液压与气压传动-课件.ppt

1、液压与气压传动液压与气压传动主讲：赵敏主讲：赵敏20132013年年1 1月月本课程的重要性本课程的重要性一切设备都有其相应的传动机构一切设备都有其相应的传动机构,借助于传动方式达借助于传动方式达到对动力的传递和控制的目的。到对动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

2、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。液压传动液压传动利用液体静压力传递动力。利用液体静压力传递动力。o课程的性质：课程的性质：该课程是机械工程及自动化专业的必修的专该课程是机械工程及自动化专业的必修的专业基础课。业基础课。o课程的要求：课程的要求：n1.要求掌握各种液压元件的结构原理和特点。要求掌握各种液压元件的结构原理和特点。n2.要求掌握各种液压基本回路的功用和组成。要求掌握各种液压基本回路的功用和组成。n3.要求掌握分析系统工作原理的方法。要求掌握分析系统工作原理的方法。o学时安排：学时安排：总学时数总学时数34

3、，课内讲授，课内讲授26学时，学时，实验实验8学时学时 本课程性质、要求、学时安排本课程性质、要求、学时安排本课程的主要内容本课程的主要内容第第 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 典型液压传动系统典型液压传动系统本课程的研究对象及学习方法本课程的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研究的是以有压流体（液压液或压

4、缩空气）（液压液或压缩空气）作为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。其实质研究的是其实质研究的是能量转换能量转换。即：即：机械能机械能-压力能压力能-机械能。机械能。学习方法：学习方法：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）第一章第一章 绪论绪论本章重点和难点：本章重点和难点：重点：重点：1、液压（气压）传动工作原理；、液压（气压）传动工作原理；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、液压（气压）传动工作原理、液压（气压）传动工作原理 本章主要内容：本章主

5、要内容：1、液压与气动传动的工作原理、液压与气动传动的工作原理2、液压与气动系统的组成、液压与气动系统的组成3、系统表示方法、系统表示方法4、液压与气动系统的特点、液压与气动系统的特点5、液压与气压传动的应用及发展概况液压与气压传动的应用及发展概况 第一章第一章 绪论绪论1、液压与气动传动的工作原理、液压与气动传动的工作原理GA2A1Fp（1）力的传递遵循帕斯卡原理）力的传递遵循帕斯卡原理np2=F2/A2 F1=p1A1=p2A1=pA1结论结论:液压与气动系统的工作压力取决于液压与气动系统的工作压力取决于外负载。外负载。当当A2 A1，只要施加很小的力，只要施加很小的力F，就可举起很重的物

6、体，这就是液压就可举起很重的物体，这就是液压千斤顶的原理。千斤顶的原理。第一章第一章 绪论绪论（2）运动的传递遵照容积变化相等的原则）运动的传递遵照容积变化相等的原则nq1=v1A1=v2A2=q2=q(单位时间内流过某一截面的液体体积，单位时间内流过某一截面的液体体积，称为称为流量流量，用，用q表示表示)GA2A1Fp结论：结论：活塞的运动速度与进入缸的流量成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，而与正比，与活塞的截面积成反比，而与流体压力大小无关；流体压力大小无关；调节调节q即可改变运动速度，所以，液即可改变运动速度，所以，液压和气压传动能实现无级调速；压和气压传动能实

7、现无级调速；1、液压与气动传动的工作原理、液压与气动传动的工作原理（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：结论：压力压力和和流量流量是流体传动中最基本、最重要的两个参数，是流体传动中最基本、最重要的两个参数，它们的乘积表示它们的乘积表示功率功率。第一章第一章 绪论绪论1、液压与气动传动的工作原理、液压与气动传动的工作原理工作原理工作原理:以有压流体作为传动介质以有压流体作为传动介质（或工作介质、能源介（或工作介质、能源介质），质），依靠密

8、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，依靠流体内部依靠流体内部的压力来传递动力的压力来传递动力。第一章第一章 绪论绪论1、液压与气动传动的工作原理、液压与气动传动的工作原理第一章第一章 绪论绪论2、液压与气动系统的组成、液压与气动系统的组成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 1414钢球钢球 1515弹簧弹簧 1717液压泵液压泵 1818滤油器滤

