點(diǎn)的流量相流量連續(xù)性原理液壓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)在變徑的流道內(nèi)，在任何時(shí)候，通過個(gè)節(jié)點(diǎn)的流量相液壓流體動(dòng)力學(xué)能量守恒定律關(guān)于運(yùn)動(dòng)液體的能量守恒定律指出，只要沒有能量從外界補(bǔ)充，也沒有能量傳送到外界，則運(yùn)動(dòng)液體的總能量保持不變。這一總能量包括：勢能（位能）動(dòng)能（運(yùn)動(dòng)能）決定于流體的高度和靜壓力決定于流體流動(dòng)速度和背壓力得到伯努利方程

液壓流體動(dòng)力學(xué)能量守恒定律關(guān)于運(yùn)動(dòng)液體的能量守恒定律指出，只液壓流體動(dòng)力學(xué)伯努利方程液壓流體動(dòng)力學(xué)伯努利方程液壓流體動(dòng)力學(xué)能量守恒：流速、壓力液壓流體動(dòng)力學(xué)能量守恒：流速、壓力

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失1.液體的流動(dòng)狀態(tài)19世紀(jì)末，雷諾首先通過實(shí)驗(yàn)觀察了水在圓管內(nèi)的流動(dòng)情況，并發(fā)現(xiàn)液體在管道中流動(dòng)時(shí)有兩種流動(dòng)狀態(tài)：層流和紊流（湍流）。這個(gè)實(shí)驗(yàn)被稱為雷諾實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在層流時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)互不干擾，液體的流動(dòng)呈線性或?qū)訝?，且平行于管道軸線；而在紊流時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，在沿管道流動(dòng)時(shí)，除平行于管道軸線的運(yùn)動(dòng)外，還存在著劇烈的橫向運(yùn)動(dòng)，液體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)中互相干擾。層流和紊流是兩種不同的流態(tài)。層流時(shí)，液體的流速低，液體質(zhì)點(diǎn)受粘性約束，不能隨意運(yùn)動(dòng)，粘性力起主導(dǎo)作用，液體的能量主要消耗在液體之間的摩擦損失上；紊流時(shí)，液體的流速較高，粘性的制約作用減弱，慣性力起主導(dǎo)作用，液體的能量主要消耗在動(dòng)能損失上。液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失1.液體的流動(dòng)狀態(tài)通過雷諾實(shí)驗(yàn)還可以證明，液體在圓形管道中的流動(dòng)狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流速

有關(guān)，還和管道的直徑d、液體的運(yùn)動(dòng)粘度有關(guān)。實(shí)際上，液體流動(dòng)狀態(tài)是由上述三個(gè)參數(shù)所確定的稱為雷諾數(shù)Re的無量綱數(shù)來判定，即：

對于非圓形截面管道，雷諾數(shù)Re可用下式表示，即：

水力直徑R可用下式計(jì)算：

式中：A——過流斷面積；

——濕周，即有效截面的管壁周長。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失通過雷諾實(shí)驗(yàn)還可以證明，液體在圓形

雷諾數(shù)是液體在管道中流動(dòng)狀態(tài)的判別數(shù)。對于不同情況下的液體流動(dòng)狀態(tài)，如果液體流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)Re相同，它的流動(dòng)狀態(tài)也就相同。液流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)的雷諾數(shù)和由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r(shí)的雷諾數(shù)是不相同的，后者的數(shù)值要小，所以一般都用后者作為判斷液流狀態(tài)的依據(jù)，稱為臨界雷諾數(shù)，記作Recr。當(dāng)液流的實(shí)際雷諾數(shù)Re小于臨界雷諾數(shù)Recr時(shí)，液流為層流；反之，為紊流。雷諾數(shù)的物理意義：雷諾數(shù)是液流的慣性作用對粘性作用的比。當(dāng)雷諾數(shù)較大時(shí)，說明慣性力起主導(dǎo)作用，這時(shí)液體處于紊流狀態(tài)；當(dāng)雷諾數(shù)較小時(shí)，說明粘性力起主導(dǎo)作用，這時(shí)液體處于層流狀態(tài)。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失雷諾數(shù)是液體在管道中流動(dòng)狀態(tài)的判別2.沿程壓力損失

(１)液體層流時(shí)的沿程壓力損失層流時(shí)液體質(zhì)點(diǎn)作有規(guī)則的流動(dòng)，是液壓傳動(dòng)中最常見的現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)和使用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，都希望管道中的液流保持這種流動(dòng)狀態(tài)。下圖所示為液體在等徑水平直管中作層流流動(dòng)的情況。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失2.沿程壓力損失(１)液體層流時(shí)的在液流中取一段與管軸重合的微小圓柱體作為研究對象，設(shè)它的半徑為r，長度為l，作用在兩端面的壓力分別為p1和p2，作用在側(cè)面的內(nèi)摩擦力為Ff。液流在作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)處于受力平衡狀態(tài)，故有：式中Ff是液體內(nèi)摩擦力，F(xiàn)f=-2rlμdu/dr（其中的負(fù)號表示流速u隨半徑r的增大而減?。?，若令，并將Ff代入上式，整理可得：對上式進(jìn)行積分，并代入相應(yīng)的邊界條件，即當(dāng)r=R時(shí)，u=0，得：

