静压力对固体壁面的作用力

在液压传动中，液体流经管道和控制元件，推动执行元件做功，都会接触固体壁面，会对固体壁面产生作用力。

当固体壁面为一平面时，流体对平面的作用力F 等于流体的压力p 乘以该平面的面积A，即

当固体壁面为一曲面时，A 应取该曲面在与F 方向垂直的平面内的投影面积。如图2.5所示，当承受压力的表面为曲面时，液体静压力在该曲面方向上的总作用力Fi，等于液体压力p 与曲面在该方向投影面积Ai 的乘积，即

图2.5　液体对曲面的作用力

图2.6　作用在缸筒上的力

作用在曲面上的总力F 可求得

例2.1　如图2.6 所示的液压缸筒，已知缸筒半径为r，长度为L，液压油工作压力为p，试求液压力作用在缸筒右内表面x 方向的分力Fx。(www.xing528.com)

解　在缸筒上取一微小窄条，其面积为

液压油作用在这微小面积上的力dF=ρdA，则dF 在x 方向的投影为

在液压缸筒右半壁上x 方向的总作用力为

由式（2.18）可知，2Lr 为曲面在与x 方向垂直平面的投影面积。由此可得出结论，作用在曲面上的液压力沿某一方向上的分力等于静压力与曲面在与该方向垂直平面投影面积的乘积。这一结论对任意曲面都适用。

例2.2　如图2.7 所示为一圆锥阀。阀口直径为d，在锥阀的部分圆锥面上有油液作用，各处的压力均为p。试求油液对锥阀的总作用力。

解　由于阀芯左右对称，油液作用在阀芯上的总力在水平方向的分力Fx=0；垂直方向的分力即为总作用力，部分圆锥面在y 方向垂直面内的投影面积为πd2/4，则油液对锥阀阀芯的总作用力为

图2.7　油液对锥阀的作用