液氣壓傳動及控制__第一章緒論

1、概述概述液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成液氣壓傳動的工作介質(zhì)液氣壓傳動的工作介質(zhì)液氣壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)液氣壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)液氣壓傳動的發(fā)展趨勢液氣壓傳動的發(fā)展趨勢重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。掌握液氣壓傳動技術(shù)基本的概念、理論和掌握液氣壓傳動技術(shù)基本的概念、理論和方法及其在控制工程中的應(yīng)用；方法及其在控制工程中的應(yīng)用；能分析閱讀中等復(fù)雜的液氣壓傳動圖，并能分析閱讀中等復(fù)雜的液氣壓傳動圖，并對其進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算；對其進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算；會選擇標(biāo)準(zhǔn)元件和設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)元件。會選擇標(biāo)準(zhǔn)元件和設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)元件。以有壓流體為能源介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械的傳以有壓流體為能源介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)

2、各種機(jī)械的傳動和控制。動和控制。性性 質(zhì)：質(zhì)：目的要求：目的要求：研究對象：研究對象：緒 論概述緒 論概述機(jī)器機(jī)器原動機(jī)原動機(jī)傳動機(jī)構(gòu)傳動機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動機(jī)械傳動流體傳動流體傳動電氣傳動電氣傳動緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成是指以流體為工作介質(zhì)，在是指以流體為工作介質(zhì)，在密閉容器密閉容器中實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換、中實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的裝置。傳遞和控制的裝置。（1）氣體傳動：氣體傳動：以氣體為工作介質(zhì)的流體傳動。以氣體為工作介質(zhì)的流體傳動。流體傳動流體傳動包括：包括：（2）液體傳動：液體傳動：以液體為工作介質(zhì)的流體傳動。以液體為工作介質(zhì)的流體傳動。 根據(jù)根據(jù)工作原理不同工作

3、原理不同又可分為：又可分為： 液力傳動：液力傳動：主要是利用液體的動能沖擊工作機(jī)械，使之主要是利用液體的動能沖擊工作機(jī)械，使之運(yùn)轉(zhuǎn)和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，稱為動力式液壓傳動，簡稱液力傳動。運(yùn)轉(zhuǎn)和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，稱為動力式液壓傳動，簡稱液力傳動。 液壓傳動：液壓傳動：利用液體的壓力能使執(zhí)行元件（油缸或油馬利用液體的壓力能使執(zhí)行元件（油缸或油馬達(dá)）的容積發(fā)生變化而做功，稱為容積式液壓傳動，簡稱液壓傳動。達(dá)）的容積發(fā)生變化而做功，稱為容積式液壓傳動，簡稱液壓傳動。緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成能源裝置能源裝置執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置控制調(diào)控制調(diào)節(jié)裝置節(jié)裝置輔助裝置輔助裝置能源介質(zhì)能源介質(zhì)流體傳流體傳動機(jī)

4、構(gòu)動機(jī)構(gòu)流體傳動機(jī)構(gòu)的組成：流體傳動機(jī)構(gòu)的組成：液壓（氣）缸液壓（氣）缸/馬達(dá)馬達(dá)油箱、慮油器、油霧器等油箱、慮油器、油霧器等各種閥、傳感器等各種閥、傳感器等液體、氣體液體、氣體泵、空氣壓縮機(jī)泵、空氣壓縮機(jī)緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成流體傳動的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程如下：流體傳動的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程如下：原動機(jī)原動機(jī)機(jī)械能機(jī)械能能源裝置能源裝置壓力能壓力能執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置機(jī)械能機(jī)械能工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)控制調(diào)節(jié)裝置控制調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置和輔助裝置緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成液壓和氣壓傳動的工作原理完全相似，液壓和氣壓傳動的工作

5、原理完全相似，都是基于都是基于 “靜壓傳遞原理靜壓傳遞原理” 來工作的。來工作的。（一）原理分析（一）原理分析緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成1. 1. 等壓特性等壓特性: :根據(jù)帕斯卡定律根據(jù)帕斯卡定律“平衡液體內(nèi)某一點(diǎn)的液體壓平衡液體內(nèi)某一點(diǎn)的液體壓力等值地傳遞到液體內(nèi)各處力等值地傳遞到液體內(nèi)各處”，即：輸出端的力之比等于二，即：輸出端的力之比等于二活塞面積之比?；钊娣e之比。 P P1 1=P=P2 2=P=F/A=P=F/A1 1=W/A=W/A2 2 或或 ：W/F=AW/F=A2 2

6、/A/A1 1 2. 2. 等體積特性等體積特性：假設(shè)泵缸：假設(shè)泵缸2 2中活塞向下移動體積中活塞向下移動體積L L1則泵缸則泵缸被擠出的液體體積為被擠出的液體體積為A A1 1L L1 1。這部分液體進(jìn)入液壓缸。這部分液體進(jìn)入液壓缸1111，使其，使其活塞上升活塞上升L L2 2，其排出體積的為，其排出體積的為A A2 2L L2 2 。 即：即： A A1 1L L1 1=A=A2 2L L2 2 或或 L L2 2/L/L1 1=A=A1 1/A/A2 2緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 進(jìn)一步認(rèn)為這些動作是在時間進(jìn)一步認(rèn)為這些動作是在時間t t內(nèi)完成，活塞內(nèi)完成，活塞2 2

