液压技术完整教学PPT课件.ppt

1、 目目 录录第第 一一 章章 绪论绪论第第 二二 章章 液压传动的流体力学基础液压传动的流体力学基础第第 三三 章章 液压泵液压泵第第 四四 章章 液压缸和液压马达液压缸和液压马达 第第 五五 章章 液压阀液压阀第第 六六 章章 液压辅件液压辅件( (自学自学) ) 第第 七七 章章 液压基本回路液压基本回路 第第 八八 章章 典型液压系统典型液压系统本章重点和难点：本章重点和难点：重点：重点： 1 1、液压（气压）传动工作原理；、液压（气压）传动工作原理； 2 2、液压（气动）系统组成及各部分作用；、液压（气动）系统组成及各部分作用； 难点：难点： 1 1、液压（气压）传动工作原理、液压（气

2、压）传动工作原理 一、研究对象及学习方法一、研究对象及学习方法 研究对象：研究对象：研究的是以有压流体（液压液或压缩空气）作为研究的是以有压流体（液压液或压缩空气）作为传动介质来实现机械传动和自动控制的一门学科。传动介质来实现机械传动和自动控制的一门学科。其实质研究的是能量转换。其实质研究的是能量转换。即：机械能即：机械能-压力能压力能-机械能。机械能。学习方法：学习方法：家用电器家用电器 （系统（系统 电路电路 电子元件）电子元件）机械设备机械设备（系统（系统 回路回路 液压和气动元件）液压和气动元件）二、车辆及其制造设备的传动方式二、车辆及其制造设备的传动方式 一切设备都有其相应的传动机构

3、一切设备都有其相应的传动机构, ,借助于传动方式达到对动借助于传动方式达到对动力的传递和控制的目的。力的传递和控制的目的。1 1、机械传动、机械传动 通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件直接把通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件直接把动力传送到执行机构的传递方式。动力传送到执行机构的传递方式。 2 2、电气传动、电气传动利用电力设备，通过调节电参数来传递或控利用电力设备，通过调节电参数来传递或控制动力的传动方式。制动力的传动方式。 液体传动液体传动气压传动气压传动3 3、流体传动、流体传动气力传动气力传动气体传动气体传动液力传动液力传动利用液体流动动能传递动力。利用液体流动动能传递动力。液压传动液压传

4、动利用液体静压力传递动力。利用液体静压力传递动力。三、工作原理三、工作原理 以液压千斤顶为例进行说明以液压千斤顶为例进行说明: : 设施力设施力F，重物，重物G，小活塞，小活塞面积面积A1，大活塞面积，大活塞面积A2 。1、力比关系力比关系 12AFAGp或：或：12AAFG讨论讨论: :（不考虑活塞自重及摩擦阻力）（不考虑活塞自重及摩擦阻力）（1 1）当）当G=0时，时， p=0，F=0；（2 2）当）当G 时，时，p ， F 。 GA2A1Fp结论：结论： A A、系统的工作压力取决于负载，而与流量大小无关。、系统的工作压力取决于负载，而与流量大小无关。 B B、当、当A2 A1，只要施加

5、很小的力，只要施加很小的力F，就可举起很重的物体，这就是液压千斤，就可举起很重的物体，这就是液压千斤顶的原理顶的原理。2、运动关系、运动关系 若不考虑泄漏、油液的可压缩性及缸体、管道的变形等若不考虑泄漏、油液的可压缩性及缸体、管道的变形等由于体积相等：由于体积相等： A1 h1 = A2 h2；又由于活塞移动的时间相同，均为又由于活塞移动的时间相同，均为t，则：则：thAthA2211即：即：2112AAvv或或：A1v1=A2v2 = q ( (单位时间内单位时间内流过某一截面的液体体积，称为流量，流过某一截面的液体体积，称为流量，用用q q表示表示) ) 结论：结论：A A、活塞的运动速度

6、与进入缸的流量成正比，与活塞的截面、活塞的运动速度与进入缸的流量成正比，与活塞的截面积成反比，而与流体压力大小无关；积成反比，而与流体压力大小无关；B B、调节、调节q即可改变运动速度，所以，液压和气压传动能即可改变运动速度，所以，液压和气压传动能实现无级调速；实现无级调速； 3 3、功率关系、功率关系 12AAFG和和2112AAvv在不计损失时，输入功率等于输在不计损失时，输入功率等于输出功率。出功率。 即：即：Fv1=Gv2即即：P=pA1v1=pA2v2= p q 结论：压力和流量是流体传动中最基本、最重要的两个参数，结论：压力和流量是流体传动中最基本、最重要的两个参数，它们的乘积表示