可見管內(nèi)液體質(zhì)點(diǎn)的流速在半徑方向上按拋物線規(guī)律分布。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失在液流中取一段與管軸重合的微小圓柱對于微小環(huán)形通流截面積dA=2rdr，所通過的流量為：

于是積分可得：

根據(jù)平均流速的定義，在管道內(nèi)的平均流速是：

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失對于微小環(huán)形通流截面積dA=2rdr，整理后，得沿程壓力損失為：

從上式可以看出，當(dāng)直管中的液流為層流時(shí)，其沿程壓力損失與液體粘度、管長、流速成正比，而與管徑的平方成反比。適當(dāng)變換上式沿程壓力損失計(jì)算公式，可改寫成如下形式：

式中為沿程阻力系數(shù)。對于圓管層流，理論值=64/Re。考慮到實(shí)際圓管截面可能有變形，以及靠近管壁處的液層可能被冷卻等因素，在實(shí)際計(jì)算時(shí)，可對金屬管取=75/Re，橡膠管=80/Re。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失整理后，得沿程壓力損失為：液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失

(2)液體紊流時(shí)的沿程壓力損失紊流時(shí)計(jì)算沿程壓力損失的公式在形式上同于層流，即：

但式中的阻力系數(shù)

除與雷諾數(shù)有關(guān)外，還與管壁的粗糙度有關(guān)，即=f(Re，/d)，這里的為管壁的絕對粗糙度，它與管徑d的比值/d稱為相對粗糙度。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失(2)液體紊流時(shí)的沿程壓力損失液3.局部壓力損失液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突變截面以及閥口、濾網(wǎng)等局部裝置時(shí)，液流方向和流速發(fā)生變化，在這些地方形成旋渦、氣穴，并發(fā)生強(qiáng)烈的撞擊現(xiàn)象，由此而造成的壓力損失稱為局部壓力損失。局部壓力損失的阻力系數(shù)，一般要依靠實(shí)驗(yàn)來確定。局部壓力損失的計(jì)算公式有如下形式：

液體流過各種閥類的局部壓力損失亦服從上式，但因閥內(nèi)的通道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，按此公式計(jì)算比較困難，故閥類元件局部壓力損失的實(shí)際計(jì)算常用公式：

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失3.局部壓力損失液體流經(jīng)管道的彎頭4.管路系統(tǒng)總壓力損失整個(gè)管路系統(tǒng)的總壓力損失應(yīng)為所有沿程壓力損失和所有局部壓力損失之和，即：

在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，絕大多數(shù)壓力損失轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，造成系統(tǒng)溫度增高，泄漏增大，影響系統(tǒng)的工作性能。從計(jì)算壓力損失的公式可以看出，減小流速，縮短管道長度，減少管道截面突變，提高管道內(nèi)壁的加工質(zhì)量等，都可使壓力損失減小。其中流速的影響最大，故液體在管路中的流速不應(yīng)過高。但流速太低，也會(huì)使管路和閥類元件的尺寸加大，并使成本增加，因此要綜合考慮確定液體在管道中的流速。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失4.管路系統(tǒng)總壓力損失整個(gè)管路系統(tǒng)

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失管道流速選擇液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失管道流速選擇

孔口流量

(1)薄壁孔口的流量下圖所示為進(jìn)口邊做成刃口形的典型薄壁孔口。由于液體的慣性作用，液流通過孔口時(shí)要發(fā)生收縮現(xiàn)象，在靠近孔口的后方出現(xiàn)收縮最大的通流截面2-2。對于薄壁圓孔，當(dāng)孔前通道直徑與小孔直徑之比d1/d≥7時(shí)，流束的收縮作用不受孔前通道內(nèi)壁的影響，這時(shí)的收縮被稱為完全收縮；反之，當(dāng)d1/d<7時(shí)，孔前通道對液流進(jìn)入小孔起導(dǎo)向作用，這時(shí)的收縮被稱為不完全收縮。薄壁小孔液流孔口流量(1)薄壁孔口的流量現(xiàn)對孔前通流斷面1―1和收縮斷面2―2之間的液體列出伯努利方程：式中，h1=h2；因1<<2

