> 行业新闻资讯 > 液压系统中气蚀的形成原理

液压系统中气蚀的形成原理

  • 来源:榆次锋特行液压
  • 作者:榆次锋特行液压
  • 时间:2016-05-28 21:58
  • 点击:
    很多小伙伴想必都知道吸空(气穴)对液压系统和元件的危害:吸空(气穴)会严重影响液压系统和元件的性能,造成系统振动、异响,降低液压元件的效率,大大缩短其寿命。那么,吸空(气穴)到底是怎么发生的?对液压系统和元件真的就有那么大的影响吗?
 
    1:几个小伙伴常用又易混淆的液压现象
 
    a:吸空:从名字上来看是指液压元件吸入了空气,很多小伙伴认为因为密封不好才会吸入空气发生吸空,其实不然,空气可能是被从系统外吸入(密封不好)也可能到是吸油压力过低溶解在油液中空气溢出(气穴)产生,还有一种是补油不充分造成(气穴)。吸空多针对泵、马达、油缸等动力或执行元件来讲的一个概念!
 
    b:气穴:当流动液体某处的压力低于空气分离压时,原来溶解在液体中的空气会游离出来,在液体中产生大量气泡,这种现象称作“气穴”。由此,想必小伙伴们可以看出来:不只是泵、马达、油缸等动力或执行元件会发生气穴,对于阀等控制元件也会发生气穴(只要某处压力低于空气分离压)。
 
    C:气蚀:这个名字叫得相当贴切,字面理解就是“气体”对金属表面的腐蚀。实际上,气蚀是伴随着一系列物理和化学变化而发生的现象,首先是吸空或气穴发生在油液中产生气泡,这些气泡到达高压油液区被高压绝热压缩,迅速土崩瓦解,局部产生非常高的温度和冲击压力。这一方面造成元件的局部疲劳,另一方面又使油液变质,对元件产生化学腐蚀。因而使元件表面受到侵蚀、剥落或出现蜂窝(或者海绵状)的许多小洞穴。这种现象就是气蚀。
 
    用下面一张图来试着表示一下三者之间的关系
 
    搞清楚了这三个概念,接下来咱们来重点聊聊气蚀产生的过程。
 
    要想搞清楚气蚀,不得不与小伙伴们说说液体的空气分离压和饱和蒸汽压。
 
    2:空气分离压和饱和蒸汽压
 
    对于任何液体,当然液压油也不例外,都不可避免地会或多或少溶解有一定量的空气。空气除了溶解在油液中,还会以气泡的形式混合在油液中。通常情况下,空气在油液中的溶解度与液体的绝对压力成正比,与温度成反比。
 
    在一定的温度下,当液体的压力低于某值时,溶解在液体中空气会突然地迅速从液体中分离出来,产生大量的气泡,这个压力称为液体在这一温度下的空气分离压。
 
    当压力继续下降而低于一定数值时,液体本身便迅速汽化,产生大量蒸气,这时的压力称为该液体在该温度下的饱和蒸汽压。一般来说,饱和蒸汽压要比空气分离压小得多。
 
    由此,小伙伴们可以看出,油液中的气泡不只是由于密封不好,泵或油缸等从外界吸进了液压系统。只要系统中某处的压力瞬间低于空气分离压,就会产生空气,发生气穴。
 
    3:油液中气泡产生的四种情况
 
    a:密封不良,吸入系统外空气;
 
    b:系统安装后,调试中排气不彻底,残留空气;
 
    c:气穴发生,导致气泡产生,内生出的空气;
 
    无论是何种原因产生的气泡,如果没能及时排除系统,都可能最终发生气蚀现象,影响系统性能,导致元件损坏,大大降低系统及元件的寿命。
 
    4:液压系统中产生气穴的位置
 
    a:泵的吸油口,这个很好理解,吸油不畅造成吸油压力过低,产生气穴;
 
    B:阀的节流口,这个可以根据流体的能量方程去理解;
 
    C:马达、油缸补油不充分的地方;
 
    D:管路中,管径突变的位置,这个也可以根据流体去理解;
 
    5:气蚀的产生
 
    如果前的吸空,气穴是飓风闪电的话,气蚀可以看作最后的大暴雨。吸空和气穴是因,气蚀是果。下面是一些“淘液压”在工作中遇到的汽蚀图片,分享给大家,希望小伙伴能切实认识到汽蚀的危害,在系统设计及后期的故障诊断中有所帮助。
 
    6:最后再强调两点:
 
    1:汽蚀发生的两个充分条件
 
    a:油液中大量的气泡
 
    b:油液压力的突变
 
    2:气泡的产生原因可能是吸入的空气(吸空)也可能是压力过低产生的(气穴),详细的分析请见上一期“汽蚀的形成及典型的汽蚀图片”。关于吸空,我们应该消除一个经常性的误解:吸空就是因为吸油管路漏气,其实不然,吸油管路即使密封良好,同样会有可能吸入空气。
 
    案例分享:吸油管路设计不当造成的汽蚀
 
    这是一个压机液压系统的油箱,使用的是大排量轴向柱塞泵,压机在使用中液压系统出现异响,最后泵无法正常建立压力。该系统存在如下几个方面的问题:
 
    1:吸油管口没有45度切口;
 
    2:泄油管与吸油管距离太近,没有分开布置到不同的区域;
 
    3:吸油管口距离油箱底部及油箱侧壁太近;
 
    这样的结构布置,会带来如下的问题:
 
    1:吸油管入口处流速会过快;
 
    2:泄油没有经过充分的冷却及消泡即被吸入泵内;
 
    这样设计的结果,出现吸空、气穴最终发生气蚀就不意外了。

点击QQ咨询

地址:山西省晋中市开发区

邮编:030600

电话:0354-2411568

传真:0354-2411687

手机:13613544288

电邮:sxycfth@163.com