7、的速度的速度v v1 1=L=L1 1/t/t，活塞活塞1 1的速度的速度v v2 2=L=L2 2/t/t，則有：，則有： V V2 2/V/V1 1=A=A1 1/A/A2 2 這說明輸出，輸入的位移和速度都與二活塞面積成反比。上式這說明輸出，輸入的位移和速度都與二活塞面積成反比。上式可寫成：可寫成： A A1 1V V1 1=A=A2 2V V2 2 這在流體力學(xué)中稱為液流連續(xù)性原理，它反映了物理學(xué)中的質(zhì)這在流體力學(xué)中稱為液流連續(xù)性原理，它反映了物理學(xué)中的質(zhì)量守恒。量守恒。 緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成3. 3. 能量守恒特性能量守恒特性 WVWV2 2=FV=FV1 1

8、 注：等式左邊和右邊分別代表輸出和輸入的功率。這說明能量注：等式左邊和右邊分別代表輸出和輸入的功率。這說明能量守恒也適用于液壓傳動。守恒也適用于液壓傳動。 通過以上分析，上述模型中兩個不同面積的活塞和液壓缸相當(dāng)通過以上分析，上述模型中兩個不同面積的活塞和液壓缸相當(dāng)于機(jī)械傳動中的杠桿，其面積比相當(dāng)于杠桿比，即于機(jī)械傳動中的杠桿，其面積比相當(dāng)于杠桿比，即A A1 1/A/A2 2=b/a=b/a。因此。因此采用液壓傳動可達(dá)到傳遞動力，增力，改變速比等目的。同時，在采用液壓傳動可達(dá)到傳遞動力，增力，改變速比等目的。同時，在不考慮損失的情況下保持功率不變。不考慮損失的情況下保持功率不變。緒 論液氣壓傳

9、動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成( (二二) ) 兩個重要概念兩個重要概念 1.1. 液壓傳動中的液體壓力取決于負(fù)載液壓傳動中的液體壓力取決于負(fù)載 2.2. 流量決定速度流量決定速度緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 為簡化液壓原理圖的繪制，世界各國為簡化液壓原理圖的繪制，世界各國都以都以職能符號來繪制液壓原理圖，即來繪制液壓原理圖，即各液壓元件均用職能符號來表示。這各液壓元件均用職能符號來表示。這些符號只表示元件的職能，連接到元些符號只表示元件的職能，連接到元件的線路，并不表示元件的具體結(jié)構(gòu)件的線路，并不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)。和參數(shù)。 我國我國GB786-86規(guī)定的液系圖形符號為

10、規(guī)定的液系圖形符號為職能符號，與其他各國大同小異。職能符號，與其他各國大同小異。 國標(biāo)規(guī)定：圖中各元件的符號均以靜國標(biāo)規(guī)定：圖中各元件的符號均以靜止?fàn)顟B(tài)（或零工位）表示，工作油路止?fàn)顟B(tài)（或零工位）表示，工作油路以實(shí)線表示，控制油路以虛線表示。以實(shí)線表示，控制油路以虛線表示。 液壓千斤頂?shù)穆毮芊柸缬覉D。液壓千斤頂?shù)穆毮芊柸缬覉D。（二）職能符號（二）職能符號緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成吊車液壓裝置緒 論液氣壓傳動的工作原理和系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 液壓系統(tǒng)中的工作液體既是傳遞功率的介質(zhì)，又是液壓系統(tǒng)中的工作液體既是傳遞功率的介質(zhì)，又是液壓元件的冷卻、防銹和潤滑劑。在工作中產(chǎn)生的磨粒液

11、壓元件的冷卻、防銹和潤滑劑。在工作中產(chǎn)生的磨粒和來自外界的污染物，也要靠工作液體帶走。工作液體和來自外界的污染物，也要靠工作液體帶走。工作液體的粘性，對減少間隙的泄漏、保證液壓元件的密封性能的粘性，對減少間隙的泄漏、保證液壓元件的密封性能都起著重要作用。因此，工作介質(zhì)性能的好壞將直接影都起著重要作用。因此，工作介質(zhì)性能的好壞將直接影響到液壓系統(tǒng)的工作性能和穩(wěn)定性。響到液壓系統(tǒng)的工作性能和穩(wěn)定性。 緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)1. 密度和重度密度和重度3(/)mKg mV3(/)GrN mV對于15的液壓油：3900(/)Kg m338.83 10 (/)Kg mr兩者均隨溫度的升高而下降；隨壓力