，則1可以忽略不計(jì)，認(rèn)為是零；因?yàn)槭湛s斷面的流動(dòng)是紊流，則2=1；而僅為局部損失，即，代入上式后可得：

由此可得通過薄壁孔口的流量公式為：

孔口流量現(xiàn)對孔前通流斷面1―1和收縮斷面2

(2)短孔、細(xì)長孔口的流量短孔的流量公式仍然為上式。短孔比薄壁孔口容易制作，因此特別適合于作固定節(jié)流器使用。流經(jīng)細(xì)長孔的液流，由于粘性而流動(dòng)不暢，流速低，故多為層流。所以其流量計(jì)算可以應(yīng)用前面推出的圓管層流流量公式：

在這里，液體流經(jīng)細(xì)長孔的流量q和孔前后的壓差p成正比，而和液體的粘度成反比?？梢娂?xì)長孔的流量和液壓油的粘度有關(guān)。這一點(diǎn)是和薄壁孔口的特性大不相同的。綜合各孔口的流量公式，可以歸納出一個(gè)流量通用公式：

孔口流量(2)短孔、細(xì)長孔口的流量孔液壓沖擊和空穴現(xiàn)象1.液壓沖擊在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，常常由于一些原因而使液體壓力突然急劇上升，形成很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象被稱為液壓沖擊。

(1)液壓沖擊產(chǎn)生的原因在閥門突然關(guān)閉或運(yùn)動(dòng)部件快速制動(dòng)等情況下，液體在系統(tǒng)中的流動(dòng)會(huì)突然受阻。這時(shí)，由于液流的慣性作用，液體就從受阻端開始，迅速將動(dòng)能逐層轉(zhuǎn)換為液壓能，因而產(chǎn)生了壓力沖擊波；此后，這個(gè)壓力波又從該端開始反向傳遞，將壓力能逐層轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這使得液體又反向流動(dòng)；然后，在另一端又再次將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，如此反復(fù)地進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。由于這種壓力波的迅速往復(fù)傳播，便在系統(tǒng)內(nèi)形成壓力振蕩。這一振蕩過程，由于液體受到摩擦力以及液體和管壁的彈性作用不斷地消耗能量，才使振蕩過程逐漸衰減而趨向穩(wěn)定，產(chǎn)生液壓沖擊的本質(zhì)是動(dòng)量變化。液壓沖擊和空穴現(xiàn)象1.液壓沖擊在液壓

(2)液壓沖擊的危害系統(tǒng)中出現(xiàn)液壓沖擊時(shí)，液體瞬時(shí)壓力峰值可以比正常工作壓力大好幾倍。液壓沖擊會(huì)損壞密封裝置、管道或液壓元件，還會(huì)引起設(shè)備振動(dòng)，產(chǎn)生很大噪聲。有時(shí)沖擊會(huì)使某些液壓元件如壓力繼電器、順序閥等產(chǎn)生誤動(dòng)作，影響系統(tǒng)正常工作。

液壓沖擊和空穴現(xiàn)象(2)液壓沖擊的危害液壓沖擊

(3)沖擊壓力（a）管道閥門關(guān)閉時(shí)的液壓沖擊設(shè)管道截面積為A，產(chǎn)生沖擊的管道長為l，壓力沖擊波第一波在l長度內(nèi)傳播的時(shí)間為t1，液體的密度為，管中液體的流速為，閥門關(guān)閉后的流速為零，則由動(dòng)量方程得：整理后得

式中c=l/t，為壓力沖擊波在管道中的傳播速度。應(yīng)用式（3.45）時(shí)，需要先知道c值的大小，而c值不僅和液體的體積彈性模量K有關(guān)，而且還與管道材料的彈性模量E、管道的內(nèi)徑d及壁厚

有關(guān)。在液壓傳動(dòng)中，c值一般在900～1400m/s之間。若液體流速

不是突然降為零，而是降為則上式可寫成

液壓沖擊和空穴現(xiàn)象(3)沖擊壓力液壓沖擊和空穴現(xiàn)設(shè)壓力沖擊波在管中往復(fù)一次的時(shí)間為tc，其中tc=2l/c。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)間t<tc時(shí)稱為突然關(guān)閉，此時(shí)壓力峰值很大，這時(shí)的沖擊稱為直接沖擊，其值可按前面兩式計(jì)算；當(dāng)t>tc時(shí)，閥門不是突然關(guān)閉，此時(shí)壓力峰值較小，這時(shí)的沖擊稱為間接沖擊，其p值可按下式計(jì)算

（b）運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)時(shí)的液壓沖擊設(shè)總質(zhì)量為的運(yùn)動(dòng)部件在制動(dòng)時(shí)的減速時(shí)間為t，速度減小值為，液壓缸有效作用面積為A，則根據(jù)動(dòng)量定理得

上式中忽略了阻尼和泄漏等因素，計(jì)算結(jié)果偏大，但比較安全。液壓沖擊和空穴現(xiàn)象設(shè)壓力沖擊波在管中往復(fù)一次的時(shí)間

