12－3壓力、流量損失及功率計算

第十二章液壓傳動的基本概念第三節(jié)壓力、流量損失及功率計算【學習目標】

1．了解壓力損失的產(chǎn)生、類型。2．掌握壓力損失的估算方法。3．了解流量損失的產(chǎn)生、類型。4．掌握流量損失的估算方法。5．掌握液壓傳動的功率、效率計算方法。一、液壓傳動的壓力損失1．液阻和壓力損失油液流動時，油液的分子之間、油液與管壁之間的摩擦和碰撞會產(chǎn)生阻力，這種阻礙油液流動的阻力稱為液阻。圖12-11油液的壓力損失液阻表現(xiàn)為壓力損失。2．沿程損失與局部損失（1）沿程損失油液在截面積相同的直管路中流動產(chǎn)生的壓力損失稱為沿程損失。管路越長，沿程損失越大。（2）局部損失油液流過管路彎曲部位、管路截面積突變部位及各種控制閥等地方所產(chǎn)生的壓力損失稱為局部損失。管路越復雜，局部損失越大。局部損失是主要的壓力損失。3．液壓元件的液阻、壓差與流量的關系

當液壓元件的兩端壓差一定時，液阻越小，則通過元件的流量越大。液壓元件的液阻一定時，元件的兩端壓差越大，則通過元件的流量越大。4．壓力損失的估算液壓泵最高工作壓力的估算式為：

p泵=p缸K壓

式中p泵—液壓泵的最高工作壓力，Pa；p缸—液壓缸的最高工作壓力，Pa；K壓—系統(tǒng)的壓力損失系數(shù)，一般K壓=1.3～1.5。系統(tǒng)復雜或管路較長取大值，反之取小值。二、液壓傳動的流量損失1．泄漏和流量損失液壓系統(tǒng)正常工作的情況下，從液壓元件的密封間隙漏過少量油液的現(xiàn)象稱為泄漏。液壓系統(tǒng)的泄漏包括內泄漏和外泄漏兩種。液壓元件內部高、低壓腔間的泄漏稱為內泄漏。液壓系統(tǒng)內部的油液泄漏到系統(tǒng)外部的泄漏稱為外泄漏。液壓系統(tǒng)的泄漏引起流量損失。圖12-12液壓千斤頂原理圖1—低壓腔2—高壓腔3—外泄漏4—內泄漏2．流量損失的估算液壓泵輸出流量的估算式為：

qv泵=qv缸K漏

式中qv泵—液壓泵的最大流量，m3/s；qv缸—液壓缸的最大流量，m3/s；K漏—系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般K漏=1.1～1.3。 系統(tǒng)復雜或管路較長取大值，反之取小值。三、液壓傳動的功率計算1．液壓缸的輸出功率

P缸=Fv

∵p缸=F/A，qv缸=vA∴P缸=p缸qv缸

式中P缸—液壓缸的輸出功率，W；p缸—液壓缸的工作壓力，Pa；qv缸—液壓缸的輸入流量，m3/s。2．液壓泵的功率1）液壓泵的實際輸出功率P實P實=p實qv實

式中P實—液壓泵的實際輸出功率，W；p實—液壓泵的實際輸出壓力，Pa；qv實—液壓泵的實際輸出流量，m3/s。2）液壓泵的實際輸出功率P實P額=p額qv額

式中P額—液壓泵的額定功率，W；p額—液壓泵的額定壓力，Pa；qv額—液壓泵的額定流量，m3/s。3.液壓泵的效率和驅動液壓泵的電機功率

驅動液壓泵的電機所需功率P電比液壓泵的輸出功率P泵要大。其值取決于液壓泵的總效率，即因此，電機的功率為例12-3如圖12-8a）所示的液壓系統(tǒng)，已知：活塞向右運動的速度v為0.04m/s，負載F為9720N，活塞的有效作用面積A為0.008m2，K漏=1.1，K壓=1.3，選用定量液壓泵的額定壓力為2.5MPa，額定流量為4.17×10-4m3/s。試問：此液壓泵是否適用？如果液壓泵的總效率為0.8，則驅動液壓泵的電機的匹配功率為多少？

解：輸入液壓缸的流量為qv缸=Av=0.008×0.04=3.2×10-4（m3/s）液壓泵應供給的油液流量為qv泵=K漏qv缸=1.1×3.2×10-4=3.52×10-4（m3/s）液壓缸的工作壓力為p缸=F/A=9720/0.008=1.215×106（Pa）液壓泵的工作壓力為p泵=K壓p缸=1.3×1.215×106=1.58×106（m3/s）因為qv泵<qv額，p泵<p額，所以，所選液壓泵適用。驅動液壓泵的電機的匹配功率P電=p額qv額/η總=2.5×106×4.17×10-4/0.8=1303（W）思考與練習

1．液壓傳動中為何有壓力損失？壓力損失有哪些類型？與哪些因素有關？

2．液壓傳動中為何有泄漏產(chǎn)生？泄漏有哪些類型？

3．圖12-8a)所示液壓系統(tǒng)，已知活塞向右運動的速度為0.04m/s，外界負載F=10KN，活塞