9、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能源装置：能源装置：为系统提供有压流体（为系统提供有压流体（压力油或压缩空气压力油或压缩空气），），将机械能转换成压力能，是系统的第一能量转换装置。将机械能转换成压力能，是系统的第一能量转换装置。如如液压泵、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：执行元件：把流体的压力能转换成机械能，是系统的第二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。能量转换装置。如液压缸、液压马达、气缸、气动马达等。如液压缸、液压马

10、达、气缸、气动马达等。控制元件：控制元件：对系统中流体的压力、流量及流体的流动方向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。进行控制或调节的元件。如溢流阀、单向阀、换向阀等。如溢流阀、单向阀、换向阀等。第一章第一章 绪论绪论工作介质：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：辅助元件：保证系统正常工作的其它元件。如油箱、管道、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。2、液压与气动系统的组成、液压与气动系统的组成第一章第一章 绪论绪论3、系统表示方法、系统表示方法(1)用结构原理图表示

11、用结构原理图表示(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)1)1)符号只表示元件的职能，连接系统的通路，不表示元件的具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，也不表示元件在机器中的实际安装位置。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）路用虚线表示。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元件符号内的流体流动方向用“”表示，表示，“”指向不一定指向不一定是油流方向。是油流方向。3)3)符号均以元件的零位置表

12、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。第一章第一章 绪论绪论3、系统表示方法、系统表示方法具有图形简单，易绘制具有图形简单，易绘制等有点，但直观性差，等有点，但直观性差，难理解。难理解。具有直观性强、容易理具有直观性强、容易理解的优点，但图形比较解的优点，但图形比较复杂，绘制比较麻烦。复杂，绘制比较麻烦。第一章第一章 绪论绪论优点：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

13、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）由于元件已实现标准化、系列化、通用化，便于设计制造造。4、液压与气动系统的特点、液压与气动系统的特点（1）液压传动系统的特点）液压传动系统的特点缺点：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，且不宜在高、低温及易燃易爆等场）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；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）不宜远距离输送动力，发生故障不易查除，油液易污染，对油液的质量要求高。染，对油液的

14、质量要求高。第一章第一章 绪论绪论4、液压与气动系统的特点、液压与气动系统的特点（1）液压传动系统的特点）液压传动系统的特点第一章第一章 绪论绪论4、液压与气动系统的特点、液压与气动系统的特点（2）气压传动系统的特点）气压传动系统的特点优点：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；站）和远距离输送；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，适合在高、低温及易于实现过载自动保护，使用安全，适合

15、在高、低温及易燃易爆等恶劣环境下使用；易燃易爆等恶劣环境下使用；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），对元件材料及加工精度要求低度要求低。第一章第一章 绪论绪论4、液压与气动系统的特点、液压与气动系统的特点缺点：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。5、液压与气压传动的应用及发展概况液压与气压传动的应用及发展概况第一章第一章 绪论绪论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

16、器各种军事武器 二战结束后二战结束后 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：年代现在：高速、高压、大功率、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

17、用场所举例工程机械工程机械挖掘机、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

18、械打包机、注塑机、校直机、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热工设备各类造型机、压铸机、铸型输送机、锻压机械等各类造型机、压铸机、铸型输送机、锻压机械等机床工业机床工业车、铣、磨、刨、组合机床、数控机床、剪床、自动化车、铣、磨、刨、组合机床

19、、数控机床、剪床、自动化及半自动化机床等及半自动化机床等国防工业国防工业飞机、坦克、大炮、舰艇、雷达、火箭、导弹等飞机、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、打桩船、采油平台、气垫船等打捞船、全液压挖泥船、打桩船、采油平台、气垫船等近年应用近年应用太阳跟踪系统、海浪模拟装置、船舶驾驶模拟器、地太阳跟踪系统、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、紧急刹车装置等筑减震、紧急刹车装置等5、液压与气压传动的应用及发展概况液压与气压传动的应用及发展概况第一章第一章 绪论绪论第

20、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1、液压油的粘度及其物理意义、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、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、压力损失、小孔流量的计算。、压力损失、小孔流量的计算。难点：难点：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、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。本章主要内容：本章主要内容：本章重点和难点：本章重点和难点：1、液压油、液压油2、液体静力学、液体静力学3、液体动力学和液体运动学、液