7、功率。它们的乘积表示功率。原动机（马达）动力元件（油泵）管路辅助元件工作原理：工作原理：以有压流体作为传动介质（或工作介质、以有压流体作为传动介质（或工作介质、能源介质），能源介质），依靠密封容积的变化来传递运动依靠密封容积的变化来传递运动，依靠依靠流体内部的压力来传递动力流体内部的压力来传递动力。利用了帕斯卡原理利用了帕斯卡原理利用了质量守恒定律利用了质量守恒定律四、液压和气动系统组成四、液压和气动系统组成 以生产中的以生产中的机床工作台机床工作台为例进行进一步说明为例进行进一步说明能源装置：为系统提供有压流体（压力油或压缩空气），能源装置：为系统提供有压流体（压力油或压缩空气），将机械能转

8、换成压力能，是系统的第一能量转换装置。如将机械能转换成压力能，是系统的第一能量转换装置。如液压泵、气源装置（空压机、后冷却器、干燥器、空气净液压泵、气源装置（空压机、后冷却器、干燥器、空气净化装置、储气罐、输送管道等）。化装置、储气罐、输送管道等）。执行元件：把流体的压力能转换成机械能，是系统的第二执行元件：把流体的压力能转换成机械能，是系统的第二能量转换装置。如液压缸、液压马达、气缸、气动马达等。能量转换装置。如液压缸、液压马达、气缸、气动马达等。控制元件：对系统中流体的压力、流量及流体的流动方向控制元件：对系统中流体的压力、流量及流体的流动方向进行控制或调节的元件。如溢流阀、单向阀、换向阀

9、等。进行控制或调节的元件。如溢流阀、单向阀、换向阀等。工作介质：工作介质：传递能量的流体，即液压油、压缩空气等。传递能量的流体，即液压油、压缩空气等。辅助元件：保证系统正常工作的其它元件。如油箱、管道、辅助元件：保证系统正常工作的其它元件。如油箱、管道、管接头、过滤器等。管接头、过滤器等。机机床床工工作作台台液液压压系系统统1 1工作台工作台 2 2液压缸液压缸 3 3活塞活塞 4 4换向手柄换向手柄 5 5换向阀换向阀 6.8.166.8.16回油管回油管 7 7节流阀节流阀 9 9开停手柄开停手柄 1010开停阀开停阀 1111压力管压力管 1212压力支管压力支管 1313溢流阀溢流阀

10、1414钢球钢球 1515弹簧弹簧 1717液压泵液压泵 1818滤油器滤油器 1919油箱油箱机床工作台液压系统机床工作台液压系统五、系统表示方法五、系统表示方法 1、用结构原理图表示：、用结构原理图表示： 具有直观性强、容易理解具有直观性强、容易理解的优点，但图形比较复杂，绘制比的优点，但图形比较复杂，绘制比较麻烦。较麻烦。2 2、用液压与气动系统图形符号表示（、用液压与气动系统图形符号表示（GB78676, GB786.1-93) ) 基本规定基本规定 ：(1)(1)符号只表示元件的职能，连接系统的通路，不表示元件的符号只表示元件的职能，连接系统的通路，不表示元件的具体结构和参数，也不表

11、示元件在机器中的实际安装位置。具体结构和参数，也不表示元件在机器中的实际安装位置。 (2) (2) 主油（气）路用标准实线表示，控制油（气）路用虚线表主油（气）路用标准实线表示，控制油（气）路用虚线表示。元件符号内的流体流动方向用示。元件符号内的流体流动方向用“”表示，表示，“”指向不指向不一定是油流方向。一定是油流方向。 (3)(3)符号均以元件的零位置表示，当系统的动作另有说明时，可符号均以元件的零位置表示，当系统的动作另有说明时，可作例外。作例外。 采用职能符号表示的原采用职能符号表示的原理图：理图： 具有图形简单，易具有图形简单，易绘制等有点，但直观性绘制等有点，但直观性差，难理解。差

12、，难理解。六、液压与气动系统的特点六、液压与气动系统的特点 1 1、液压传动特点、液压传动特点 优点：优点：（1 1）传动平稳、重量轻、体积小、承载能力大；）传动平稳、重量轻、体积小、承载能力大；（2 2）易实现无级调速；）易实现无级调速；（3 3）易实现过载保护和自动润滑；）易实现过载保护和自动润滑；（4 4）能实现各种机械运动、易于自动控制；）能实现各种机械运动、易于自动控制；（5 5）由于元件已实现标准化、系列化、通用化，便于设计制造）由于元件已实现标准化、系列化、通用化，便于设计制造。 缺点：缺点：（1 1）元件本身制造精度要求高；）元件本身制造精度要求高；（2 2）实现定比传动难，且

13、不宜在高、低温及易燃易爆等场合下使用；）实现定比传动难，且不宜在高、低温及易燃易爆等场合下使用；（3 3）不宜远距离输送动力，发生故障不易查除，油液易污染，对油）不宜远距离输送动力，发生故障不易查除，油液易污染，对油液的液的质量要求高。质量要求高。 2 2、气压传动的特点、气压传动的特点 优点：优点：来源广泛，成本低廉，系统简单；来源广泛，成本低廉，系统简单；空气粘度小，输送时压力损失小，便于集中供应（空压站）和远距空气粘度小，输送时压力损失小，便于集中供应（空压站）和远距离输送；离输送；维护简单，管道不易堵塞，无须更换介质；维护简单，管道不易堵塞，无须更换介质；易于实现过载自动保护，使用安全

