液壓傳動課程電子課件1-基礎(chǔ)知識

1、 n 液壓傳動的工作原理及組成液壓傳動的工作原理及組成1.1 液壓傳動的特點液壓傳動的特點1.2 液壓油液壓油1.3 液壓傳動基本理論液壓傳動基本理論 1.4 1.1 液壓傳動的工作原理及組成液壓傳動的工作原理及組成n液壓傳動是用液體作為工作介質(zhì)，在密封的回液壓傳動是用液體作為工作介質(zhì)，在密封的回路里，利用液體的壓力能進行能量傳遞的傳動路里，利用液體的壓力能進行能量傳遞的傳動方式。方式。 1杠桿；杠桿；2小液壓缸；小液壓缸；3小活塞；小活塞；4、7單向閥；單向閥；5吸油管；吸油管；6、10管道；管道；8大活塞；大活塞；9大液壓缸；大液壓缸；11截止閥；截止閥；12油箱油箱1.1.1 1.1.1

2、 液壓傳動的工作原理液壓傳動的工作原理圖圖1.1 液壓千斤頂工作原理圖液壓千斤頂工作原理圖 圖圖1.2 機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)1油箱；油箱；2過濾器；過濾器；3液壓泵；液壓泵；4溢流閥；溢流閥；5節(jié)流閥；節(jié)流閥；6換向閥；換向閥；7液壓缸；液壓缸；8工作臺工作臺 q1.1.2 1.1.2 液壓傳動系統(tǒng)的組成液壓傳動系統(tǒng)的組成(1)動力元件動力元件 將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的裝置，將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的裝置，其作用是為液壓系統(tǒng)提供壓力油，是系統(tǒng)的動力源。如各類其作用是為液壓系統(tǒng)提供壓力油，是系統(tǒng)的動力源。如各類液壓泵。液壓泵。(2)執(zhí)行元件執(zhí)行元

3、件 將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，其作用是在將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，其作用是在壓力油的推動下輸出力和速度壓力油的推動下輸出力和速度(或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速)，以驅(qū)動工作部，以驅(qū)動工作部件。如各類液壓缸和液壓馬達。件。如各類液壓缸和液壓馬達。(3)控制調(diào)節(jié)元件控制調(diào)節(jié)元件 用以控制液壓傳動系統(tǒng)中油液的壓力、流量用以控制液壓傳動系統(tǒng)中油液的壓力、流量和流動方向的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥和換向閥等。和流動方向的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥和換向閥等。(4)輔助元件輔助元件 除以上元件外的其它元器件都稱為輔助元件，如除以上元件外的其它元器件都稱為輔助元件，如油箱、工作介質(zhì)、過濾器、蓄能器、冷卻器、

4、分水濾氣器、油箱、工作介質(zhì)、過濾器、蓄能器、冷卻器、分水濾氣器、油霧器、消聲器、管件、管接頭以及各種信號轉(zhuǎn)換器等。它油霧器、消聲器、管件、管接頭以及各種信號轉(zhuǎn)換器等。它們是一些對完成主運動起輔助作用的元件，在系統(tǒng)中也是必們是一些對完成主運動起輔助作用的元件，在系統(tǒng)中也是必不可少的，對保證系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。不可少的，對保證系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。 q1.1.3 1.1.3 液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號n 一般液壓傳動系統(tǒng)圖都應(yīng)按照一般液壓傳動系統(tǒng)圖都應(yīng)按照GB/T7861.1-93所規(guī)定的液壓圖形符號來繪制。所規(guī)定的液壓圖形符號來繪制。n液壓傳動系統(tǒng)圖中的圖形符號只

5、表示元件的功液壓傳動系統(tǒng)圖中的圖形符號只表示元件的功能、操作能、操作(控制控制)方法和外部連接口，而不表示元方法和外部連接口，而不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)；件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)；n液壓傳動系統(tǒng)圖只表示各元件的連接關(guān)系，而液壓傳動系統(tǒng)圖只表示各元件的連接關(guān)系，而不表示系統(tǒng)管道布置的具體位置或元件在機器不表示系統(tǒng)管道布置的具體位置或元件在機器中的實際安裝位置；中的實際安裝位置；n液壓傳動系統(tǒng)圖中的圖形符號通常以元件的靜液壓傳動系統(tǒng)圖中的圖形符號通常以元件的靜止位置或零位來表示。止位置或零位來表示。1.2 1.2 液壓傳動的特點液壓傳動的特點n優(yōu)點優(yōu)點n(1)液壓傳動容易做到對速度的無級調(diào)節(jié)，且其調(diào)速