12、的升高而升高。兩者均隨溫度的升高而下降；隨壓力的升高而升高。緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性 設(shè)有兩塊平板，其間充滿靜止液體，下板固定，上板以勻速u0平行下板運(yùn)動。兩板間的液體便呈現(xiàn)出不同速度的運(yùn)動狀態(tài)，即：從附著在動板下面的液體層具有與動板等速的u0開始，向下逐漸減小，直到附著在定板上的速度為0。2.粘粘 性性（1） 定定 義義移動移動u0下板固定下板固定 這一事實(shí)說明，每一運(yùn)動較慢的這一事實(shí)說明，每一運(yùn)動較慢的流體層都是在運(yùn)動較快的流體層帶動流體層都是在運(yùn)動較快的流體層帶動下才運(yùn)動的；反之，運(yùn)動較快的流體下才運(yùn)動的；反之，運(yùn)動較快的流體層則受到較慢流層的阻滯而不能運(yùn)動層則受到較

13、慢流層的阻滯而不能運(yùn)動得更快。得更快。動畫演示動畫演示緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性 流體在外力的作用下流動時，作流體在外力的作用下流動時，作 相對運(yùn)動相對運(yùn)動 的流體層的流體層之間由于分子間的內(nèi)聚力而產(chǎn)生的摩擦力稱為之間由于分子間的內(nèi)聚力而產(chǎn)生的摩擦力稱為 粘性粘性 。與固體不同，靜止的固與固體不同，靜止的固體存在靜摩擦力，而靜體存在靜摩擦力，而靜止的流體不呈現(xiàn)粘性。止的流體不呈現(xiàn)粘性。？緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性內(nèi)摩擦力（內(nèi)摩擦力（F）的大小與兩板之間液層的面積（）的大小與兩板之間液層的面積（A）成正比，與）成正比

14、，與液層間的速度梯度（液層間的速度梯度（du/dz）成正比，還與液體的性質(zhì)）成正比，還與液體的性質(zhì)(粘性粘性)有關(guān)。有關(guān)。即：即：（2）牛頓內(nèi)摩擦定律）牛頓內(nèi)摩擦定律uduuxz0uduFAdzFduAdz牛頓流體內(nèi)摩擦定律牛頓流體內(nèi)摩擦定律緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性式中式中:dudz 動力粘度系數(shù)（動力粘度系數(shù)（Pas） ； 單位面積上的摩擦力（即剪切應(yīng)力）；單位面積上的摩擦力（即剪切應(yīng)力）； 速度梯度，即液層間速度對液層距離的變化率。速度梯度，即液層間速度對液層距離的變化率。dzdu物理意義物理意義 ：當(dāng)速度梯度為當(dāng)速度梯度為 1 時接觸液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力時接觸液

15、層間單位面積上的內(nèi)摩擦力 。 法定計(jì)量單位法定計(jì)量單位 ：帕：帕秒（秒（Pa s）緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性zx121v12 (1) 切應(yīng)力總是成對出現(xiàn)，其方向的確定方法為：切應(yīng)力總是成對出現(xiàn)，其方向的確定方法為： 當(dāng)所研究的面被快層帶動時當(dāng)所研究的面被快層帶動時,其上的其上的與運(yùn)動方向一致與運(yùn)動方向一致； 當(dāng)所研究的面被慢層阻礙時當(dāng)所研究的面被慢層阻礙時,其上的其上的與運(yùn)動方向相反。與運(yùn)動方向相反。則則1 與與 v1 反向，反向，2 與與v2 同向。同向。即即:注意注意: 12vv(2) 當(dāng)速度梯度當(dāng)速度梯度 =0 時時,則則 F=0 ，即流體質(zhì)點(diǎn)間無相對運(yùn)動，即流體質(zhì)點(diǎn)間

16、無相對運(yùn)動,流體靜止或相對靜止。流體靜止或相對靜止。緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性2v 粘度是表示粘性大小的一種度量，有三種表示方法：粘度是表示粘性大小的一種度量，有三種表示方法：（3）粘度的表示方法及其相互關(guān)系）粘度的表示方法及其相互關(guān)系 動力粘度（動力粘度（） 又稱為絕對粘度，因其單位中有動力學(xué)要素而得名。又稱為絕對粘度，因其單位中有動力學(xué)要素而得名。 可由牛頓內(nèi)摩擦定律得到可由牛頓內(nèi)摩擦定律得到 ，指流體在單位速度梯度時，單位，指流體在單位速度梯度時，單位面積上的內(nèi)摩擦力。面積上的內(nèi)摩擦力。 1Pas = 10 P= 1000 cP 其國際單位為：其國際單位為：Pa s ；