21、体动力学和液体运动学4、管道流动的压力损失、管道流动的压力损失5、孔口流动、孔口流动6、缝隙流动、缝隙流动7、液压冲击与气穴现象、液压冲击与气穴现象第第 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1、液压油、液压油Vm 矿物型矿物型液压油的密度随温度和压力而变化的，但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。其变动值很小，可认为其为常数。一般矿物油系液压一般矿物油系液压油在油在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1、液

22、压油、液压油 。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。01VVpk 即即 1/1/。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簧（称为液压弹簧）：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。液为液压弹簧）：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时可体的可压缩性很小，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对液压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

23、响系统进行动态分析时，就需要考虑液体可压缩性的影响 。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1、液压油、液压油1)1)粘性的意义粘性的意义 液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的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运动而产生一种内摩擦力。内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力。y0 xhu0uu+duydydyduAF为比例系数称为为比例系数称为动力粘动力粘度度，单位为，单位为Pa S（帕（帕秒）秒）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1、液压油、液压油（牛顿内摩擦（牛顿内摩擦阻力定律）阻力

24、定律）若：若：00Fdydu结论：结论：液体只有在流动（或有流液体只有在流动（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。则单位面积上的内摩擦力则单位面积上的内摩擦力：dydu1)粘性的意义粘性的意义第第 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1、液压油、液压油 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。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

25、力粘度换算公式：=/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1、液压油、液压油动力粘度动力粘度 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：物理意义：液体在单位速度梯度下流动时，单位面积上产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。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1、液压油、液压油没有明确的物理意义。只是没有明确的物理意

26、义。只是动力粘度动力粘度与与液体密度液体密度的比值。的比值。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）例例1 1：32号液压油号液压油表示该油在表示该油在4040时平均运动粘度为时平均运动粘度为mm2/s ，即即 32 10632m2/s。例例2 2：20 20 时时 水水=10-6 m2/s，水水=103 kg/m3;空气空气=15 10-6

27、 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：若要比较两种若要比较两种不同介质不同介质流体的粘性大小，只能用流体的粘性大小，只能用动力粘度动力粘度来比较。来比较。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1、液压油、液压油第第 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1、液压油、液压油相对粘度（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计中，

28、被测液体装入恩氏粘度计中，由其底部由其底部 2.8mm的小孔流出，测出液体流尽所需的时的小孔流出，测出液体流尽所需的时间间 液液，与同体积蒸馏水在，与同体积蒸馏水在20 时流过同一粘度计所需时流过同一粘度计所需时间时间 水水之比。用之比。用0Et表示。表示。0Et=液液/水水，无量纲。，无量纲。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）：雷氏粘度雷氏粘度R1S （英国、美国）：（英国、美国）：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1、液压油、液压油调和油粘度：调和油粘度：EaE1+bE2-c(E1-E2)/10

29、0 式中：式中：E为混合液体的恩氏粘度；为混合液体的恩氏粘度；E1，E2分别为用分别为用于混合的两种油液的恩氏粘度，于混合的两种油液的恩氏粘度，E1E2；a，b分别为用于混合的两种液体分别为用于混合的两种液体E1、E2各占的百分数，各占的百分数，a+b=100；c为与为与a、b有关的实验系数。有关的实验系数。a/%102030405060708090b/%908070605040302010c6.713.1 17.9 22.1 25.5 27.9 28.2 2517 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1、液压油、液压油温度：温度：温度温度 分子间内聚力分子间内聚力

30、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。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；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用粘度指数粘度指数VI表示表示。粘度指数（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

31、介质的粘度指数粘度指数VI 90。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1、液压油、液压油 压力：压力：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。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，压力变化对粘度影响较大。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1、液压油、液压油对液压油的性能要求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

32、及高的油膜强度；良好的润滑性及高的油膜强度；(3)(3)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；(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。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1、液压油、液压油类型类型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

33、普通型：普通型：机械油、变压器油、汽轮机油等；机械油、变压器油、汽轮机油等；专用型：专用型：精密机床液压油、数控机床液压精密机床液压油、数控机床液压油、低凝液压油、抗磨液压油、抗燃液压油、低凝液压油、抗磨液压油、抗燃液压油等；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：特点：价廉、难燃、润滑性较差。价廉、难燃、润滑性较差。特点：特点：价高、凝固点低、有毒。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：液压油的选用原则液压油的选用原则 c c、运动速度运动速度高，流量大时，泄漏相对值小。此时，压力损失为高，流量