(4)減小壓力沖擊的措施盡可能延長閥門關(guān)閉和運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)換向的時(shí)間。在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中采用換向時(shí)間可調(diào)的換向閥可做到這一點(diǎn)。正確設(shè)計(jì)閥口，限制管道流速及運(yùn)動(dòng)部件速度，使運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)時(shí)速度變化比較均勻。例如在機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，通常將管道流速限制在4.5m/s以下，液壓缸驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件速度一般不宜超過10m/min等。在某些精度要求不高的工作機(jī)械上，使液壓缸兩腔油路在換向閥回到中位時(shí)瞬時(shí)互通。適當(dāng)加大管道直徑，盡量縮短管路長度。加大管道直徑不僅可以降低流速，而且還可以減小壓力沖擊波速度c值；縮短管道長度的目的是減小壓力沖擊波的傳播時(shí)間t；必要時(shí)，還可在沖擊區(qū)附近設(shè)置卸荷閥和安裝蓄能器等緩沖裝置來達(dá)到此目的。采用軟管，以增加系統(tǒng)的彈性。液壓沖擊和空穴現(xiàn)象(4)減小壓力沖擊的措施液壓沖擊和空穴現(xiàn)象2.空穴現(xiàn)象在流動(dòng)的液體中，如果某處的壓力低于空氣分離壓時(shí)，原先溶解在液體中的空氣就會(huì)分離出來，從而導(dǎo)致液體中出現(xiàn)大量氣泡，這種現(xiàn)象稱為空穴現(xiàn)象；如果液體中的壓力進(jìn)一步降低到飽和蒸氣壓時(shí)，液體將迅速汽化，產(chǎn)生大量蒸汽泡，使空穴現(xiàn)象更加嚴(yán)重?？昭ǘ喟l(fā)生在閥口和液壓泵的進(jìn)口處。由于閥口的通道狹窄，液流的速度增大，壓力則下降，容易產(chǎn)生空穴；當(dāng)泵的安裝高度過高、吸油管直徑太小，吸油管阻力太大或泵的轉(zhuǎn)速過高，都會(huì)造成進(jìn)口處真空度過大，而產(chǎn)生空穴。液壓沖擊和空穴現(xiàn)象2.空穴現(xiàn)象在流動(dòng)的液體中，如果空穴現(xiàn)象是一種有害的現(xiàn)象，它主要有以下幾方面的危害：（l）液體在低壓部分產(chǎn)生空穴后，到高壓部分氣泡又重溶解于液體中，周圍的高壓液體迅速填補(bǔ)原來的空間，形成無數(shù)微小范圍內(nèi)的液壓沖擊。這將引起噪音，振動(dòng)等有害現(xiàn)象。（2）液壓系統(tǒng)受到空穴引起的液壓沖擊會(huì)造成零件的損壞。另外由于析出空氣中有游離氧，對零件具有很強(qiáng)的氧化作用，會(huì)引起元件的腐蝕。這些稱之為氣蝕作用。（3）空穴現(xiàn)象使液體中帶有一定量的氣泡，從而引起流量的不連續(xù)及壓力的波動(dòng)。嚴(yán)重時(shí)甚至斷流，使液壓系統(tǒng)不能正常工作。液壓沖擊和空穴現(xiàn)象空穴現(xiàn)象是一種有害的現(xiàn)象，它主要有為減少空穴和氣蝕的危害，通常采取下列措施：（1）降低泵的吸油高度，適當(dāng)加大吸油管直徑，限制吸油管的流速，盡量減小吸油管路中的壓力損失（如及時(shí)清洗過濾器或更換濾芯等）。對于自吸能力差的泵要安裝輔助泵供油。（2）管路要有良好的密封，防止空氣進(jìn)入。（3）提高液壓零件的抗氣蝕能力，采用抗腐蝕能力強(qiáng)的金屬材料，減小零件表面粗糙度等。液壓沖擊和空穴現(xiàn)象為減少空穴和氣蝕的危害，通常采取系統(tǒng)工作要求：實(shí)現(xiàn)油缸的前進(jìn)、后退及停止運(yùn)動(dòng)，油缸最大推動(dòng)負(fù)載力：F=150000N；前進(jìn)、后退速度在0-0.15m/s范圍之內(nèi)連續(xù)可調(diào)（電控制）。實(shí)時(shí)檢測液壓泵出口壓力、流量設(shè)計(jì)任務(wù)：1.設(shè)計(jì)、繪制液壓系統(tǒng)原理圖；（繪制三維系統(tǒng)實(shí)物圖）2.系統(tǒng)壓力、流量、液壓缸尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算；3.電動(dòng)機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速計(jì)算；4.電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、液壓元器件（泵、閥、油缸、附件）及傳感器選型說明；5.上交設(shè)計(jì)計(jì)算說明書課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作要求：實(shí)現(xiàn)油缸的前進(jìn)、后退及停止運(yùn)動(dòng)，油缸最大推動(dòng)負(fù)基礎(chǔ)液壓技術(shù)