17、工程單位為：；工程單位為：P（泊）或（泊）或cP（厘泊）（厘泊）緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性 運(yùn)動粘度（運(yùn)動粘度（） 由于由于的單位中只有運(yùn)動學(xué)要素，故稱為運(yùn)動粘度。的單位中只有運(yùn)動學(xué)要素，故稱為運(yùn)動粘度。1 m2 /s=104 St=106 cSt 其國際單位為：其國際單位為：m2 /s ；工程單位為：；工程單位為：St（沲）或（沲）或cSt（厘沲）（厘沲）液壓油的粘度等級就是以其液壓油的粘度等級就是以其 40C 時運(yùn)動粘度的某一平均值來表示，時運(yùn)動粘度的某一平均值來表示，如：如：L-HM32 液壓油的粘度等級為液壓油的粘度等級為32，40C時其運(yùn)動粘度的平均時其運(yùn)動粘度的平

18、均值為值為32 mm2/s （cSt）。）。緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性oE相對粘度相對粘度 ( ( ) )由于由于的測定很困難，故工程上常采用測定方法較容易的相對粘的測定很困難，故工程上常采用測定方法較容易的相對粘度（又叫條件粘度）來表示，其數(shù)值與粘度計(jì)的種類，測試條件有關(guān)。度（又叫條件粘度）來表示，其數(shù)值與粘度計(jì)的種類，測試條件有關(guān)。 溫度一定時，溫度一定時，200ml的被測液體在重力作用下流過恩氏粘度的被測液體在重力作用下流過恩氏粘度計(jì)（計(jì)（2.8mm的小孔）所需要的時間（的小孔）所需要的時間（t1）與）與20等體積蒸餾水等體積蒸餾水流過同一粘度計(jì)所需要的時間（流過同一粘

19、度計(jì)所需要的時間（t2）之比，用）之比，用E表示，即：表示，即： a. 恩氏粘度：恩氏粘度：中國及俄、德等歐洲國家使用中國及俄、德等歐洲國家使用恩氏粘度與運(yùn)動粘度的換算：恩氏粘度與運(yùn)動粘度的換算： 工業(yè)上常用工業(yè)上常用20、50作為測定恩氏粘度的標(biāo)準(zhǔn)溫度，記為作為測定恩氏粘度的標(biāo)準(zhǔn)溫度，記為E20，E50。 =0.0731E 1/0.0631E (cm3/s)Et=t1/t2緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性 60ml被測液體在某一溫度下流過直徑被測液體在某一溫度下流過直徑 0.17cm，長，長 1.225 cm 的賽的賽氏粘度計(jì)所需時間（氏粘度計(jì)所需時間（s），用），用 SSU 表

20、示。表示。b. 賽氏粘度：賽氏粘度：美國使用美國使用c. 雷氏粘度：雷氏粘度：英國、日本等國使用英國、日本等國使用 在某一溫度下，在某一溫度下，50ml的被測液體，流過雷氏粘度計(jì)所需的時間的被測液體，流過雷氏粘度計(jì)所需的時間（s），用），用 R 表示。表示。緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性 溫溫 度度（4）影響粘度的因素）影響粘度的因素流體的粘度隨溫度的變化而變化。這一特性稱為流體的粘度隨溫度的變化而變化。這一特性稱為“粘溫特性粘溫特性”。 T 液氣， 溫度是影響粘度的最主要因素。溫度是影響粘度的最主要因素。它的變化會導(dǎo)致粘度的改它的變化會導(dǎo)致粘度的改變，致使液壓元件的工作壓力和速

21、度改變，并有可能加重液壓變，致使液壓元件的工作壓力和速度改變，并有可能加重液壓液的泄露，從而使液壓傳動的穩(wěn)定性受很大影響。故粘溫特性液的泄露，從而使液壓傳動的穩(wěn)定性受很大影響。故粘溫特性是液壓油使用性能方面很重要的一個指標(biāo)。是液壓油使用性能方面很重要的一個指標(biāo)。？想一想，原因是什么？想一想，原因是什么緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性 粘溫特性用粘溫特性用粘度指數(shù)粘度指數(shù)表示，表示被測油液的粘度隨溫度表示，表示被測油液的粘度隨溫度變化的程度同標(biāo)準(zhǔn)油液粘度隨溫度變化的程度的相對值。變化的程度同標(biāo)準(zhǔn)油液粘度隨溫度變化的程度的相對值。 顯然，液體的粘度隨溫度的變化越小越好。顯然，液體的粘度

22、隨溫度的變化越小越好。 部分液壓油的粘溫曲線如圖所示。部分液壓油的粘溫曲線如圖所示。 粘度指數(shù)越高，表示油液粘度受溫度變化的影響越小，其粘度指數(shù)越高，表示油液粘度受溫度變化的影響越小，其粘溫性能越好，反之越差。粘溫性能越好，反之越差。緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性 壓壓 力力流體的粘度隨壓力的變化而變化。這一特性稱為流體的粘度隨壓力的變化而變化。這一特性稱為“粘壓特粘壓特性性”。壓力的變化對分子的內(nèi)聚力有少許影響，而對分子熱運(yùn)動影響不壓力的變化對分子的內(nèi)聚力有少許影響，而對分子熱運(yùn)動影響不大。因此：一般認(rèn)為氣體的粘性與壓力無關(guān)。大。因此：一般認(rèn)為氣體的粘性與壓力無關(guān)。其近似計(jì)算公