34、大时，泄漏相对值小。此时，压力损失为主要矛盾，粘度取小值。主要矛盾，粘度取小值。1 1）确定液压油类型：）确定液压油类型：根据系统工作条件、工作环境、传动精根据系统工作条件、工作环境、传动精度等；度等；2 2）根据液压泵的类型）根据液压泵的类型选定油液粘度范围；选定油液粘度范围；3 3）选具体牌号选具体牌号:a a、环境温度环境温度高时，泄漏为主要矛盾，选粘度高的油；反之则相反。高时，泄漏为主要矛盾，选粘度高的油；反之则相反。b b、工作压力工作压力高、功率大时，压力损失相对值小。此时，泄漏为主高、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；要矛盾，粘度取大值；第第 二二 章

35、章 液压传动的流体力学基础液压传动的流体力学基础1、液压油、液压油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1、液压油、液压油第第 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2、液体静力学、液体静力学 液体静力学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主要是研究液体静止时的平衡规律以及这些规律的应用。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对运指的是液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性而言，至于盛装液体的容器，不论它是静止

36、的动，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、匀加速运动都没有关系。还是匀速、匀加速运动都没有关系。(1)液体静压力及其特性液体静压力及其特性静压力：静压力：液体处于静止状态时，单位面积上所受的法向作用力。液体处于静止状态时，单位面积上所受的法向作用力。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

37、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。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2、液体静力学、液体静力学(1)液体静压力及其特性液体静压力及其特性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。点。（帕斯卡原理）（帕斯卡原理）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2、液体静力学、液体静力学(2)液体静压力基本方程液体静压力基本方程欲求深度为欲求深度为h处压力处压力，取一垂直小液柱，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

38、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.h P=P0+g h=P0+hhhP0 静止液体中任一点压力由两部分组成：作用在液面上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的压力P0和由液柱本身重力所产生的压力和由液柱本身重力所产生的压力gh。若若 P0=Pa （大气压作用）（大气压作用）则：则：P=Pa+g hphp=P0+hP0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2、液体静力学、液体静力学(2)液体静压力基本方程液体静压力基本方程 P 随随 h 呈线性增加。呈线性增加。同一液体中，深度相同的各点同一液体中，深度

39、相同的各点压力相等。压力相等。由压力相等的点组成由压力相等的点组成的的 面称面称等压面等压面，显然在重力场中显然在重力场中静止液体的等压面为静止液体的等压面为水平面水平面。P0P0分析：分析：物理意义：物理意义：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2、液体静力学、液体静力学(2)液体静压力基本方程液体静压力基本方程P00X(基准水平面)Z0ZBAZ1h1hP=P0+g h P0+g z0=P+g z=P0+g z0g z=P0+g(z0 z)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能和位能之和。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。

40、压力能和位能可以相互转化，但总能量不变压力能和位能可以相互转化，但总能量不变。即能量守恒。即能量守恒。（3 3）压力）压力的表示方法的表示方法第第 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2、液体静力学、液体静力学1）绝对压力）绝对压力 P绝绝：以当地大气压为基准所表示的压力，以当地大气压为基准所表示的压力，又称又称表压力表压力。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 P相相0 表压力表压力（3 3）压力）压力的表示

41、方法的表示方法第第 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2、液体静力学、液体静力学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可用绝对压力，可用绝对压力，亦可用相对压力，但在同一计算式中必须一致。亦可用相对压力，但在同一计算式中必须一致。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2、液体静力学、液体静力学例：例：容器内充满油液，活塞上作用容器内充满油液，活塞上作用 F=1000

42、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=1.0044 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 压力与外力所产生的压力相压力与外力所产生的压力相比，可以忽略不计。比，可以忽略不计。对液体传