6、范液壓傳動容易做到對速度的無級調(diào)節(jié)，且其調(diào)速范圍大，并且對速度的調(diào)節(jié)還可在工作過程中進行；圍大，并且對速度的調(diào)節(jié)還可在工作過程中進行；n(2)在相同功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小、重在相同功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊；量輕、結(jié)構(gòu)緊湊；n(3)液壓傳動工作比較平穩(wěn)、反應(yīng)快、換向沖擊小，能液壓傳動工作比較平穩(wěn)、反應(yīng)快、換向沖擊小，能快速起動、制動和頻繁換向；快速起動、制動和頻繁換向；n(4)液壓裝置易實現(xiàn)自動化，可以方便地對液體的流動液壓裝置易實現(xiàn)自動化，可以方便地對液體的流動方向、壓力和流量進行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地與電方向、壓力和流量進行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地與

7、電氣、電子控制或氣壓傳動控制結(jié)合起來，實現(xiàn)復(fù)雜的運氣、電子控制或氣壓傳動控制結(jié)合起來，實現(xiàn)復(fù)雜的運動和操作；動和操作；n(5)液壓傳動易實現(xiàn)過載保護，液壓元件能夠自行潤滑，液壓傳動易實現(xiàn)過載保護，液壓元件能夠自行潤滑，故使用壽命較長；故使用壽命較長；n(6)液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。設(shè)計、制造和推廣使用。 1.2 1.2 液壓傳動的特點液壓傳動的特點n缺點缺點n(1)液體的泄漏和可壓縮性使液壓傳動難以保液體的泄漏和可壓縮性使液壓傳動難以保證嚴格的傳動比；證嚴格的傳動比；n(2)液壓傳動在工作過程中能量損失較大，

8、因液壓傳動在工作過程中能量損失較大，因此，傳動效率相對低，不宜作遠距離傳動；此，傳動效率相對低，不宜作遠距離傳動；n(3)液壓傳動對油溫變化比較敏感，不宜在較液壓傳動對油溫變化比較敏感，不宜在較高和較低的溫度下工作；高和較低的溫度下工作；n(4)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，不易診斷。液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，不易診斷。 1.3 液液 壓壓 油油n液壓油作用：液壓油作用：n（1）傳遞運動與動力。）傳遞運動與動力。 n（2）潤滑。）潤滑。n（3）密封。）密封。n（4）冷卻。）冷卻。 n1.3.1 1.3.1 液壓油的主要性質(zhì)液壓油的主要性質(zhì) n1密度密度n密度是單位體積液壓油的質(zhì)量：密度是單位體積液壓油的質(zhì)量：

9、n n (kg/m3) mV 2黏性黏性n液體在外力作用下流動或有流動趨勢時，液體在外力作用下流動或有流動趨勢時，分子間的內(nèi)聚力會阻礙分子間的相對運動分子間的內(nèi)聚力會阻礙分子間的相對運動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這一特性稱為液體而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這一特性稱為液體的黏性。的黏性。n液體只有在液體只有在流動流動時才會呈現(xiàn)出粘性，靜止時才會呈現(xiàn)出粘性，靜止液體是不呈現(xiàn)粘性的。粘性的大小可以用液體是不呈現(xiàn)粘性的。粘性的大小可以用粘度表示。粘度表示。 n黏性的大小用黏度表示。常用的粘度有黏性的大小用黏度表示。常用的粘度有動動力黏度力黏度、運動黏度運動黏度和和相對黏度相對黏度三種。三種。(1) 動力黏度動力黏