23、式：其近似計(jì)算公式：0 k pe0大氣壓下的動力粘度；大氣壓下的動力粘度；系數(shù)，因液體的不同而異。對石油基液壓油系數(shù)，因液體的不同而異。對石油基液壓油:0.0150.035kMPaP50MPa ，P ；式中：式中：緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性3. 流流 體體 的的 壓壓 縮縮 性：性： PV 壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)指在一定溫度下，每增加單位壓力時液體體積指在一定溫度下，每增加單位壓力時液體體積的相對變化量。的相對變化量。 氣體體積隨溫度（氣體體積隨溫度（T）和壓力（）和壓力（P）的變化規(guī)律用）的變化規(guī)律用 “狀態(tài)狀態(tài)方程方程” 表示：表示：pVnRT 液體的壓縮性用液體的壓縮性用 “

24、壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)” 表示。表示。0VVkp 1 Ek體積彈性模量體積彈性模量緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性在液壓傳動中，靜態(tài)時一般不考慮液體的壓縮性，但在壓在液壓傳動中，靜態(tài)時一般不考慮液體的壓縮性，但在壓力較高，執(zhí)行元件容積較大力較高，執(zhí)行元件容積較大 和動態(tài)計(jì)算中，則要考慮壓縮和動態(tài)計(jì)算中，則要考慮壓縮性的影響。性的影響。例：在溫度和粘度相同時，初始壓力為例：在溫度和粘度相同時，初始壓力為p=0.2MPa，則當(dāng)壓，則當(dāng)壓力上升至力上升至0.3MPa時，液體體積改變量為（時，液體體積改變量為（1/2000），而氣），而氣體體積的為（體體積的為（1/2），可見氣體的壓縮性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于

25、液體的壓），可見氣體的壓縮性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于液體的壓縮性?？s性。液體與氣體壓縮性，哪一個更顯著？液體與氣體壓縮性，哪一個更顯著？?緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性4. 比熱容比熱容單位質(zhì)量的液體在溫度每升高單位質(zhì)量的液體在溫度每升高1時吸收的熱量，稱為時吸收的熱量，稱為比熱容，單位為：比熱容，單位為： 。5. 導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性/JK（kg）它反映了油液吸收熱量、抵抗溫升的能力它反映了油液吸收熱量、抵抗溫升的能力。16742093 /JK（kg）表示液體傳導(dǎo)熱量的能力。表示液體傳導(dǎo)熱量的能力。0.132/wK（m）常用液壓油的比熱容為：常用液壓油的比熱容為：用導(dǎo)熱系數(shù)衡量：用導(dǎo)熱系數(shù)衡量：緒 論

26、液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性6. 閃點(diǎn)與燃點(diǎn)閃點(diǎn)與燃點(diǎn) 閃點(diǎn)又叫閃燃點(diǎn)，是指可燃性液體表面上的蒸汽和空氣閃點(diǎn)又叫閃燃點(diǎn)，是指可燃性液體表面上的蒸汽和空氣的混合物與火接觸而初次發(fā)生閃光時的溫度的混合物與火接觸而初次發(fā)生閃光時的溫度 。7. 潤滑性潤滑性在金屬摩擦表面形成牢固油膜的能力。在金屬摩擦表面形成牢固油膜的能力。 燃點(diǎn)又叫著火點(diǎn)，是指可燃性液體表面上的蒸汽和空氣燃點(diǎn)又叫著火點(diǎn)，是指可燃性液體表面上的蒸汽和空氣的混合物與火接觸而發(fā)生火焰能繼續(xù)燃燒不少于的混合物與火接觸而發(fā)生火焰能繼續(xù)燃燒不少于5s時的溫度時的溫度 可燃性液體的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)表明其發(fā)生爆炸或火災(zāi)的可能性可燃性液體的閃點(diǎn)和

27、燃點(diǎn)表明其發(fā)生爆炸或火災(zāi)的可能性的大小，對運(yùn)輸、儲存和使用的安全有極大關(guān)系。的大小，對運(yùn)輸、儲存和使用的安全有極大關(guān)系。緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性例：有一密閉于液壓缸中的一段直徑例：有一密閉于液壓缸中的一段直徑d=15cm，長，長L=40cm的液壓油，它的液壓油，它的體積膨脹系數(shù)的體積膨脹系數(shù)t=6.510-4l/K，此密閉容積一端的活塞不能移動。液，此密閉容積一端的活塞不能移動。液壓缸又是剛性的。若活塞上的外負(fù)載力不變，油溫從壓缸又是剛性的。若活塞上的外負(fù)載力不變，油溫從-20上升到上升到+25 時，油液的膨脹能使液壓缸中的液壓油的壓力上升多少？（取時，油液的膨脹能使液壓缸

