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不同特性的负载力“重力及变形阻力”的介绍!

发布时间:2021-11-16 来源:WANKE万科 作者:多路换向阀厂家

液压技术中常会遇到的负载力,下面小编就给大伙介绍其中的两种,分别是“重力及变形阻力”,让我们一起来了解下吧!
 
一、重力
 
在地球上,所有物体都受到向下的重力。所以,只要液压缸不是绝对水平方向运动,其工况就必然多少受到重力的直接影响。
 
1、大小
 
尽管在地球表面,所有的物体受到的重力都是基本固定的。然而,要准确计算负载的重力作用到液压缸上的力,却常常不那么简单。例如,起重机等工程机械所受到的重力大致可以简化成图2-1 所示。
 重力
作用于活塞的负载力F,除了含有重物的重量mg 外,还含有动臂自身部分的重量,并且取决于力臂Lm 和L 的值。而随着活塞的运动,Lm 和L 会不断地改变,因此,负载力F 的大小也会不断地改变。
 
2、正负载力与负负载力
 
作用方向与液压缸运动方向相反的负载力被称为正负载力,与运动方向相同的负载力称为负负载力(见图2-2)。因此,在向下运动时,重力就成为负负载力。
 负载力
通常称油液流入的腔为驱动腔,排出油液的腔为背压腔。因此,也可以说,作用于驱动腔的力是正负载力,作用于背压腔的力是负负载力。在有正负载力时,要驱动负载,需要“加油”。
 
而在有负负载力时,不“加油”,负载也会动。只有限制从背压腔排出的流量,才能限制负载的运动速度,也就是,就需要控制“放油”。所以,其实,整个液压技术,说白了,就是围绕着“加油”与“放油”在转。
 
3、方向
 
虽然重力的方向是固定的,始终向下,但是,在实际应用的很多场合中,重力带来的负载力的方向却可能在一个运动过程中交替变化。例如,图2-3 中,在活塞杆伸出过程中,在负载的重心越过中点后,负载力F 就由正变负了。
重力的方向
在工程机械的各种实际工况中,由重力带来的作用于液压缸的负载力的变化则更为复杂(见图2-4)。
压簧的弹性
二、变形阻力
 
外力作用于负载,会使负载变形。负载对外力的反作用力——变形阻力,也是一种负载力。
 
1、固体

外力使固体变形,大体有以下两个阶段。
 
(1)弹性变形:在这个阶段,如果外力消失,固体会恢复到原来的形状。这个阶段中,固体对外力的反作用力被称为弹性力。
 
弹性力的大小取决于固体的形状和材料特性。
 
普通压簧的弹性力与变形量成正比(见图2-5)。
 压簧的弹性
看似刚硬的金属梁、花岗岩、玻璃等,也都有弹性,只是需要很大的作用力才会发生很小的变形,也就是说,有很大的弹性力。
 
在液压缸迫使负载变形时,弹性力是正负载力;在液压缸退回时,弹性力就成了负负载力。
 
(2)塑性变形:如果外力超过材料的弹性极限,固体会发生永久性变形:即使外力消失,也不会再恢复到原来的形状。在锻压、折弯时发生的就是如此。
 
如果继续施加外力,变形增大,到一定程度,物体破裂分离。例如,在剪切刀下发生的情况。
 
而几乎没有塑性变形阶段,直接破裂的材料,如普通玻璃、灰铸铁等,就被称为脆性材料。
 
2、主动性负载力与被动性负载力
 
重力,是时时作用着的,你爱,你不爱,它总在,不离不弃(见图2-6a)。所以,属于主动性负载力。对于主动性负载力,液压缸是无法控制的:或是克服,或是退让。在控制负载运动时重力是始终不能忽视的。
 动性负载力
而弹性力,只有在液压缸触及负载,使之发生变形时(见图2-6b),才会反作用于液压缸,即所谓“人不犯我,我不犯人”。所以,这种负载力是被动性的。
 
图2-6 主动性与被动性负载力a)主动性 b)被动性只有在负载力是被动性时,才有可能通过控制运动来控制负载力。由此,常造成一个印象:“压力由运动决定”。其实,直接决定液压缸中压力的还是负载力。
 
3、液体、气体的弹性

气体、液体的形状不固定,可以随意改变。但若以为其体积也可以随意改变,那就错了。气体、液体也都有弹性。要减小其体积,必须施加压力。
 
气体体积被压小时,其反作用力——弹性力就会增加,大致与体积成反比。
 
体积越小,反作用力——压力越大。把一个气球压爆,就是这一过程最直观的表现。
 
液体被加压以后,体积也会缩小,但少得多。
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