14、，适合在高、低温及易燃易爆等易于实现过载自动保护，使用安全，适合在高、低温及易燃易爆等恶劣环境下使用；恶劣环境下使用；由于工作压力低（小于由于工作压力低（小于0.8MPa），对元件材料及加工精度要求低），对元件材料及加工精度要求低。 缺点：缺点：传递的功率小；传递的功率小；传递运动的速度稳定性差；传递运动的速度稳定性差；传动效率较低。传动效率较低。 七、液压与气压传动的应用及发展概况七、液压与气压传动的应用及发展概况 1818世纪末世纪末 万吨水压机万吨水压机 2020世纪世纪3030年代年代 起重机、机床及工程机械起重机、机床及工程机械 二战期间二战期间 各种军事武器各种军事武器 二战结束后

15、二战结束后 各种自动化设备及自动生产线各种自动化设备及自动生产线2020世纪世纪8080年代现在：高速、高压、大功率、年代现在：高速、高压、大功率、低噪声、长寿命、高度集成化方向发展低噪声、长寿命、高度集成化方向发展 节能化、微型化、轻量化、位置控制高精度化节能化、微型化、轻量化、位置控制高精度化气动技术气动技术初级阶段初级阶段计算机液压计算机液压伺服时期伺服时期电气液压电气液压技术时期技术时期20世纪世纪50年代年代70年代年代 黄金时代迅猛发展期黄金时代迅猛发展期表表1-1 1-1 在各类机械行业中的应用实例在各类机械行业中的应用实例行业名称行业名称应用场所举例应用场所举例工程机械工程机械

16、挖掘机、装载机、推土机、压路机、铲运机等挖掘机、装载机、推土机、压路机、铲运机等起重运输机械起重运输机械汽车吊、港口龙门吊、叉车、装卸机械、皮带运输机等汽车吊、港口龙门吊、叉车、装卸机械、皮带运输机等矿山机械矿山机械凿岩机、开掘机、开采机、破碎机、提升机、液压支架凿岩机、开掘机、开采机、破碎机、提升机、液压支架建筑机械建筑机械打桩机、液压千斤顶、平地机等打桩机、液压千斤顶、平地机等农业机械农业机械联合收割机、拖拉机、农具悬挂系统等联合收割机、拖拉机、农具悬挂系统等冶金机械冶金机械电炉炉顶及电极升降机、轧钢机、压力机等电炉炉顶及电极升降机、轧钢机、压力机等轻工机械轻工机械打包机、注塑机、校直机、

17、橡胶硫化机、造纸机、纺织机械等打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机、纺织机械等汽车工业汽车工业自卸式汽车、平板车、高空作业车、汽车中的转向器、自卸式汽车、平板车、高空作业车、汽车中的转向器、减振器等减振器等智能机械智能机械折臂式小汽车装卸器、数字式体育锻炼机、模拟驾驶舱、折臂式小汽车装卸器、数字式体育锻炼机、模拟驾驶舱、机器人等机器人等 行业名称行业名称应用场所举例应用场所举例热工设备各类造型机、压铸机、铸型输送机、锻压机械等机床工业车、铣、磨、刨、组合机床、数控机床、剪床、自动化及半自动化机床等国防工业飞机、坦克、大炮、舰艇、雷达、火箭、导弹等船舶工业船舶工业打捞船、全液压挖泥船、打桩

18、船、采油平台、气垫船等近年应用太阳跟踪系统、海浪模拟装置、船舶驾驶模拟器、地震再现、火箭助飞发射系统、宇航环境模拟、高层建筑减震、紧急刹车装置等应用一：高压造型生产线应用一：高压造型生产线应用二：真空静压造型生产线应用二：真空静压造型生产线应用三：工程机械领域应用三：工程机械领域压路机压路机挖掘机挖掘机铲运车铲运车应用四：机械加工行业应用四：机械加工行业应用五：航天工业应用五：航天工业应用六：军事、雷达等应用六：军事、雷达等 台湾台湾“纪德舰纪德舰”第一篇第一篇 液压传动液压传动第二章第二章流体力学是研究流体平衡和运动规律的一门科学流体力学是研究流体平衡和运动规律的一门科学。1 1、液压油的粘

19、度及其物理意义、粘性的力学本质；、液压油的粘度及其物理意义、粘性的力学本质；2 2、液体静压力基本方程、连续性方程、伯努利方程。、液体静压力基本方程、连续性方程、伯努利方程。3 3、压力损失、小孔流量的计算。、压力损失、小孔流量的计算。1 1、实际液体伯努利方程及压力损失的计算；、实际液体伯努利方程及压力损失的计算；2 2、绝对压力、相对压力、真空度的概念。、绝对压力、相对压力、真空度的概念。 一、液压油的物理性质一、液压油的物理性质Vm 矿物型液压油的密度随温度和压力而变矿物型液压油的密度随温度和压力而变化的，但其变动值很小，可认为其为常数。化的，但其变动值很小，可认为其为常数。一般矿物油系

