液压冲击

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册下》第2359页（927字）

当管道中的阀门突然关闭或开启时，管内液体的压力发生急剧交替升降的阻尼波动过程，叫做液压冲击(又叫水锤)。例如，容器与管路的一端接通，另一端设有一开关阀，液体从容器经管路、开关阀以某一速度流出。若将开关阀突然关闭，则在阀附近产生极高的压力，形成往复振荡的压力波，并产生多次谐波，且因阻尼的作用，波动逐渐消失，压力波幅值逐渐衰减。当将开关突然开启时，压力会骤然降低，其过程和压力突增时类似。

在等直径管中，阀门突然关闭时，液体中压力波的传播速度α按下式计算：

式中 K为液体的体积弹性模量，一般液压油取700～1400MPa；E为管材的弹性模量，见表7．2－3；ρ为液体密度；d为管道内径；δ为管壁厚度。

表7．2－3 管材的弹性模量E

在液压管道中，一般α=900～1400m／s。例如：ρ=880kg／m³，K=1．7×10³MPa，管中原来液体流动的平均流速v=5m／s，E=2．1×10⁵MPa，d=12．7mm。δ=2．8mm，则

压力升高△p=ρva (7．2－10)故△p=800×1365×5=6MPa。即在原来压力的基础上又增加了6MPa。

相长t_c，即压力波沿管的总长L来回一次的时间，可表示为

t_c=2L／α (7．2－11)

例中若管长为12m。则t_c=2×12／1365=0．0175s。

减缓液压冲击的措施：1．尽可能地使阀门开关动作缓慢，如带锥台的阀芯就可比直角凸肩的阀芯动作缓慢；2．在液压冲击源(阀门)附近设置卸荷阀；3．在液压冲击源之间设置能吸收冲击压力的蓄能器；4．限制管内的流速。