液壓系統的空化氣蝕及其預防措施
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- 液壓系統的空化氣蝕及其預防措施液壓系統的噪聲和元件磨損在很大程度上與空化和氣蝕有關。對于液壓系統空化和氣蝕的研究有助于降低噪聲,延長元件壽命有較大的現實意義。
1 空化氣蝕的形成機理
1.1 空化形成機理
在液壓系統中,液壓油在常態條件下通常溶解 6~12%體積的空氣。當壓力低于空氣分離壓力時,溶解在液體中的空氣就被分離出來,并以氣泡的形式存在于液體中。液壓油中的氣體有溶解和不溶兩種存在形態,溶解氣體均勻分散于液壓油中,不溶性氣體以微小氣泡形式存在于液壓油中。對于穩定流動的流體,其能量轉換符合柏努利方程,當流速改變時壓強也改變。在液壓系統中,壓強降到某一臨界值后,液壓油內部不溶性氣體形成的小氣泡(氣核)將迅速膨脹,溶解在液壓油中氣體也析出并匯集到氣核中,形成明顯氣泡,這種由于壓強降低使液壓油中氣體與液體的比例增大的現象稱為空化(Cavitation)。液體的空化是由于流場中局部的壓強過低引起的,由柏努利方程可以分析液壓系統液壓油流場局部壓強降低的
因素。
1.2 氣蝕形成機理
氣泡隨著液流進入高壓區后將被急劇破壞或縮小,原來所占據的空間瞬間形成真空,四周液體高速沖向真空區域,產生局部液壓沖擊。發生液壓沖擊時,高速運動的液體質點的動能突然變成壓力能和熱能。實驗證明,在氣泡急劇破壞的小區域,局部壓力可達數百個大氣壓,溫度可達 1000℃。當這種液壓沖擊發生在液壓元件的內表面時,會產生疲勞磨損,并加劇金屬氧化腐蝕,使金屬表面形成微小裂紋,最終將使表面產生片狀脫落,形成氣蝕。在液壓系統維修過程中發現,氣蝕主要發生在液壓泵、溢流閥、節流閥等液壓油流速和壓力可產生急劇變化得液壓元件上。氣蝕不僅造成液壓元件磨損失效,也污染液壓油并加劇液壓油老化,從而加劇其它元件的磨損或其它液壓故障。局部液壓沖擊引起的液體震動,傳遞到液壓元件和管路,帶動周圍的空氣震蕩,還可形成噪聲。空化產生的氣泡在高壓環境破滅所產生的微射流與空穴回彈再生所產生的沖擊波的共同作用是導致氣蝕破壞的主要原...
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