28、中的液壓油的壓力上升多少？（取k=510-10m2/N）解：若活塞可以移動，則因油溫升高而使液壓油體積增大：解：若活塞可以移動，則因油溫升高而使液壓油體積增大：VVkp 由可得：46.5 10(25( 20)273)206.76tTmL 58.5VpMPakV 可見：完全密閉的液壓油，由于油溫的增大而產(chǎn)生的數(shù)值如此之高的液體可見：完全密閉的液壓油，由于油溫的增大而產(chǎn)生的數(shù)值如此之高的液體壓力，很有可能使液壓缸爆裂。這在使用環(huán)境周圍的氣溫會產(chǎn)生很大變動壓力，很有可能使液壓缸爆裂。這在使用環(huán)境周圍的氣溫會產(chǎn)生很大變動的野外裝置的液壓系統(tǒng)應(yīng)該注意。的野外裝置的液壓系統(tǒng)應(yīng)該注意。緒 論液氣壓傳動的工作

29、介質(zhì)工作介質(zhì)的物理特性濕度的表示方法有兩種：絕對濕度和相對濕度。濕度的表示方法有兩種：絕對濕度和相對濕度。. 濕濕 度度 絕對濕度絕對濕度 : 單位體積的濕空氣中含有水蒸氣的質(zhì)量。單位體積的濕空氣中含有水蒸氣的質(zhì)量。 3 (/)ssssmpkg mVR Tms 空氣中水蒸氣的質(zhì)量空氣中水蒸氣的質(zhì)量;V 濕空氣的體積濕空氣的體積;Ps 水蒸氣分壓；水蒸氣分壓；Rs 水蒸氣的氣體常數(shù)水蒸氣的氣體常數(shù) （462.05J/（kg K）；）；緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)空氣的濕度與含濕量 飽和絕對濕度：飽和絕對濕度：混合氣體的壓力為混合前各成分氣體分混合氣體的壓力為混合前各成分氣體分壓力的總和。用壓力的總

30、和。用 表示表示。 3 (/)bbspkg mR Tbp b 水蒸氣飽和壓力；水蒸氣飽和壓力； 相對濕度：相對濕度：在一定溫度和壓力下，絕對濕度和飽和絕對在一定溫度和壓力下，絕對濕度和飽和絕對濕度之比稱為該溫度下的相對濕度，用濕度之比稱為該溫度下的相對濕度，用表示。表示。 %100%100bsbpp氣動系統(tǒng)中，各種閥在使用時相對濕度不能大于氣動系統(tǒng)中，各種閥在使用時相對濕度不能大于95%. 緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)空氣的濕度與含濕量2. 含含 濕濕 量量質(zhì)量含濕量質(zhì)量含濕量：單位質(zhì)量的干空氣中所混合的水蒸氣的質(zhì)量。單位質(zhì)量的干空氣中所混合的水蒸氣的質(zhì)量。用用d表示，即：表示，即： 含濕量是反

31、映干空氣中的混合水蒸氣的數(shù)量。含濕量是反映干空氣中的混合水蒸氣的數(shù)量。 (/)sgmdg kgmms 水蒸氣的質(zhì)量；水蒸氣的質(zhì)量；mg 干空氣的質(zhì)量；干空氣的質(zhì)量； 容積含濕量容積含濕量：單位體積的干空氣中所混合的水蒸氣質(zhì)量。單位體積的干空氣中所混合的水蒸氣質(zhì)量。用用d表示，即：表示，即：3 ( /)ddg m 干空氣的密度。干空氣的密度。緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)空氣的濕度與含濕量液壓傳動中的工作介質(zhì)，由于使用條件的差異，對介質(zhì)的要求有很液壓傳動中的工作介質(zhì)，由于使用條件的差異，對介質(zhì)的要求有很大的不同，因此其分類的方式也就多種多樣：大的不同，因此其分類的方式也就多種多樣：按油品類型分類：按

32、油品類型分類：按按 可可 燃燃 性性 分類：分類：按化學(xué)組成分類：按化學(xué)組成分類：國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)11118.94規(guī)定了五種系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，即：HL、HM、HG、HV和HS，與國際通用標(biāo)準(zhǔn)ISO分類相同。其組成及油名如下表：其中用量最多的是礦物油型和合成烴型。有礦油型、合成油型和含水液型三種；有礦油型、合成油型和含水液型三種；有易燃、難燃、不燃三種；有易燃、難燃、不燃三種；有礦物油、高水基液、水介質(zhì)（海水，淡有礦物油、高水基液、水介質(zhì)（海水，淡 水）水包油乳化液、油包水乳化液、合成烴、水）水包油乳化液、油包水乳化液、合成烴、聚醚、有機(jī)酯、磷酸酯、有機(jī)硅、鹵代烴等；聚醚、有機(jī)酯、磷酸酯、有機(jī)硅、鹵代烴