基礎(chǔ)液壓技術(shù)

什么是液壓？以液體為介質(zhì)，用其產(chǎn)生的壓力傳遞能量的方式稱為

液壓什么是液壓？以液體為介質(zhì)，用其產(chǎn)生的壓液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中能量的傳遞和轉(zhuǎn)換液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中能量的傳遞和轉(zhuǎn)換1.動(dòng)力元件液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成2.執(zhí)行元件4.輔助元件3.控制元件5.傳動(dòng)介質(zhì)液壓泵液壓馬達(dá)或油缸各種閥:方向閥、壓力閥、流量閥油箱、濾油器、加熱器、冷卻器等即液體1.動(dòng)力元件液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成2.執(zhí)行元件4.輔助元件3.控液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)1.實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速。2.在同等輸出功率下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)性能好。3.實(shí)現(xiàn)無間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。4.便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)和自動(dòng)過載保護(hù)。5.采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)，因此液壓元件有自我潤滑作用，有較長的使用壽命。6.液壓元件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)1.實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速。優(yōu)點(diǎn)：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)1、損失大、效率低、發(fā)熱大。2、不能得到定比傳動(dòng)。3、當(dāng)采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)時(shí)還需要注意防火問題。4、液壓元件加工精度要求高，造價(jià)高。5、液壓系統(tǒng)的故障比較難查找，對操作人員的技術(shù)水平要求高。缺點(diǎn)：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)1、損失大、效率低、發(fā)熱大。缺點(diǎn)：流體傳動(dòng)流體傳動(dòng)流體傳動(dòng)能量轉(zhuǎn)換和傳遞基于“靜液壓”原理流體相對“靜止”通過流體的壓力傳遞動(dòng)力能量轉(zhuǎn)換和傳遞基于“動(dòng)液壓”原理利用流體的動(dòng)能傳遞能量流體傳動(dòng)能量轉(zhuǎn)換和傳遞基于“靜液壓”原理能量轉(zhuǎn)換和傳遞基于“能量轉(zhuǎn)換和傳遞能量傳遞方式比較液壓氣動(dòng)電傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)能量來源(驅(qū)動(dòng))電機(jī)柴油機(jī)蓄能器電機(jī)柴油機(jī)蓄能罐電網(wǎng)蓄電池電機(jī)柴油機(jī)重力、拉力(彈簧)傳遞能量元件軟管、硬管軟管、硬管電纜磁場機(jī)械零件：杠桿、軸、齒輪等能量載體液體氣體電子流剛性和彈性物體作用力密度(功率密度)大高壓、大力、小流量相當(dāng)小壓力低小電功率密度與液壓功率密度比為1:10大與液壓相比不易實(shí)現(xiàn)功率流的選擇和分配平穩(wěn)性控制(加減速)非常好通過壓力和流量調(diào)節(jié)一般通過壓力和流量調(diào)節(jié)一般和非常好之間通過開環(huán)和閉環(huán)調(diào)節(jié)一般輸出裝置運(yùn)動(dòng)形式通過使用液壓馬達(dá)和油缸很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過使用氣動(dòng)馬達(dá)和氣動(dòng)缸很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)原始為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直線和旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞能量傳遞方式比較液壓氣動(dòng)電傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)能量來源實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制

運(yùn)動(dòng)的兩種方式直線運(yùn)動(dòng):--液壓油缸--氣動(dòng)油缸--絲杠+直線軸承2.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)--液壓馬達(dá)--減速機(jī)--氣動(dòng)馬達(dá)--伺服電機(jī)--變頻調(diào)速電機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)的兩種方式直線運(yùn)動(dòng):2.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制

滾珠絲杠變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的--電機(jī) --伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)液壓流體力學(xué)的理論基礎(chǔ)液壓流體靜力學(xué)液壓流體力學(xué)液壓流體動(dòng)力學(xué)液壓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)帕斯卡定理流量連續(xù)性定理伯努利方程液壓流體力學(xué)的理論基礎(chǔ)液壓流體靜力學(xué)液壓流體力學(xué)液壓流體動(dòng)力液壓傳動(dòng)的理論基礎(chǔ)1.靜液壓理論建立在理想的介質(zhì)上靜液壓原理是建立在理想的傳遞介質(zhì)上的-沒有質(zhì)量-沒有摩擦-不可壓縮對高頻響的系統(tǒng)，就要考慮介質(zhì)的壓縮性。即介質(zhì)不是剛性的而是彈性的Hydraulics