20、液压油在一般矿物油系液压油在2020时密度约为时密度约为850850900 kg/m900 kg/m3 3 左右。左右。单位：单位：kg/m3）、（物理性质饱凝pTCf 液体受压力作用而发生体积变化的性质称为液体的液体受压力作用而发生体积变化的性质称为液体的可压缩性。可压缩性。 液体的压缩性可用体积压缩系数液体的压缩性可用体积压缩系数表示。表示。 液体体积压缩系数的倒数液体体积压缩系数的倒数，称为液体的体积弹称为液体的体积弹性模量，以性模量，以或或K 表示。表示。 即即 1/1/。 01VVpk 封闭在容器内的液体在外力作用下的情况极像一个弹簧（称封闭在容器内的液体在外力作用下的情况极像一个弹

21、簧（称为液压弹簧）：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。为液压弹簧）：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统在稳态下工作液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统在稳态下工作时可以不考虑可压缩的影响。但在高压下或受压体积较大以及时可以不考虑可压缩的影响。但在高压下或受压体积较大以及对液压系统进行动态分析时，就需要考虑液体可压缩性的影对液压系统进行动态分析时，就需要考虑液体可压缩性的影响响 。1 1、粘性的力学本质、粘性的力学本质 粘性是液压油的根本特性，粘度是度量粘性的粘性是液压油的根本特性，粘度是度量粘性的物理量，是选择液压油的主要性能指标。物

22、理量，是选择液压油的主要性能指标。 液体的粘性：液体在外力作用下流动（或有流液体的粘性：液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子间的相对动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力。运动而产生一种内摩擦力。粘性的力学本质：粘性的力学本质：y0 xhu0uu+duydy为比例系数称为动力粘为比例系数称为动力粘度，单位为度，单位为Pa S（帕（帕秒）秒） （牛顿内摩擦阻力定律）（牛顿内摩擦阻力定律）油液在流动时，相邻两层液油液在流动时，相邻两层液体内部所产生的摩擦阻力体内部所产生的摩擦阻力F F与接触面积与接触面积A A成正比与速度成正比与速度梯度成正

23、比。梯度成正比。 若：若：00Fdydu结论：液体只有在流动（或有流结论：液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现出粘性，处动趋势）时才会呈现出粘性，处于静止状态的液体不呈现粘性于静止状态的液体不呈现粘性。dyduAFdyduAF则单位面积上的内摩擦力则单位面积上的内摩擦力：dydu例例1 1：如一瓶水和一瓶菜油，放在形状完全相同的两：如一瓶水和一瓶菜油，放在形状完全相同的两只棕色瓶中，怎样鉴别？（不准用嗅觉和味觉）只棕色瓶中，怎样鉴别？（不准用嗅觉和味觉）2 2、粘度、粘度 液体的粘性大小可用粘度来表示。液体的粘性大小可用粘度来表示。相对粘度：相对粘度：用各种粘度计测量。用各种粘度计测量。

24、粘度粘度动力粘度动力粘度 ：单位：单位：PaS（帕（帕秒）秒）运动粘度运动粘度 ：单位：单位：m2/s 。与动力粘度换算公式：。与动力粘度换算公式： =/（1 1）动力粘度）动力粘度 流动液体在一定剪切力作用下内摩擦阻力的度量。具流动液体在一定剪切力作用下内摩擦阻力的度量。具有明确的物理意义。单位：有明确的物理意义。单位：PaS（帕（帕秒），可用旋转粘秒），可用旋转粘度计测量，但计算较复杂。度计测量，但计算较复杂。物理意义：液体在单位速度梯度下流动时，单位面积上产物理意义：液体在单位速度梯度下流动时，单位面积上产生的内摩擦力。生的内摩擦力。没有明确的物理意义。只是动力粘度与液体密度的比值。没有

25、明确的物理意义。只是动力粘度与液体密度的比值。 （2 2）运动粘度运动粘度 即：即：单位：单位： m m2 2/s /s 国产油液牌号是国产油液牌号是以以40时的平均运动粘度来表示。时的平均运动粘度来表示。 1 cSt(厘斯厘斯)=10-2 St(斯斯) =1 mm2/s 单位换算：单位换算：1 m2 /s=104 St（斯）（斯）= =106 cSt（厘斯）（厘斯） 机床工作台液压系统机床工作台液压系统例例1 1：普通液压油：普通液压油YA-N32，N32表示该油在表示该油在4040时平均运动粘时平均运动粘度为度为mm2/s ，即即 32 10632m2/s。例例2 2：20 20 时时 水