33、等；緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的種類及牌號標(biāo)準(zhǔn)分類標(biāo)準(zhǔn)分類油品名稱油品名稱組組 成成HL通用機(jī)床油具有防銹抗氧性能的精制礦物潤滑油。HM抗磨液壓油具有防銹抗氧、抗磨性能的精制礦物潤滑油。HG液壓導(dǎo)軌油具有防銹抗氧、抗磨和抗粘滑性的精制礦物潤滑油。HV低溫液壓油具有防銹、抗氧、抗磨性能，加增粘劑的精制礦物潤滑油。HS合成烴低溫液壓油具有防銹抗氧、抗磨性能的合成烴油。以上五種產(chǎn)品，按40運(yùn)動粘度共分以下幾種：HL：一等品有15、22、32、46、68、100六個級號；HM：一等品有22、32、46、68四個級號；HG：一等品有32、68兩個級號；HV：一等品也有10、15、22、32、46

34、、68、100七個級別；HS：優(yōu)等品、一等品各有10、15、22、32、46五個級別； （注：HH、HR不常用，故未列出）； 緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的種類及牌號牌號舉例：牌號舉例：具體見表1.1（P7）。緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的種類及牌號注 ：1. 液壓油的牌號一般是以溫度為40時的運(yùn)動粘度（單位為厘沲）的平均值來表示的； 2. 舊標(biāo)準(zhǔn)是以50時的平均粘度值作為液壓油的粘度等級牌號)。ISO 粘度等級粘度等級GB2512-81粘度等級粘度等級(40) 的運(yùn)動粘度的運(yùn)動粘度相近的舊標(biāo)準(zhǔn)相近的舊標(biāo)準(zhǔn)粘度等級粘度等級ISO VGl5N1513516510ISO VG22N22

35、19824215ISO VG32N3228835220ISO VG46N4641450630ISO VG68N6861274840ISO VGl00N1009011060常用液壓油的牌號和粘度等級對應(yīng)關(guān)系常用液壓油的牌號和粘度等級對應(yīng)關(guān)系緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的種類及牌號液壓系統(tǒng)中傳動介質(zhì)的選用主要從兩方面來考慮：液壓系統(tǒng)中傳動介質(zhì)的選用主要從兩方面來考慮：類型類型 考慮液壓系統(tǒng)工作環(huán)境及工作中抗燃、抗考慮液壓系統(tǒng)工作環(huán)境及工作中抗燃、抗凝的要求和系統(tǒng)是否在極壓抗磨性、粘溫性、抗爬行凝的要求和系統(tǒng)是否在極壓抗磨性、粘溫性、抗爬行性能等方面有基本要求。如：高溫，有起火、爆炸危性能等方

36、面有基本要求。如：高溫，有起火、爆炸危險的，用抗燃型油；其它情況多用礦物油；寒冷地區(qū)險的，用抗燃型油；其它情況多用礦物油；寒冷地區(qū)用低凝點(diǎn)油等。用低凝點(diǎn)油等。粘度粘度 1. 可以按照液壓系統(tǒng)所配置的液壓泵產(chǎn)品說可以按照液壓系統(tǒng)所配置的液壓泵產(chǎn)品說 明書推明書推薦的選用；薦的選用；2. 按照系統(tǒng)工作壓力、工作環(huán)境及主要配合按照系統(tǒng)工作壓力、工作環(huán)境及主要配合 副的相副的相對運(yùn)動速度來確定。對運(yùn)動速度來確定。緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)液壓工作介質(zhì)的選用一般說來：一般說來：高溫、高壓、低速高溫、高壓、低速高粘度高粘度可以降低系統(tǒng)的泄露和摩擦損失；可以降低系統(tǒng)的泄露和摩擦損失；低溫、低壓、高速低溫、低

37、壓、高速低粘度低粘度可以降低功率損失；可以降低功率損失；緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)液壓工作介質(zhì)的選用高燃點(diǎn)和閃點(diǎn) 低凝固點(diǎn) 緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)液壓工作介質(zhì)的選用 工作液體中的污染物來源包括：工作液體中的污染物來源包括： 液壓裝置組裝時殘留下來的污染物液壓裝置組裝時殘留下來的污染物(如切屑、毛刺、型砂、磨粒、焊渣、鐵銹等)； 從周圍環(huán)境混入的污染物從周圍環(huán)境混入的污染物(如空氣、塵埃、水滴等)； 在工作過程中產(chǎn)生的污染物在工作過程中產(chǎn)生的污染物(如金屬微粒、銹斑、涂料剝離片、密封材料剝離片、水分、氣泡以及工作液體變質(zhì)后的膠狀生成物等)。1污染的原因及危害污染的原因及危害 工作液體的污染度