10、度n如圖所示，若兩如圖所示，若兩n平行平板之間充滿液平行平板之間充滿液n體，上平板以速度向體，上平板以速度向n右運動，下平板固定右運動，下平板固定n不動。附著在上平板不動。附著在上平板n的液體在其吸附力作用下，跟隨上平板以速度向右運的液體在其吸附力作用下，跟隨上平板以速度向右運動。附著在下平板的液體在吸附力作用下則保持靜止，動。附著在下平板的液體在吸附力作用下則保持靜止，中間液體的速度由上至下逐漸減小。當(dāng)兩平行平板距中間液體的速度由上至下逐漸減小。當(dāng)兩平行平板距離較小時，速度近似按線性規(guī)律分布。離較小時，速度近似按線性規(guī)律分布。 由實驗得出，液層間的內(nèi)摩擦力F與液層間的接觸面積A、液層間的速度

11、梯度du/dy成正比。即 (2-1) 若用單位面積上的內(nèi)摩擦力，即切應(yīng)力來表示液體粘性，則上式可改寫成 (2-2)dyduAFdyduAF 式中：為動力粘度；du/dy為速度梯度，或稱剪切率。由上式可得動力粘度的表達式: (2-3)dydu n動力黏度是液體在單位速度梯度下流動時，動力黏度是液體在單位速度梯度下流動時，接觸液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力。接觸液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力。n動力粘度的物理意義：當(dāng)速度梯度等于動力粘度的物理意義：當(dāng)速度梯度等于1時，時，接觸液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力即為動力接觸液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力即為動力粘度。粘度。n動力粘度的法定計量單位為動力粘度的法定計量單位

12、為Pas （Ns/m2）和和MPas。dydu(2) 運動粘度n動力黏度動力黏度 與液體密度與液體密度 的比值叫運動黏度，的比值叫運動黏度，用用 表示。表示。(3) 相對粘度n它是用特定粘度計在規(guī)定條件下測出的粘度。它是用特定粘度計在規(guī)定條件下測出的粘度。各國采用的相對粘度單位有所不同。我國采用各國采用的相對粘度單位有所不同。我國采用恩氏粘度（另有賽氏、雷氏粘度等）。恩氏粘度（另有賽氏、雷氏粘度等）。n恩氏粘度：恩氏粘度用恩氏粘度計測定，即將恩氏粘度：恩氏粘度用恩氏粘度計測定，即將200cm3的被測液體裝入底部有的被測液體裝入底部有2.8mm小孔的小孔的恩氏粘度計容器內(nèi)，在某一特定溫度下測定該

13、恩氏粘度計容器內(nèi)，在某一特定溫度下測定該液體在自重作用下流盡所需時間，與液體在自重作用下流盡所需時間，與20的的200cm3蒸餾水在同一粘度計中流盡所需時間之蒸餾水在同一粘度計中流盡所需時間之比值，便是該液體在這一特定溫度時的恩氏粘比值，便是該液體在這一特定溫度時的恩氏粘度。即度。即21tttE n在一般液壓系統(tǒng)所使用的壓力范圍內(nèi)，液壓在一般液壓系統(tǒng)所使用的壓力范圍內(nèi)，液壓油油(液液)的粘度受壓力變化的影響甚微，可以的粘度受壓力變化的影響甚微，可以忽略不計；但當(dāng)液體所受的忽略不計；但當(dāng)液體所受的壓力加大壓力加大時，分時，分子之間的距離縮小，內(nèi)聚力增大，其子之間的距離縮小，內(nèi)聚力增大，其粘度也粘

14、度也隨之增大隨之增大。黏度隨著壓力的變化而變化的特。黏度隨著壓力的變化而變化的特性叫黏壓特性。性叫黏壓特性。 n液壓油液壓油(液液)的粘度對溫度變化十分敏感，的粘度對溫度變化十分敏感，溫溫度升高度升高，粘度將降低粘度將降低。黏度隨著溫度的變化。黏度隨著溫度的變化而變化的特性叫黏溫特性。而變化的特性叫黏溫特性。粘度與壓力、溫度的關(guān)系粘度與壓力、溫度的關(guān)系 圖圖1.4 典型液壓油的粘溫特性曲線典型液壓油的粘溫特性曲線礦油型通用液壓油；礦油型通用液壓油；礦油型高黏度指數(shù)液壓油；礦油型高黏度指數(shù)液壓油；水包油乳化液；水包油乳化液；水水-乙二醇液；乙二醇液；磷酸酯液磷酸酯液3可壓縮性可壓縮性n液體的可壓