26、水= 10-6 m2/s， 水水= 103 kg/m3; 空气空气= 15 10-6 m2/s， 空气空气= 1.2 kg/m3。 试比较哪种介质粘性大？试比较哪种介质粘性大？解：解： 水水= 水水 水水= 10-3 PaS , 空气空气= 空气空气 空气空气= 1.8 10-5PaS 水的粘性大水的粘性大结论：结论： 若要比较两种不同介质流体的粘性大小，若要比较两种不同介质流体的粘性大小， 只能用动力粘度来比较。只能用动力粘度来比较。（3） 相对粘度（条件粘度）：相对粘度（条件粘度）： 将将200ml 温度为温度为t 的的被测液体装入恩氏粘度被测液体装入恩氏粘度计中，由其底部计中，由其底部

27、2.8mm的小孔流出，测出液体的小孔流出，测出液体流尽所需的时间流尽所需的时间 液液，与同体积蒸馏水在，与同体积蒸馏水在20 时时流过同一粘度计所需时间流过同一粘度计所需时间 水水之比。用之比。用0Et表示。表示。 0Et = 液液/ 水水，无量纲。，无量纲。6060ml， 单位：秒。故又称国际赛氏秒。单位：秒。故又称国际赛氏秒。用用 ”S表示。表示。恩氏粘度恩氏粘度0E（中、德、前苏联）：（中、德、前苏联）：赛氏粘度赛氏粘度SUS （美国）：（美国）：换算关系：换算关系：6 10)18022. 0(SS6 10)17226. 0(RR单位：均为单位：均为 m2/s60010)31. 631.

28、 7(EE6060ml， 单位：秒。故又称商用雷氏秒。用单位：秒。故又称商用雷氏秒。用 ”R 表示。表示。雷氏粘度雷氏粘度R1S （英国、美国）：（英国、美国）：3 3、影响油液粘度的因素、影响油液粘度的因素 温度：温度： 温度温度 分子间内聚力分子间内聚力 油液粘度油液粘度压力损失压力损失。 并且变化十分敏感，说明温度对粘度的影响很大并且变化十分敏感，说明温度对粘度的影响很大。油液的粘温特性：油液的粘温特性： 油液粘度随温度变化的特性称为油液粘度随温度变化的特性称为用粘度指数用粘度指数VI表示表示。温度温度 分子间内聚力分子间内聚力 油液粘度油液粘度 系统泄漏系统泄漏传动精度传动精度；粘度指

29、数（粘度指数（ VI ）：粘度指数越高，则粘温曲线越平坦，油）：粘度指数越高，则粘温曲线越平坦，油液的粘温性能好，表示温度变化对该油的粘度影响较小。压液的粘温性能好，表示温度变化对该油的粘度影响较小。压力变化对粘度影响较小，一般不考虑。一般要求工作介质的力变化对粘度影响较小，一般不考虑。一般要求工作介质的粘度指数粘度指数VI 90。压力压力 分子间距分子间距 分子间内聚力分子间内聚力 油液粘度有所油液粘度有所。 压力：压力：a.当压力较低时，压力变化对粘度影响较小，一般不考虑。当压力较低时，压力变化对粘度影响较小，一般不考虑。b.当压力很高时，压力变化对粘度影响较大。当压力很高时，压力变化对粘

30、度影响较大。)1031 (80pp式中式中0 0压力为压力为10105 5PaPa时的运动粘度时的运动粘度(m(m2 2/s) /s) p p压力为压力为 p Pap Pa时的运动粘度时的运动粘度(m(m2 2/s)/s)( (四四) ) 其它物理性质其它物理性质 比热容（单位质量的物质作单位温度变化时所需要的热比热容（单位质量的物质作单位温度变化时所需要的热量）、导热系数、流动点（比凝固点低量）、导热系数、流动点（比凝固点低2.52.5的温度叫做流的温度叫做流动点）与凝固点、闪点（明火能使油面上油蒸气闪燃，但油动点）与凝固点、闪点（明火能使油面上油蒸气闪燃，但油本身不燃烧的温度）与燃点（使油

31、液能自行燃烧的温度）、本身不燃烧的温度）与燃点（使油液能自行燃烧的温度）、润滑性（在金属摩擦表面形成牢固油膜的能力）等。润滑性（在金属摩擦表面形成牢固油膜的能力）等。 二、液压油的化学性质二、液压油的化学性质1 1、酸值：中和、酸值：中和1 1克油液所需克油液所需 KOH KOH 的毫克数。的毫克数。 2 2、热稳定性：自身裂化、聚合、热稳定性：自身裂化、聚合 。3 3、氧化稳定性：与空气及其它氧化物进行化学反应的能力、氧化稳定性：与空气及其它氧化物进行化学反应的能力 4 4、相容性：油液与系统中各种密封材料、涂料等非金属材、相容性：油液与系统中各种密封材料、涂料等非金属材料相互接触时抵抗化学