液壓傳動(dòng)的理論基礎(chǔ)1.靜液壓理論建立在理想的介質(zhì)上靜液壓液壓流體靜力學(xué)如果作用面積A1=A2=A3;則F1=F2=F3液壓流體靜力學(xué)如果作用面積A1=A2=A3;液壓流體靜力學(xué)2.靜液壓理論建立在帕斯卡定理(Pascal’slaw)上液壓流體靜力學(xué)2.靜液壓理論建立在帕斯卡定理(Pascal帕斯卡定理的要點(diǎn):液壓流體靜力學(xué)帕斯卡定理的要點(diǎn):液壓流體靜力學(xué)力的傳遞:液壓流體靜力學(xué)力的傳遞:液壓流體靜力學(xué)正負(fù)載由液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)力給負(fù)載負(fù)負(fù)載（產(chǎn)生吸空）由負(fù)載產(chǎn)生動(dòng)力給液壓系統(tǒng)節(jié)流負(fù)載用節(jié)流的方式使油泵產(chǎn)生動(dòng)力液壓流體靜力學(xué)正負(fù)載液壓流體靜力學(xué)壓力傳遞:液壓流體靜力學(xué)壓力傳遞:液壓流體靜力學(xué)液壓流體靜力學(xué)液壓流體靜力學(xué)液壓流體靜力學(xué)液壓流體靜力學(xué)液壓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)液壓系統(tǒng)中速度取決于流量

液壓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)液壓系統(tǒng)中速度取決于流量液壓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)在變徑的流道內(nèi)，在任何時(shí)候，通過個(gè)節(jié)點(diǎn)的流量相流量連續(xù)性原理液壓流體運(yùn)動(dòng)學(xué)在變徑的流道內(nèi)，在任何時(shí)候，通過個(gè)節(jié)點(diǎn)的流量相液壓流體動(dòng)力學(xué)能量守恒定律關(guān)于運(yùn)動(dòng)液體的能量守恒定律指出，只要沒有能量從外界補(bǔ)充，也沒有能量傳送到外界，則運(yùn)動(dòng)液體的總能量保持不變。這一總能量包括：勢能（位能）動(dòng)能（運(yùn)動(dòng)能）決定于流體的高度和靜壓力決定于流體流動(dòng)速度和背壓力得到伯努利方程

液壓流體動(dòng)力學(xué)能量守恒定律關(guān)于運(yùn)動(dòng)液體的能量守恒定律指出，只液壓流體動(dòng)力學(xué)伯努利方程液壓流體動(dòng)力學(xué)伯努利方程液壓流體動(dòng)力學(xué)能量守恒：流速、壓力液壓流體動(dòng)力學(xué)能量守恒：流速、壓力

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失1.液體的流動(dòng)狀態(tài)19世紀(jì)末，雷諾首先通過實(shí)驗(yàn)觀察了水在圓管內(nèi)的流動(dòng)情況，并發(fā)現(xiàn)液體在管道中流動(dòng)時(shí)有兩種流動(dòng)狀態(tài)：層流和紊流（湍流）。這個(gè)實(shí)驗(yàn)被稱為雷諾實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在層流時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)互不干擾，液體的流動(dòng)呈線性或?qū)訝?，且平行于管道軸線；而在紊流時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，在沿管道流動(dòng)時(shí)，除平行于管道軸線的運(yùn)動(dòng)外，還存在著劇烈的橫向運(yùn)動(dòng)，液體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)中互相干擾。層流和紊流是兩種不同的流態(tài)。層流時(shí)，液體的流速低，液體質(zhì)點(diǎn)受粘性約束，不能隨意運(yùn)動(dòng)，粘性力起主導(dǎo)作用，液體的能量主要消耗在液體之間的摩擦損失上；紊流時(shí)，液體的流速較高，粘性的制約作用減弱，慣性力起主導(dǎo)作用，液體的能量主要消耗在動(dòng)能損失上。液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失1.液體的流動(dòng)狀態(tài)通過雷諾實(shí)驗(yàn)還可以證明，液體在圓形管道中的流動(dòng)狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流速

有關(guān)，還和管道的直徑d、液體的運(yùn)動(dòng)粘度有關(guān)。實(shí)際上，液體流動(dòng)狀態(tài)是由上述三個(gè)參數(shù)所確定的稱為雷諾數(shù)Re的無量綱數(shù)來判定，即：

對于非圓形截面管道，雷諾數(shù)Re可用下式表示，即：

水力直徑R可用下式計(jì)算：

式中：A——過流斷面積；

——濕周，即有效截面的管壁周長。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失通過雷諾實(shí)驗(yàn)還可以證明，液體在圓形