15、縮性是指液體受壓力作液體的可壓縮性是指液體受壓力作用而發(fā)生體積縮小的性質(zhì)。用而發(fā)生體積縮小的性質(zhì)。n液壓油液壓油(液液)的可壓縮性很小，所以一的可壓縮性很小，所以一般可忽略不計。但在某些情況下，般可忽略不計。但在某些情況下，如研究液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性以及遠如研究液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性以及遠距離操縱的液壓機構(gòu)時，就需要考距離操縱的液壓機構(gòu)時，就需要考慮液壓油慮液壓油(液液)可壓縮性的影響?？蓧嚎s性的影響。4 其他性質(zhì)n其他一些物理化學(xué)性質(zhì)，如抗燃性、抗凝性、其他一些物理化學(xué)性質(zhì)，如抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、防銹性、潤滑性、導(dǎo)熱抗氧化性、抗泡沫性、防銹性、潤滑性、導(dǎo)熱性、純凈性等等。性、純凈性

16、等等。1.3.2 液壓油的基本要求n（1）適宜的粘度和良好的粘溫性能。一般液）適宜的粘度和良好的粘溫性能。一般液壓系統(tǒng)所用的液壓油其運動粘度范圍為：壓系統(tǒng)所用的液壓油其運動粘度范圍為：（1368）10-6m2/s(40C) ；n（2）良好的潤滑性能。以減小液壓元件中相）良好的潤滑性能。以減小液壓元件中相對運動表面的磨損。為了改善液壓油的潤滑性對運動表面的磨損。為了改善液壓油的潤滑性能，可加入添加劑以增加其潤滑性能；能，可加入添加劑以增加其潤滑性能；n（3）良好的化學(xué)穩(wěn)定性。即對熱、氧化、水）良好的化學(xué)穩(wěn)定性。即對熱、氧化、水解、相容都具有良好的穩(wěn)定性；解、相容都具有良好的穩(wěn)定性；1.3.2 液

17、壓油的基本要求液壓油的基本要求n（4）良好的防銹性和防腐性；）良好的防銹性和防腐性；n（5）比熱、熱傳導(dǎo)率大，熱膨脹系數(shù)小；）比熱、熱傳導(dǎo)率大，熱膨脹系數(shù)??；n（6）良好的泡沫性和抗乳化性；）良好的泡沫性和抗乳化性；n（7）油液純凈，含雜質(zhì)量少；）油液純凈，含雜質(zhì)量少；n（8）傾點和凝點低，閃點）傾點和凝點低，閃點(明火能使油面上油明火能使油面上油蒸氣內(nèi)燃，但油本身不燃燒的溫度蒸氣內(nèi)燃，但油本身不燃燒的溫度)和燃點高；和燃點高；n（9）對人體無害，成本低。）對人體無害，成本低。類型名稱ISO代號特 性 和 用 途礦油型普通液壓油L-HL精制礦油加添加劑，提高抗氧化和防銹性能，適用于室內(nèi)一般設(shè)備

18、的中低壓系統(tǒng)抗磨液壓油L-HML-HL油加添加劑，改善抗磨性能，適用于工程機械、車輛液壓系統(tǒng)低溫液壓油L-HVL-HM油加添加劑，改善黏溫特性，可用于環(huán)境溫度在-20-40的高壓系統(tǒng)高黏度指數(shù)液壓油L-HRL-HL油加添加劑，改善黏溫特性，VI值達175以上，適用于對黏溫特性有特殊要求的低壓系統(tǒng)，如數(shù)控機床液壓系統(tǒng)液壓導(dǎo)軌油L-HGL-HM油加添加劑，改善黏一滑性能，適用于機床中液壓和導(dǎo)軌潤滑合用的系統(tǒng)全損耗系統(tǒng)用油L-HH淺度精制礦油，抗氧化性、抗泡沫性較差，主要用于機械潤滑，可作液壓代用油，用于要求不高的低壓系統(tǒng)汽輪機油L-TSA深度精制礦油加添加劑，改善抗氧化、抗泡沫等性能，為汽輪機專用

