在流動的液體中,因某點處的壓力低于空氣分離壓而產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象,稱之為空穴現(xiàn)象?？昭ìF(xiàn)象使液壓裝置產(chǎn)生噪聲和振動,使金屬表面受到腐蝕。本文興迪源機(jī)械帶來空穴現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理及減小措施。
一、油液的空氣分離壓和飽和蒸氣壓：
為了了解空穴現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理,先介紹一下液壓油的空氣分離壓和飽和蒸氣壓。
油液中都溶解有一定量的空氣,一般溶解5%-6%(體積分?jǐn)?shù))的空氣,油液能溶解的空氣量與絕對壓力成正比,在大氣壓下正常溶解于油液中的空氣,當(dāng)壓力低于大氣壓時,就成為過飽和狀態(tài)。在一定的溫度下,如壓力降低到某一值時,過飽和的空氣將從油液中分離 出來形成氣泡,這一壓力值稱為該溫度下的空氣分離壓。
含有氣泡的液壓油的體積彈性模量將減小,所含的氣泡越多,液壓油的體積彈性模量將越低。
當(dāng)液壓油在某溫度下的壓力低于某一數(shù)值時,油液本身迅速汽化,產(chǎn)生大量蒸氣氣泡，這時的壓力稱為液壓油在該溫度下的飽和蒸氣壓。一般來說,液壓油的飽和蒸氣壓相當(dāng)小 ，比空氣分離壓小得多,因此,要使液壓油不產(chǎn)生大量氣泡,它的壓力最低不得低于液壓油所在溫度下的空氣分離壓。
二、節(jié)流口處的空穴現(xiàn)象產(chǎn)生機(jī)理：
當(dāng)液流流經(jīng)如圖1-30所示的節(jié)流口的喉部位置時,根據(jù)伯努利方程,該處的壓力要降低。如壓力低于液壓油工作溫度下的空氣分離壓，溶解在油液中的空氣將迅速地大量分離出來，變成氣泡。這些氣泡隨著液流流到下游壓力較高的部位處時，會因承受不了高壓而破滅，產(chǎn)生局部的液壓沖擊，發(fā)出噪聲并引起振動，當(dāng)附著在金屬表面上的氣泡破滅時，它所產(chǎn)生的局部高溫和高壓會使金屬剝落，使表面粗糙，或出現(xiàn)海綿狀的小洞穴，節(jié)流口下游部位常可發(fā)現(xiàn)這種腐蝕的痕跡，這種現(xiàn)象稱為氣蝕。
圖1-30節(jié)流口處的空穴現(xiàn)象
在液壓元件中，只要某點處的壓力低于液壓油所在溫度的空氣分離壓，就會產(chǎn)生空穴現(xiàn)象。如液壓泵中，當(dāng)液壓泵吸油管直徑太小，吸油管阻力太大，濾網(wǎng)堵塞，或液壓泵轉(zhuǎn)速過高，因而使其吸油腔的壓力低于液壓油工作溫度下的空氣分離壓時，液壓泵便產(chǎn)生空穴現(xiàn)象，使液壓泵吸油不足，流量下降，噪聲激增，輸出流量和壓力劇烈波動，系統(tǒng)無法穩(wěn)定地工作，嚴(yán)重時使泵的機(jī)件腐蝕，出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象。
三、減小空穴現(xiàn)象的措施：
在液壓系統(tǒng)中的任何地方，只要壓力低于空氣分離壓，就會發(fā)生空穴現(xiàn)象。為了防止空穴現(xiàn)象的產(chǎn)生，就是要防止液壓系統(tǒng)中的壓力過度降低。具體措施有：
1）減小流經(jīng)節(jié)流小孔前后的壓力差，一般希望小孔前后的壓力比P1/P2<3.5；
2）正確設(shè)計液壓泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)，適當(dāng)加大吸油管內(nèi)徑，使吸油管中液流速度不致太高，盡量避免急劇轉(zhuǎn)彎或存在局部狹窄處，接頭應(yīng)有良好的密封，過濾器要及時清洗或更換濾芯以防堵塞，對高壓泵宜設(shè)置輔助泵向液壓泵的吸油口供應(yīng)足夠的低壓油；
3）提高零件的抗氣蝕能力一增加零件的機(jī)械強(qiáng)度，采用抗腐蝕能力強(qiáng)的金屬材料，提高零件的表面加工質(zhì)量等。
【興迪源機(jī)械簡介】
興迪源機(jī)械(Xingdi Machinery)是一家專注流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備制造企業(yè)。自2007年創(chuàng)立以來，興迪源機(jī)械一直致力于內(nèi)高壓成形的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。主營產(chǎn)品范圍從生產(chǎn)普通液壓設(shè)備，現(xiàn)今發(fā)展至生產(chǎn)、研發(fā)國內(nèi)頂尖流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備。
興迪源機(jī)械是先進(jìn)輕量化成形技術(shù)的提供者，從產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)備生產(chǎn)、模具研制、方案定制，直至最終交付及提供增值服務(wù)，我們?yōu)榭蛻籼峁┑牟粌H僅是一臺液壓設(shè)備，而是一整套智能制造成形方案。
部分文段和圖片摘自：
《液壓與氣壓傳動》
作者：左健民
由興迪源機(jī)械編輯
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