雷諾數(shù)是液體在管道中流動(dòng)狀態(tài)的判別數(shù)。對于不同情況下的液體流動(dòng)狀態(tài)，如果液體流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)Re相同，它的流動(dòng)狀態(tài)也就相同。液流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)的雷諾數(shù)和由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r(shí)的雷諾數(shù)是不相同的，后者的數(shù)值要小，所以一般都用后者作為判斷液流狀態(tài)的依據(jù)，稱為臨界雷諾數(shù)，記作Recr。當(dāng)液流的實(shí)際雷諾數(shù)Re小于臨界雷諾數(shù)Recr時(shí)，液流為層流；反之，為紊流。雷諾數(shù)的物理意義：雷諾數(shù)是液流的慣性作用對粘性作用的比。當(dāng)雷諾數(shù)較大時(shí)，說明慣性力起主導(dǎo)作用，這時(shí)液體處于紊流狀態(tài)；當(dāng)雷諾數(shù)較小時(shí)，說明粘性力起主導(dǎo)作用，這時(shí)液體處于層流狀態(tài)。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失雷諾數(shù)是液體在管道中流動(dòng)狀態(tài)的判別2.沿程壓力損失

(１)液體層流時(shí)的沿程壓力損失層流時(shí)液體質(zhì)點(diǎn)作有規(guī)則的流動(dòng)，是液壓傳動(dòng)中最常見的現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)和使用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，都希望管道中的液流保持這種流動(dòng)狀態(tài)。下圖所示為液體在等徑水平直管中作層流流動(dòng)的情況。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失2.沿程壓力損失(１)液體層流時(shí)的在液流中取一段與管軸重合的微小圓柱體作為研究對象，設(shè)它的半徑為r，長度為l，作用在兩端面的壓力分別為p1和p2，作用在側(cè)面的內(nèi)摩擦力為Ff。液流在作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)處于受力平衡狀態(tài)，故有：式中Ff是液體內(nèi)摩擦力，F(xiàn)f=-2rlμdu/dr（其中的負(fù)號表示流速u隨半徑r的增大而減?。?，若令，并將Ff代入上式，整理可得：對上式進(jìn)行積分，并代入相應(yīng)的邊界條件，即當(dāng)r=R時(shí)，u=0，得：

可見管內(nèi)液體質(zhì)點(diǎn)的流速在半徑方向上按拋物線規(guī)律分布。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失在液流中取一段與管軸重合的微小圓柱對于微小環(huán)形通流截面積dA=2rdr，所通過的流量為：

于是積分可得：

根據(jù)平均流速的定義，在管道內(nèi)的平均流速是：

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失對于微小環(huán)形通流截面積dA=2rdr，整理后，得沿程壓力損失為：

從上式可以看出，當(dāng)直管中的液流為層流時(shí)，其沿程壓力損失與液體粘度、管長、流速成正比，而與管徑的平方成反比。適當(dāng)變換上式沿程壓力損失計(jì)算公式，可改寫成如下形式：

式中為沿程阻力系數(shù)。對于圓管層流，理論值=64/Re?？紤]到實(shí)際圓管截面可能有變形，以及靠近管壁處的液層可能被冷卻等因素，在實(shí)際計(jì)算時(shí)，可對金屬管取=75/Re，橡膠管=80/Re。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失整理后，得沿程壓力損失為：液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失

(2)液體紊流時(shí)的沿程壓力損失紊流時(shí)計(jì)算沿程壓力損失的公式在形式上同于層流，即：

但式中的阻力系數(shù)

除與雷諾數(shù)有關(guān)外，還與管壁的粗糙度有關(guān)，即=f(Re，/d)，這里的為管壁的絕對粗糙度，它與管徑d的比值/d稱為相對粗糙度。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失(2)液體紊流時(shí)的沿程壓力損失液3.局部壓力損失液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突變截面以及閥口、濾網(wǎng)等局部裝置時(shí)，液流方向和流速發(fā)生變化，在這些地方形成旋渦、氣穴，并發(fā)生強(qiáng)烈的撞擊現(xiàn)象，由此而造成的壓力損失稱為局部壓力損失。局部壓力損失的阻力系數(shù)，一般要依靠實(shí)驗(yàn)來確定。局部壓力損失的計(jì)算公式有如下形式：

液體流過各種閥類的局部壓力損失亦服從上式，但因閥內(nèi)的通道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，按此公式計(jì)算比較困難，故閥類元件局部壓力損失的實(shí)際計(jì)算常用公式：

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失3.局部壓力損失液體流經(jīng)管道的彎頭4.管路系統(tǒng)總壓力損失整個(gè)管路系統(tǒng)的總壓力損失應(yīng)為所有沿程壓力損失和所有局部壓力損失之和，即：

在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，絕大多數(shù)壓力損失轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，造成系統(tǒng)溫度增高，泄漏增大，影響系統(tǒng)的工作性能。從計(jì)算壓力損失的公式可以看出，減小流速，縮短管道長度，減少管道截面突變，提高管道內(nèi)壁的加工質(zhì)量等，都可使壓力損失減小。其中流速的影響最大，故液體在管路中的流速不應(yīng)過高。但流速太低，也會(huì)使管路和閥類元件的尺寸加大，并使成本增加，因此要綜合考慮確定液體在管道中的流速。