19、油，可作液壓代用油，用于一般液壓系統(tǒng)1. 液壓油的主要品種及其特性和用途 1.3.3 1.3.3 液壓油的種類及使用液壓油的種類及使用乳化型水包油乳化液L-HFA又稱高水基液，特點是難燃、黏溫特性好，有一定的防銹能力，潤滑性差，易泄漏。適用于有抗燃要求，油液用量大且泄漏嚴重的系統(tǒng)油包水乳化液L-HFB既具有礦油型液壓油的抗磨、防銹性能，又具有抗燃性，適用于有抗燃要求的中壓系統(tǒng)合成型 水-乙二醇液L-HFC難燃，黏溫特性和抗蝕性好，能在-3060溫度下使用，適用于有抗燃要求的中低壓系統(tǒng)磷酸酯液L-HFDR難燃，潤滑抗磨性能和抗氧化性能良好，能在-54135溫度范圍內(nèi)使用，缺點是有毒。適用于有抗燃

20、要求的高壓精密液壓系統(tǒng)液壓油的主要品種及其特性和用途（續(xù)） 2 液壓油的使用液壓油的使用n（1）液壓油的選擇原則）液壓油的選擇原則n液壓泵的類型。n液壓系統(tǒng)的工作壓力。n運動速度。n環(huán)境條件（包括溫度、室內(nèi)、露天、水下等）。n防污染的要求。n技術(shù)經(jīng)濟性（包括價格、使用壽命、維護保養(yǎng)的難易程度等）。 （2）品種和黏度的選用）品種和黏度的選用 （3）使用）使用n（1）對長期使用的液壓油，應(yīng)使其長期處于低于它開始氧化的溫度下工作。n（2）在儲存、搬運及加注過程中，應(yīng)防止油液被污染。n（3）對油液定期抽樣檢驗，并建立定期換油制度。n（4）油箱的儲油量應(yīng)充分，以利于液壓系統(tǒng)的散熱。n（5）保持液壓系統(tǒng)的

21、密封良好，一旦有泄漏就應(yīng)立即排除。 n1. 液體的壓力液體的壓力 n 液體處于靜止或相對靜止時，液體單位面積液體處于靜止或相對靜止時，液體單位面積上所受的法向作用壓力稱為壓力。上所受的法向作用壓力稱為壓力。n單位：單位：Pa（帕）（帕） (N/m2)、MPan常用單位換算關(guān)系：常用單位換算關(guān)系：n 1bar（巴）（巴）=1.02kgf/cm2=105Pa=0.1MPaAFp1.4.1 1.4.1 液體靜力學(xué)基礎(chǔ)液體靜力學(xué)基礎(chǔ) 1.4.1 1.4.1 液體靜力學(xué)基礎(chǔ)液體靜力學(xué)基礎(chǔ)n液體的靜壓力具有以下兩個重要特性。液體的靜壓力具有以下兩個重要特性。n（1）液體靜壓力的方向總是作用在內(nèi)法線）液體靜

22、壓力的方向總是作用在內(nèi)法線方向上。液體在靜止?fàn)顟B(tài)下不呈現(xiàn)粘性，方向上。液體在靜止?fàn)顟B(tài)下不呈現(xiàn)粘性，內(nèi)部不存在切向剪應(yīng)力而只有法向應(yīng)力，內(nèi)部不存在切向剪應(yīng)力而只有法向應(yīng)力，垂直并指向于承壓表面。垂直并指向于承壓表面。n（2）靜止液體內(nèi)任一點的液體靜壓力在各）靜止液體內(nèi)任一點的液體靜壓力在各個方向上都相等。如果有一方向壓力不等，個方向上都相等。如果有一方向壓力不等，液體就會流動。液體就會流動。n如圖所示，在密閉容器內(nèi)，靜止液體所受的力有液體的重力、液面上的外加力以及容器壁面作用于液體表面上的反壓力。若求在液面下深h處A點的壓力p可以從液體內(nèi)部取出一個底面包含A點的豎直小液柱，其上頂與液面重合。gh

23、pp0圖 靜止液體內(nèi)壓力分布規(guī)律2. 2. 液體靜力學(xué)基本方程液體靜力學(xué)基本方程n液體靜力學(xué)基本方程n （1）靜止液體內(nèi)任一點處的壓力都由兩部分組成：液面上的壓力和該點以上液體自重所形成的壓力。n 當(dāng)液面上只受大氣壓力作用時，則液體內(nèi)任一點處的壓力為：n n （2）靜止液體內(nèi)的壓力隨液體深度呈線性規(guī)律分布。 n （3）離液面深度相同的各點組成了等壓面，此等壓面為一水平面。ghpp0ghppa3.3.液體靜壓力的傳遞液體靜壓力的傳遞n帕斯卡原理：在密閉容器內(nèi)，由外力作用所產(chǎn)生的壓力將等值地傳遞到液體各點?；蚍Q靜壓傳遞原理。 n在液壓系統(tǒng)中，由外力產(chǎn)生的壓力通常比由液體自重產(chǎn)生的壓力大得多，由液體