32、反应的能力。如不起作用或很少起料相互接触时抵抗化学反应的能力。如不起作用或很少起作用则相容性好。作用则相容性好。 5 5、抗乳化性：油液中混入水并搅动成乳化液后，水从其中、抗乳化性：油液中混入水并搅动成乳化液后，水从其中分离出来的能力。分离出来的能力。 6 6、抗泡沫性：油液中混入空气并搅动成乳化液后，空气从、抗泡沫性：油液中混入空气并搅动成乳化液后，空气从其中分离出来的能力。其中分离出来的能力。 三、对液压油的性能要求三、对液压油的性能要求 (1)(1)适宜的粘度及良好的粘温特性；适宜的粘度及良好的粘温特性；(2)(2)良好的润滑性及高的油膜强度；良好的润滑性及高的油膜强度；(3)(3)良好

33、的热稳定性及化学稳定性；良好的热稳定性及化学稳定性；(4)(4)良好的热稳定性及化学稳定性；良好的热稳定性及化学稳定性；(5)(5)良好的相容性；良好的相容性；(6)(6)良好的抗燃性、抗泡性及抗乳化性；良好的抗燃性、抗泡性及抗乳化性；(7)(7)高的闪点、低的凝固点、高纯度、无毒且成本低等。高的闪点、低的凝固点、高纯度、无毒且成本低等。四、液压油液的类型和选用四、液压油液的类型和选用 按抗燃特性分为两大类按抗燃特性分为两大类矿物基型液压液矿物基型液压液（石油基型）（石油基型）难燃液压液难燃液压液普通型：机械油、变压器油、汽轮机油普通型：机械油、变压器油、汽轮机油等；等；专用型：精密机床液压油

34、、数控机床液专用型：精密机床液压油、数控机床液压油、低凝液压油、抗磨液压油、抗燃压油、低凝液压油、抗磨液压油、抗燃液压油等；液压油等；乳化型（水基如乳化型（水基如o/wo/w、w/ow/o、水、水- -乙二醇乙二醇 ）：）： 特点：价廉、难燃、润滑性较差。特点：价廉、难燃、润滑性较差。特点：价高、凝固点低、有毒。特点：价高、凝固点低、有毒。磷酸酯基、氯化烃等；磷酸酯基、氯化烃等； 合成型：合成型：1 1、类型：、类型：2 2、液压油的选用原则、液压油的选用原则 c c、运动速度高，流量大时，泄漏相对值小。此时，压力、运动速度高，流量大时，泄漏相对值小。此时，压力损失为主要矛盾，粘度取小值。损失

35、为主要矛盾，粘度取小值。（1 1）确定液压油类型：根据系统工作条件、工作环境、）确定液压油类型：根据系统工作条件、工作环境、传动精度等；传动精度等；（2 2）根据液压泵的类型选定油液粘度范围；）根据液压泵的类型选定油液粘度范围；（3 3）选具体牌号）选具体牌号: :a a、环境温度高时，泄漏为主要矛盾，选粘度高的油；反之、环境温度高时，泄漏为主要矛盾，选粘度高的油；反之则相反。则相反。b b、工作压力高、功率大时，压力损失相对值小。此时，泄、工作压力高、功率大时，压力损失相对值小。此时，泄漏为主要矛盾，粘度取大值；漏为主要矛盾，粘度取大值；常用泵的用油粘度常用泵的用油粘度如运动部件速度很快如运

36、动部件速度很快如系统工作环境温度很高如系统工作环境温度很高2-22-2 液体静力学基础液体静力学基础 液体静力学主要是研究液体静止时的平液体静力学主要是研究液体静止时的平衡规律以及这些规律的应用。衡规律以及这些规律的应用。 “静止液体静止液体”指的是液体内部质点间没有相指的是液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性而言，至于盛装液体的对运动，不呈现粘性而言，至于盛装液体的容器，不论它是静止的还是匀速、匀加速运容器，不论它是静止的还是匀速、匀加速运动都没有关系。动都没有关系。 一、液体静压力及其特性一、液体静压力及其特性静压力：液体处于静止状态时，单位面积上所受的法向作用静压力：液体处于静止状态时

37、，单位面积上所受的法向作用力。力。AFPA0limAF若若F均匀作用于面积均匀作用于面积A上上AFP 则：单位：单位：N/m2 即即 Pa （帕斯卡）（帕斯卡）静压力三个重要特性：静压力三个重要特性： 液体静压力总是垂直于其承压表面。液体静压力总是垂直于其承压表面。 静止液体中任意点所受静压力在各个方向上均相等。静止液体中任意点所受静压力在各个方向上均相等。 若不相等将会运动，破坏静止的条件。若不相等将会运动，破坏静止的条件。G 在密闭容器中的静止在密闭容器中的静止液体，当一处受压时，这液体，当一处受压时，这个压力将等值传递到任意个压力将等值传递到任意点。（帕斯卡原理）点。（帕斯卡原理）二、液