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失4.管路系統(tǒng)總壓力損失整個(gè)管路系統(tǒng)

液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失管道流速選擇液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失管道流速選擇

孔口流量

(1)薄壁孔口的流量下圖所示為進(jìn)口邊做成刃口形的典型薄壁孔口。由于液體的慣性作用，液流通過孔口時(shí)要發(fā)生收縮現(xiàn)象，在靠近孔口的后方出現(xiàn)收縮最大的通流截面2-2。對于薄壁圓孔，當(dāng)孔前通道直徑與小孔直徑之比d1/d≥7時(shí)，流束的收縮作用不受孔前通道內(nèi)壁的影響，這時(shí)的收縮被稱為完全收縮；反之，當(dāng)d1/d<7時(shí)，孔前通道對液流進(jìn)入小孔起導(dǎo)向作用，這時(shí)的收縮被稱為不完全收縮。薄壁小孔液流孔口流量(1)薄壁孔口的流量現(xiàn)對孔前通流斷面1―1和收縮斷面2―2之間的液體列出伯努利方程：式中，h1=h2；因1<<2

，則1可以忽略不計(jì)，認(rèn)為是零；因?yàn)槭湛s斷面的流動(dòng)是紊流，則2=1；而僅為局部損失，即，代入上式后可得：

由此可得通過薄壁孔口的流量公式為：

孔口流量現(xiàn)對孔前通流斷面1―1和收縮斷面2

(2)短孔、細(xì)長孔口的流量短孔的流量公式仍然為上式。短孔比薄壁孔口容易制作，因此特別適合于作固定節(jié)流器使用。流經(jīng)細(xì)長孔的液流，由于粘性而流動(dòng)不暢，流速低，故多為層流。所以其流量計(jì)算可以應(yīng)用前面推出的圓管層流流量公式：

在這里，液體流經(jīng)細(xì)長孔的流量q和孔前后的壓差p成正比，而和液體的粘度成反比?？梢娂?xì)長孔的流量和液壓油的粘度有關(guān)。這一點(diǎn)是和薄壁孔口的特性大不相同的。綜合各孔口的流量公式，可以歸納出一個(gè)流量通用公式：

孔口流量(2)短孔、細(xì)長孔口的流量孔液壓沖擊和空穴現(xiàn)象1.液壓沖擊在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，常常由于一些原因而使液體壓力突然急劇上升，形成很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象被稱為液壓沖擊。

(1)液壓沖擊產(chǎn)生的原因在閥門突然關(guān)閉或運(yùn)動(dòng)部件快速制動(dòng)等情況下，液體在系統(tǒng)中的流動(dòng)會(huì)突然受阻。這時(shí)，由于液流的慣性作用，液體就從受阻端開始，迅速將動(dòng)能逐層轉(zhuǎn)換為液壓能，因而產(chǎn)生了壓力沖擊波；此后，這個(gè)壓力波又從該端開始反向傳遞，將壓力能逐層轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這使得液體又反向流動(dòng)；然后，在另一端又再次將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，如此反復(fù)地進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。由于這種壓力波的迅速往復(fù)傳播，便在系統(tǒng)內(nèi)形成壓力振蕩。這一振蕩過程，由于液體受到摩擦力以及液體和管壁的彈性作用不斷地消耗能量，才使振蕩過程逐漸衰減而趨向穩(wěn)定，產(chǎn)生液壓沖擊的本質(zhì)是動(dòng)量變化。液壓沖擊和空穴現(xiàn)象1.液壓沖擊在液壓

(2)液壓沖擊的危害系統(tǒng)中出現(xiàn)液壓沖擊時(shí)，液體瞬時(shí)壓力峰值可以比正常工作壓力大好幾倍。液壓沖擊會(huì)損壞密封裝置、管道或液壓元件，還會(huì)引起設(shè)備振動(dòng)，產(chǎn)生很大噪聲。有時(shí)沖擊會(huì)使某些液壓元件如壓力繼電器、順序閥等產(chǎn)生誤動(dòng)作，影響系統(tǒng)正常工作。

液壓沖擊和空穴現(xiàn)象(2)液壓沖擊的危害液壓沖擊

(3)沖擊壓力（a）管道閥門關(guān)閉時(shí)的液壓沖擊設(shè)管道截面積為A，產(chǎn)生沖擊的管道長為l，壓力沖擊波第一波在l長度內(nèi)傳播的時(shí)間為t1，液體的密度為，管中液體的流速為，閥門關(guān)閉后的流速為零，則由動(dòng)量方程得：整理后得