43、动来说对液体传动来说，可以认为静止液体可以认为静止液体内各处的压力均是相等的内各处的压力均是相等的。(4)液体对固体壁面的作用力液体对固体壁面的作用力第第 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2、液体静力学、液体静力学P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241DppAFn当固体壁面为曲面时，液体压力在曲面某方向上的总当固体壁面为曲面时，液体压力在曲面某方向上的总作用力作用力 F=p Ax，Ax 为曲面在该方向的投影面积。为曲面在该方向的投影面积。2 2）液体作用在曲面上的作用力）液体作用在曲面上的作用力1 1）液压力作用在平面上的作用力）液

44、压力作用在平面上的作用力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）241dpF(4)液体对固体壁面的作用力液体对固体壁面的作用力第第 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2、液体静力学、液体静力学第第 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3、液体运动学和液体动力学、液体运动学和液体动力学研究液体流动时流速和压力的变化规律，具体讨论三大方研究液体流动时流速和压力的变化规律，具体讨论三大方程程 连续性方程连续性方程（质量守恒）（质量守恒）、伯努利方程伯努利方程（能量守（能量守恒）恒）、动量方程动量方程（动量守恒）（动量守恒）。（1）

45、液体运动的基本概念）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。否则称为实际液体。既无粘性又不可压缩的液体。否则称为实际液体。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压力、流速流速和和密度密度均不随时间而变化，这种流动称为均不随时间而变化，这种流动称为稳定稳定流动流动。否则，只要压力、速度和密度有一个量否则，只要压力、速度和密度有一个量随时间变化，则这种流动就称为随时间变化，则这种流动就称为非稳定流动非稳定流动。定常流动定常流动非定常流动非定常流动第第 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

46、3、液体运动学和液体动力学、液体运动学和液体动力学（1）液体运动的基本概念）液体运动的基本概念 3)3)流线、流束、通流截面流线、流束、通流截面某一瞬时，某一瞬时，表示液流中各处质点运动状态的一条条曲线。表示液流中各处质点运动状态的一条条曲线。流线：流线：该瞬时，流线上各质点速度方向与流该瞬时，流线上各质点速度方向与流线相切。线相切。在稳定流动时，流线不随时间而变化，在稳定流动时，流线不随时间而变化，流线与迹线重合。流线与迹线重合。由于流动液体中任一质点在某一瞬时由于流动液体中任一质点在某一瞬时只能有一个速度，所以只能有一个速度，所以流线之间不可能流线之间不可能相交，也不可能突然转折。相交，也

47、不可能突然转折。特点：特点：流动液体的某一质点在流动液体的某一质点在某一时间间隔内在某一时间间隔内在空间的运动轨迹。空间的运动轨迹。迹线：迹线：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3、液体运动学和液体动力学、液体运动学和液体动力学（1）液体运动的基本概念）液体运动的基本概念 3)3)流线、流束、通流截面流线、流束、通流截面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面称为流管流管。流管内这些流线的集合称为。流管内这些流线的集合称为流

48、束流束。流束：流束：对非稳定流动，流管形对非稳定流动，流管形状随时间而变；状随时间而变；特点：特点：对稳定流动，流管形状对稳定流动，流管形状不变，且管内流线不能穿不变，且管内流线不能穿越流管，此时，流管与真越流管，此时，流管与真实管道一样。实管道一样。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3、液体运动学和液体动力学、液体运动学和液体动力学（1）液体运动的基本概念）液体运动的基本概念 3)3)流线、流束、通流截面流线、流束、通流截面流束中与所有流线正交的截面称为流束中与所有流线正交的截面称为通流截面通流截面。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

49、直于这个面。通流截面通流截面：AAAA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3、液体运动学和液体动力学、液体运动学和液体动力学（1）液体运动的基本概念）液体运动的基本概念 4)4)流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：平均流速平均流速v v q=V/t=(lA)/t=A(l/t)=AvAqv 单位：单位：m/s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3、液体运动学和液体动力学、液体运动学和液体动力学（2）连续性方程

50、）连续性方程 假设假设液体作液体作稳定流动稳定流动，且，且不可压缩不可压缩（密度相等）。任取一流（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，在微小截面上各点的速度可以认为是相等的，且分别为度可以认为是相等的，且分别为u1和和u2。u1dA1dtu2dA2dt 根据根据质量守恒定律质量守恒定律，在，在dt时间内时间内流入此微小流束的质量应等于此流入此微小流束的质量应等于此微小流束流出的质量。微小流束流出的质量。u1dA1u2dA2 A1