38、体静压力基本方程二、液体静压力基本方程静压力基本方程静压力基本方程液体静压力液体静压力自重自重（很小，在液压技术中可忽略不计很小，在液压技术中可忽略不计）外力外力欲求深度为欲求深度为h处压力，取一垂直小液柱处压力，取一垂直小液柱A, ,此小液柱处于此小液柱处于平衡状态，列受力平衡方程：平衡状态，列受力平衡方程：P 0 . A +G=P .A式中 G=mg= . v . g= g .A . hhhP0 P = P0 + g h= P0 + h由方程可知：由方程可知： 静止液体中任一点压力由两部分组静止液体中任一点压力由两部分组成：作用在液面上的压力成：作用在液面上的压力P0和由液和由液柱本身重力

39、所产生的压力柱本身重力所产生的压力mgh 。 若若 P0 = Pa （大气压作用）（大气压作用） 则：则： P = Pa+ g hphp=P0+hP0 P 随随 h 呈线性增加。呈线性增加。 同一液体中，深度相同的各点压力相等。由压力相等的同一液体中，深度相同的各点压力相等。由压力相等的点组成的点组成的 面称等压面，显然在重力场中静止液体的等压面面称等压面，显然在重力场中静止液体的等压面为水平面。为水平面。P0P0静压力基本方程的物理意义静压力基本方程的物理意义P00X(基准水平面)Z0ZBAZ1h1hP = P0 + g h P0 + g z0 = P + g z= P0 + g z0g z

40、= P0 + g ( z0 z )（常数）CZgPZgP00CZPZP00P/g：单位重量液体的压力能：单位重量液体的压力能 ，称比压能（压力水，称比压能（压力水头）头）或或Z: 单位重量液体相对于基准平面的位能单位重量液体相对于基准平面的位能， Z 称为比位能称为比位能 （位置水头）（位置水头）pghpgphp结论：结论：静止静止液体中任意一点总能量为单位重量液体的压力液体中任意一点总能量为单位重量液体的压力能和位能之和。压力能和位能可以相互转化，但总能和位能之和。压力能和位能可以相互转化，但总能量不变能量不变 。即能量守恒。即能量守恒。（1）绝对压力）绝对压力 P绝绝：以当地大气压为基准所

41、表示的压力，以当地大气压为基准所表示的压力，又称表压力。又称表压力。3.3.压力压力的表示方法的表示方法以绝对零压力为基准所表示的压力。以绝对零压力为基准所表示的压力。（2）相对压力）相对压力 P相相： P绝绝= P相相 + Pa 或或 P相相= P绝绝PaP相相0 称为真空度称为真空度P真真= Pa P绝绝 P真真0 由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对压力也称表压力。压力，故相对压力也称表压力。 P相相0 表压力表压力pp=0 (绝对真空)0P=Pa (大气压力)ppa绝对压力相对压力(表压力)绝对压力ppa真空度相对压力.绝对压力与真空

42、度之间的关系注意：注意： 在分析问题上，前面的静压力基本方程中在分析问题上，前面的静压力基本方程中P 、P0可可用绝对压力，亦可用相对压力，但在同一计算式中必须一用绝对压力，亦可用相对压力，但在同一计算式中必须一致。致。（3）相互关系）相互关系3.3.压力压力的单位的单位1 Pa（帕帕） = 1 N/m2 1MPa （兆帕兆帕）= 106 Pa 压力单位及其它非法定计量单位的换算关系：压力单位及其它非法定计量单位的换算关系： 1at（工程大气压工程大气压）=1kgf/cm2=9.8104 Pa 1mH2O(米水柱米水柱)=9.8103 Pa 1mmHg(毫米汞柱毫米汞柱)=1.33102 Pa

43、 1bar(巴巴) = 105 Pa1.02kgf/cm2 例：容器内充满油液，活塞上作用例：容器内充满油液，活塞上作用 F =1000 N，活塞面积，活塞面积 A =10 -3 m2，问活塞下方深度，问活塞下方深度 h = 0.5 m 处的压力等于多少？处的压力等于多少？hAP0P解：解： 根据根据 P = P0 + g h 活塞与液面接触处压力为：活塞与液面接触处压力为：P0 = F/A = 1000 / 10-3 = 106 Pa = 1 MPa深度为深度为h 处的液体压力为：处的液体压力为：P = P0 + g h= 106 + 9009.8 0.5= 1.0044 106 Pa= 1

44、.0044 MPa1.0 MPa由式可见，由于液柱重量所引起的由式可见，由于液柱重量所引起的 压力与外力所压力与外力所产生的压力相比，可以忽略不计。产生的压力相比，可以忽略不计。 对液体传动来说对液体传动来说，可以认为静止液体内各处的可以认为静止液体内各处的压力均是相等的压力均是相等的。 三、液体对固体壁面的作用力三、液体对固体壁面的作用力1.1.液压力作用在平面上的作用力液压力作用在平面上的作用力由于是平面，所以作用力方向相互平行由于是平面，所以作用力方向相互平行 公式公式 F = P *A 不能用不能用 计算作用于曲面在某一指定方向的分力计算作用于曲面在某一指定方向的分力2.2.液体作用在

