帕斯卡定律或帕斯卡原理:

帕斯卡定律指出,静止封闭流体中任何一点的压力变化都会不减地传递到流体中的所有点。从数学角度来说,这定义为压力 = 密度 x 重力加速度 x 流体深度。

压力处处相等:

流体压力在系统中均匀传递,这是流体动力运作的核心机制。当两个液压缸,无论其负载大小或尺寸差异如何,若它们产生的压力相等时,这种相等的压力将促使两者达到平衡状态,即各自负载不会因对方而改变位置。然而,一旦其中一个液压缸产生的压力超过另一个,压力较高的液压缸将会因其增强的推力而下降,同时推动另一侧液压缸及其负载上升,从而实现了一种基于压力差异的运动调节。

液压千斤顶计算:

让我们考虑一下一个小个子的人如何仅用一个液压千斤顶就能举起一辆重型汽车。计算第二个液压缸的尺寸,该液压缸需要多大才能为一个体重70 公斤的人提供适当的机械优势,以便用直径10毫米的液压缸举起一辆2000公斤的汽车。

压力取决于负载:

执行器提供的力等于施加到执行器上的压力乘以其有效面积(F=p*A)。这意味着压力越大或执行器越大,力就越大。然而,在实践中,施加到系统上的负载通常决定了压力,因此这是我们计算的起点,因此我们可能应该说压力p=F/A。液压、流体动力系统相对于其他驱动系统的主要优势在于其非常高的功率密度能力。小型泵、电机或执行器可以比同等尺寸的电动机传输更大的功率。

控制阀的压力损失:

执行器产生的力总是低于油源产生的力;系统本身会产生一些压力损失。其中最大的损失可能是流量控制阀的压降。为了控制执行器速度,我们通常会添加一个小孔来限制供油和/或回流。流量越大,该孔产生的压降就越高,直到最终供油压力、压降和负载压力完全平衡。孔节流造成的能量损失将转化为流体中的热量。虽然这些损失并不理想,但通常需要更高的压降才能更好地控制执行器。

弹性体密封摩擦压力损失:

几乎所有执行器和许多阀芯都包含弹性体或类似材料的密封件,以减少泄漏。然而,由于密封件是面接触,它们也会因摩擦而造成少量压力损失。例如,液压缸密封件通常会产生3-4bar的压力损失,即您需要在液压缸负载压力上增加4bar,液压缸才会开始移动。

管道压力损失:

大多数液压系统在设计时都会将管道尺寸设计成提供标准流体速度值。因此,我们通常不需要担心管道压力损失。但是,了解管道损失非常重要,特别是如果您的管道长度较长或有低压先导或回流管,这些管线的损失与实际工作压力相比仍然很高。管道中的流体流动应为层流(雷诺数低于 2000),尽管歧管等内部的短管长度可能会超过此值。

压力总和:

单根管道的总压降以与电气系统中的串联电阻相同的方式相加。并联节流孔将类似于并联电阻。供给压力 = 负载压力 + 阀门压降 + 密封摩擦损失 + 管道损失。当然,上述等式假设没有显著的油箱回流管线压力。如果液压缸有流量计控制或排气管线压力高于大气压,则必须将其添加到等式中,乘以活塞面积比。

测量和仪器误差:

始终保持传感器处于校准日期内。始终注意其最小分辨率、偏移或灵敏度。600bar传感器的最小分辨率可能为6bar,这在测量315bar时可能没问题,但在低压下可能读数为12bar而不是18bar。而一个25bar传感器的读数值则为正确的18bar。

(恒立佳创是恒立集团在上海成立的一站式客户解决方案中心,旨在为客户提供恒立全球12个生产制造基地生产的液压元件、气动元件、导轨丝杆、密封件、电驱电控、精密铸件、无缝钢管、传动控制与系统集成等全系列产品的技术支持与销售服务。)

标签：