24、重力引起的壓力可忽略不計，因此，可以認為液壓系統(tǒng)中靜止液體內(nèi)的壓力到處相等。0pp n 如圖所示為應(yīng)用帕斯卡原理的液壓千斤頂工作原理圖。在兩個相互連通的液壓缸密封腔中充滿油液，小活塞和大活塞的面積分別為A1和A2，在大活塞上放一重物W，小活塞上施加一平衡重力W的力F時，則小液壓缸中液體的壓力為F/A1，大液壓缸中液體的壓力為W/A2。因兩缸互通而構(gòu)成一個密封容器，根據(jù)帕斯卡原理則有，相應(yīng)有WAAFAFAW2112 圖 帕斯卡原理應(yīng)用3.3.液體靜壓力的傳遞液體靜壓力的傳遞3.3.液體靜壓力的傳遞液體靜壓力的傳遞n重要結(jié)論：重要結(jié)論：n（1）液壓系統(tǒng)具有放大效應(yīng)。）液壓系統(tǒng)具有放大效應(yīng)。n（2）

25、液壓系統(tǒng)中液體內(nèi)的壓力主要是由外界）液壓系統(tǒng)中液體內(nèi)的壓力主要是由外界負載作用而形成的，即負載作用而形成的，即液壓系統(tǒng)中的工作壓力液壓系統(tǒng)中的工作壓力決定于負載，這是液壓傳動中的一個重要的基決定于負載，這是液壓傳動中的一個重要的基本概念本概念。4. 壓力的測量n（1）液體壓力的表示方法及單位）液體壓力的表示方法及單位n用液體在單位面積上所受到的作用力的大小表用液體在單位面積上所受到的作用力的大小表示。法定計量單位為示。法定計量單位為Pa、kPa、MPa。n用大氣壓力表示。工程大氣壓（用大氣壓力表示。工程大氣壓（at）、標(biāo)準(zhǔn)大）、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（氣壓（atm）。）。n用液柱高度表示，米水柱（用液柱高

26、度表示，米水柱（mH2O）、毫米汞）、毫米汞柱（柱（mmHg）。）。n（2）壓力的測量）壓力的測量n液壓系統(tǒng)中的壓力，絕大多數(shù)采用壓力計測量。液壓系統(tǒng)中的壓力，絕大多數(shù)采用壓力計測量。在實際的壓力測試中，有兩種基準(zhǔn)，一是以絕對在實際的壓力測試中，有兩種基準(zhǔn)，一是以絕對真空為基準(zhǔn)，另一是以大氣壓力為基準(zhǔn)。真空為基準(zhǔn)，另一是以大氣壓力為基準(zhǔn)。n絕對壓力絕對壓力。即指以絕對真空為基準(zhǔn)測得的壓力。即指以絕對真空為基準(zhǔn)測得的壓力。n相對壓力相對壓力。即指以大氣壓力為基準(zhǔn)測得的高出大。即指以大氣壓力為基準(zhǔn)測得的高出大氣壓力的那部分壓力。氣壓力的那部分壓力。 n真空度真空度。絕對壓力低于大氣壓力的數(shù)值稱為真

27、空。絕對壓力低于大氣壓力的數(shù)值稱為真空度。度。n絕對壓力、相對壓力、真空度的關(guān)系如圖所示。絕對壓力、相對壓力、真空度的關(guān)系如圖所示。5. 5. 液體對固體壁面的作用力液體對固體壁面的作用力n（1）當(dāng)固體壁面為一平面時：n（2） 當(dāng)固體壁面為一曲面時：n pAF xxpAF Ax：曲面在X方向的投影面積。如圖所示錐閥，液體在軸線方向?qū)﹀F面的作用力為：4/2dpF軸1.4.2 1.4.2 液體動力學(xué)基礎(chǔ)液體動力學(xué)基礎(chǔ)n一、基本概念一、基本概念n 1理想液體和恒定流動理想液體和恒定流動 n理想液體：無黏性又不可壓縮的假想液體理想液體：無黏性又不可壓縮的假想液體n恒定流動：液體流動時，若其中任一點處的