38、是指單位容積工作液體中固體顆粒工作液體的污染度是指單位容積工作液體中固體顆粒污染物的含量污染物的含量(含量可用重量或顆粒數(shù)表示含量可用重量或顆粒數(shù)表示)。 污染度的測定方法有以下兩種：稱重法和顆粒計(jì)數(shù)法。污染度的測定方法有以下兩種：稱重法和顆粒計(jì)數(shù)法。 2.固體污染物的測定固體污染物的測定緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的污染與控制 (1) 液壓元件在加工的每道工序后都應(yīng)凈化，裝配后嚴(yán)格清液壓元件在加工的每道工序后都應(yīng)凈化，裝配后嚴(yán)格清洗。系統(tǒng)在組裝前，油箱和管道必須清洗。用機(jī)械方法除去殘?jiān)?。系統(tǒng)在組裝前，油箱和管道必須清洗。用機(jī)械方法除去殘?jiān)捅砻嫜趸?，然后進(jìn)行酸洗。系統(tǒng)在組裝后，用系

39、統(tǒng)工作時使和表面氧化物，然后進(jìn)行酸洗。系統(tǒng)在組裝后，用系統(tǒng)工作時使用的工作液體用的工作液體(加熱后加熱后)進(jìn)行全面清洗，不可用煤油。系統(tǒng)沖洗時進(jìn)行全面清洗，不可用煤油。系統(tǒng)沖洗時應(yīng)設(shè)置高效濾油器，并啟動系統(tǒng)使元件動作，用銅錘敲打焊口和應(yīng)設(shè)置高效濾油器，并啟動系統(tǒng)使元件動作，用銅錘敲打焊口和連接位。連接位。3.工作液體的污染控制工作液體的污染控制為了減少工作液體的污染，可采取以下措施：為了減少工作液體的污染，可采取以下措施： (2) 在油箱呼吸孔上裝設(shè)高效空氣濾清器或采用隔離式油箱，在油箱呼吸孔上裝設(shè)高效空氣濾清器或采用隔離式油箱，防止塵土、磨料和冷卻水的侵入。工作液體必須通過濾油器注入防止塵土

40、、磨料和冷卻水的侵入。工作液體必須通過濾油器注入系統(tǒng)。系統(tǒng)。緒 論液氣壓傳動的工作介質(zhì)工作介質(zhì)的污染與控制 (3) 系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置過濾器，其過濾精度應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的不同情系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置過濾器，其過濾精度應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的不同情況來選定。況來選定。 (4) 系統(tǒng)工作時，一般應(yīng)將工作液體的溫度控制在系統(tǒng)工作時，一般應(yīng)將工作液體的溫度控制在65以下。以下。工作液體溫度過高會加速氧化，產(chǎn)生各種生成物。工作液體溫度過高會加速氧化，產(chǎn)生各種生成物。 (5) 系統(tǒng)中的工作液體應(yīng)定期更換，在注入新的工作液體前，系統(tǒng)中的工作液體應(yīng)定期更換，在注入新的工作液體前，整個系統(tǒng)必須先清洗一次整個系統(tǒng)必須先清洗一次。 緒 論液氣壓傳動的工

41、作介質(zhì)工作介質(zhì)的污染與控制與機(jī)械傳動、電氣傳動相比，液壓傳動具有以下優(yōu)點(diǎn)：與機(jī)械傳動、電氣傳動相比，液壓傳動具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，體積小。、結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，體積小。 2、可實(shí)現(xiàn)頻繁的啟動和換向，且易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、可實(shí)現(xiàn)頻繁的啟動和換向，且易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 3、大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速（調(diào)速范圍可達(dá)、大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速（調(diào)速范圍可達(dá)2000:1）。）。 4、易獲得很大的作用力或扭矩，這是其突出優(yōu)點(diǎn)。、易獲得很大的作用力或扭矩，這是其突出優(yōu)點(diǎn)。 5、工作平穩(wěn)，沖擊小，噪音低。、工作平穩(wěn)，沖擊小，噪音低。 6、易實(shí)現(xiàn)功率放大。、易實(shí)現(xiàn)功率放大。 7、容易和電氣控制結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動控

42、制。且潤滑好，壽命長。、容易和電氣控制結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動控制。且潤滑好，壽命長。 8、易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)和運(yùn)用。、易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)和運(yùn)用。緒 論液氣壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)液壓傳動的優(yōu)點(diǎn) 1、由于液壓裝置工作時不可避免的泄露和油液的可壓縮、由于液壓裝置工作時不可避免的泄露和油液的可壓縮性，及油液粘度受溫度變化的影響較大，性，及油液粘度受溫度變化的影響較大， 從而不易保證系統(tǒng)從而不易保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。因此，不易用于要求嚴(yán)格定比傳動的系統(tǒng)中。的穩(wěn)定工作。因此，不易用于要求嚴(yán)格定比傳動的系統(tǒng)中。 2、由于液體流動時損失較大，系統(tǒng)容易發(fā)熱，產(chǎn)生振動、由于液體流動時損失較大，系統(tǒng)容易發(fā)熱，產(chǎn)生振動和溫升。因此，不易遠(yuǎn)距離輸送。和溫升。因此，不易遠(yuǎn)距離輸送。 3、液壓元件的制造精度要求較高，因而成本高。、液壓元件的制造精度要求較高，因而成本高。 4、發(fā)生故障不易檢查和及時排除，要求維修人員有較高、發(fā)生故障