液壓閥上都有哪些力？有什么效果？

液壓力

      在液壓元件中，因?yàn)橐后w重力引起的液體壓力差相對(duì)于液壓力而言是很小的，可以忽略不計(jì)。因而，在核算時(shí)認(rèn)為同一容腔中液體的壓力相同。液壓力F等于壓力P與效果面積S的乘積。


液動(dòng)力

      液流通過閥口時(shí)，因?yàn)榛顒?dòng)方向和流速的改變?cè)斐梢后w動(dòng)量的改變，使閥芯遭到附加的效果力，這便是液動(dòng)力。在閥口開度必定的穩(wěn)定活動(dòng)狀況下，液動(dòng)力為穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力；當(dāng)閥口開度發(fā)生改變時(shí)，還有瞬態(tài)液動(dòng)力的效果。

穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力

      如圖所示，取進(jìn)出口之間的閥芯與閥體孔所構(gòu)成的環(huán)形通道為操控體積。對(duì)于某一固定的閥口開度X而言， 操控體積對(duì)閥芯軸線方向的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力F可根據(jù)動(dòng)量規(guī)律核算。


瞬態(tài)液動(dòng)力

      除穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力外，效果在閥芯上的液流力還有瞬態(tài)液動(dòng)力。所謂瞬態(tài)液動(dòng)力，是指因?yàn)殚y口開度改變引起流經(jīng)閥口的液流速度改變，導(dǎo)致流道中液體動(dòng)量改變而發(fā)生的液動(dòng)力?；蛘哒f，瞬態(tài)液動(dòng)力是指在非穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)狀況下，因?yàn)榱鹘?jīng)閥腔的流量不穩(wěn)定，流體的加速度所發(fā)生的液動(dòng)力。瞬態(tài)液動(dòng)力的效果方向始終與閥腔內(nèi)液體的加速度方向相反。

      如下圖a所示，當(dāng)閥口變大且流體向外活動(dòng)時(shí)，因?yàn)榱髁孔兇?，閥腔內(nèi)液體的加速度指向右，因而效果在閥芯上的瞬態(tài)液動(dòng)力Fi指向左，使閥口趨于封閉。若閥口變大時(shí)流體向內(nèi)活動(dòng)(如下圖b),則閥腔內(nèi)液體的加速度指向左，因而效果在閥芯上的瞬態(tài)液動(dòng)力F指向右，使閥口趨于敞開，此刻，瞬態(tài)液動(dòng)力對(duì)閥芯的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)不穩(wěn)定要素。從滑閥工作穩(wěn)定性的視點(diǎn)出發(fā)，這種狀況應(yīng)盡量避免。

      在閥芯所遭到各種效果力中，瞬態(tài)液動(dòng)力的數(shù)值所占的份額不大，在一般液壓操控閥中通常忽略不計(jì)，只在頻響較高的閥(如伺服閥或高響應(yīng)的份額閥)的動(dòng)態(tài)特性剖析中才予以考慮。

液壓側(cè)向力與摩擦力

      如果滑閥的閥芯與閥體孔都是徹底精確的圓柱形，而且徑向空隙中不存在任何雜質(zhì)，徑向空隙處處相等，則合作空隙中壓力沿圓周是均布的，閥芯上沒有不平衡的徑向液壓力。但因?yàn)橹圃觳铄e(cuò)以及閥在實(shí)際工作中不可能堅(jiān)持精確的同心位置，因而，閥芯將因?yàn)閺较蛞簤毫ι⒉疾痪鶆蚨煌葡蛞粋?cè)，構(gòu)成數(shù)值相當(dāng)可觀的液壓側(cè)向力與摩擦力。

      如圖下圖a所示，當(dāng)閥芯兩頭存在錐度，且大端壓力大于小端壓力時(shí)，稱為倒錐。倒錐時(shí)側(cè)向力使閥芯偏疼變大，閥芯大端與閥體孔內(nèi)壁觸摸，使閥芯遭到較大的摩擦力而影響它的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)側(cè)向力過大時(shí)，甚至?xí)尸F(xiàn)“卡死”現(xiàn)象。


繃簧力

      在液壓閥中，繃簧的應(yīng)用很遍及。液壓元件中所使用的繃簧主要為圓柱螺旋壓縮繃簧，其繃簧力與變形量為線性關(guān)系，因而繃簧剛度為常數(shù)。某些液壓閥也使用碟形繃簧，通常將單片碟形繃簧重疊成繃簧組，其繃簧力和變形量之間為非線性關(guān)系，繃簧剛度是改變的，用于對(duì)變形量和繃簧力特性有特殊要求的液壓閥(如長(zhǎng)途調(diào)壓閥等)中。


重力和慣性力

      一般液壓閥的閥芯等運(yùn)動(dòng)件所受的重力與其他效果力比較可以忽略不計(jì)。除了有時(shí)在設(shè)計(jì)閥芯上的繃簧要考慮閥芯自重及摩擦力的影響外，一般剖析核算通常不考慮重力。慣性力是指閥芯在運(yùn)動(dòng)時(shí)，因速度發(fā)生改變所發(fā)生的阻礙閥芯運(yùn)動(dòng)的力，它也是一種質(zhì)量力。在剖析閥的靜態(tài)特性時(shí)可不考慮；但在進(jìn)行動(dòng)態(tài)剖析時(shí)要核算運(yùn)動(dòng)件的慣性力，有時(shí)還應(yīng)考慮相關(guān)的液體質(zhì)量所發(fā)生的慣性力，包含管道中液體質(zhì)量的慣性力。