45、曲面上的作用力液体作用在曲面上的作用力例题：例题：求液压力作用在半圆筒内壁沿求液压力作用在半圆筒内壁沿 x 方向作用力。方向作用力。解：解：过过取取d的一段微弧，的一段微弧，沿圆筒长度方向沿圆筒长度方向 则则可认为是矩形：可认为是矩形：d A = L L. r rd d F = P . d A= P r rL Ld 沿沿 x 方向力为：方向力为：d Fx = d F COS Fx = d Fx =22sinlrP= P . 2r rL L（半圆筒内壁在（半圆筒内壁在X方向方向上投影面积）上投影面积）结论：结论： 曲面在某一方向上所受的液曲面在某一方向上所受的液 压作用力等于曲压作用力等于曲面在

46、该方向的投影面积和液压力的乘积。面在该方向的投影面积和液压力的乘积。PP液体作用在阀芯上的力（竖直向上）液体作用在阀芯上的力（竖直向上）241dpF2-32-3 液体动力学基础液体动力学基础 研究液体流动时流速和压力的变化规研究液体流动时流速和压力的变化规律，具体讨论三大方程律，具体讨论三大方程 连续连续性方程性方程（质量守恒）（质量守恒）、 伯努利方程伯努利方程（能（能量守恒）量守恒）、 动量方程动量方程（动量守恒）（动量守恒）。一、液体运动的基本概念一、液体运动的基本概念 1.1.理想液体：理想液体： 既无粘性又不可压缩的液体。否则既无粘性又不可压缩的液体。否则称为实际液体。称为实际液体。

47、2.2.稳定流动：稳定流动：液体流动时，若液体中任何一点的液体流动时，若液体中任何一点的压力、流速和密度均不随时间而变压力、流速和密度均不随时间而变化，这种流动称为化，这种流动称为稳定流动稳定流动。否则，否则，只要压力、速度和密度有一个量随只要压力、速度和密度有一个量随时间变化，则这种流动就称为时间变化，则这种流动就称为非稳非稳定流动定流动。定常流动定常流动非定常流动非定常流动3.3.迹线、流线、流束、通流截面迹线、流线、流束、通流截面流动液体的某一质点在某一时间间隔内在空间的运流动液体的某一质点在某一时间间隔内在空间的运动轨迹。动轨迹。迹线：迹线：某一瞬时，表示液流中各处质点运动状态的一条条

48、曲某一瞬时，表示液流中各处质点运动状态的一条条曲线。线。流线：流线：（1 1）该瞬时，流线上各质点速度方向）该瞬时，流线上各质点速度方向与流线相切。与流线相切。（2 2）在稳定流动时，流线不随时间而）在稳定流动时，流线不随时间而变化，流线与迹线重合。变化，流线与迹线重合。（3 3）由于流动液体中任一质点在某一）由于流动液体中任一质点在某一瞬时只能有一个速度，所以流线之间不瞬时只能有一个速度，所以流线之间不可能相交，也不可能突然转折。可能相交，也不可能突然转折。 特点：特点：在流场中任取一封闭曲线，沿此封闭曲线所包括的在流场中任取一封闭曲线，沿此封闭曲线所包括的区域的每一点作流线，由这些流线所形

49、成的管状曲区域的每一点作流线，由这些流线所形成的管状曲面称为流管。流管内这些流线的集合称为流束。面称为流管。流管内这些流线的集合称为流束。 流束：流束：（1 1）对非稳定流动，流管）对非稳定流动，流管形状随时间而变；形状随时间而变；特点：特点：（2 2）对稳定流动，流管形）对稳定流动，流管形状不变，且管内流线不能状不变，且管内流线不能穿越流管，此时，流管与穿越流管，此时，流管与真实管道一样。真实管道一样。流束中与所有流线正交的截面称为通流截面。流束中与所有流线正交的截面称为通流截面。截面上每点处的流动速度都垂直于这个面。截面上每点处的流动速度都垂直于这个面。通流截面通流截面：AAAA4.4.流

50、量与平均流速流量与平均流速单位时间内流过某通流截面的液体体积。单位时间内流过某通流截面的液体体积。用用q 表示，表示， 单位为单位为 m3/s 或或 L/min 。流量：流量：3.3.平均流速平均流速v v q=V/t=(lA)/t=A(l/t)=Av二、连续性方程二、连续性方程 Aqv 单位：单位：m/s假设液体作稳定流动，且不可压缩（密度相等）。任取一流假设液体作稳定流动，且不可压缩（密度相等）。任取一流管，两端通流截面面积为管，两端通流截面面积为A1、A2，在流管中取一微小流束，在流管中取一微小流束，流束两端的截面积分别为流束两端的截面积分别为dA1和和dA2，在微小截面上各点的速，在微