28、壓恒定流動：液體流動時，若其中任一點處的壓力、速度和密度都不隨時間變化，則這種流動力、速度和密度都不隨時間變化，則這種流動稱為恒定流動稱為恒定流動 。 1.4.2 1.4.2 液體動力學(xué)基礎(chǔ)液體動力學(xué)基礎(chǔ)n2過流斷面、流量和平均流速過流斷面、流量和平均流速n（1）過流斷面）過流斷面n垂直于液體流動方向的截面稱為過流斷面。垂直于液體流動方向的截面稱為過流斷面。n（2）流量）流量 qn單位時間內(nèi)流過過流斷面的液體體積稱為流量。單位時間內(nèi)流過過流斷面的液體體積稱為流量。n單位：單位：m3/s或或L/mintVq 1.4.2 1.4.2 液體動力學(xué)基礎(chǔ)液體動力學(xué)基礎(chǔ)n2過流斷面、流量和平均流速過流斷面

29、、流量和平均流速n（3）平均流速）平均流速 vn為使計算和分析簡便，假想液流通過過流斷面的流速為使計算和分析簡便，假想液流通過過流斷面的流速分布是均勻的，且該流速能反映真實流量。分布是均勻的，且該流速能反映真實流量。vAqvqV單位：單位：m/sn 連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達形式。達形式。n 在單位時間內(nèi)流過兩個斷面的液體質(zhì)量相等，即在單位時間內(nèi)流過兩個斷面的液體質(zhì)量相等，即n n 當(dāng)忽略液體的可壓縮性時，得當(dāng)忽略液體的可壓縮性時，得 n 它說明它說明液體在管道中流動時，流過各個斷面的流量液體在管道中流動時，流過各個斷面的流量是相

30、等的，流速和過流斷面積成反比。是相等的，流速和過流斷面積成反比。 222111AA2211AA二、液體流動的連續(xù)性方程二、液體流動的連續(xù)性方程n 1.理想液體的伯努利方程 2222121122ghpghp三、伯努利方程n設(shè)密度為的理想液體在通道內(nèi)作恒定流動。現(xiàn)任取兩通流截面1-1和2-2為研究對象，兩截面壓力為p1、p2，速度為v1、v2，液位高度為h1、h2，通流截面面積為A1、A2，則1-1截面壓力能為p1 q，動能為gqv12/2g，位能為gqh1；2-2截面壓力能為p2 q，動能為gqv22/2g，位能為gqh2。根據(jù)能量定恒定律可推導(dǎo)出，重力作用下的理想液體在通道內(nèi)穩(wěn)定流動時的伯努利

31、方程為n 圖 理想液體伯努利方程示意圖22221211gqh2pgqh2pggqqggqqn物理意義：物理意義：n壓力能、動能、位能三者之間可能相互轉(zhuǎn)換。壓力能、動能、位能三者之間可能相互轉(zhuǎn)換。n三種能量之和為常數(shù)。三種能量之和為常數(shù)。n若不考慮位能，則液體流速越高，壓力越?。还艿廊舨豢紤]位能，則液體流速越高，壓力越??；管道越細，流速越高。越細，流速越高。 常數(shù)2222121122hggphggpn2.實際液體的伯努利方程 n或：n 應(yīng)用伯努利方程時，必須滿足以下條件：n（1）恒定流動。 （2）過流斷面必須是漸變面。 n（3）液體所受的力只是壓力和重力 。n（4）液體是連續(xù)不可壓縮的，即密度等

32、于常數(shù)。n（5）所選兩截面之間的流量應(yīng)保持不變。 w222221211122hhggphggpPwghpghp222222111121211.4.3 1.4.3 液體流動時的壓力損失液體流動時的壓力損失n一、液體的流態(tài)和雷諾數(shù)一、液體的流態(tài)和雷諾數(shù) n雷諾實驗：雷諾實驗：1溢流管 2進水管 3水杯 4開關(guān) 5細導(dǎo)管 6水箱 7玻管 8閥門n 液體在管中的流動狀態(tài)用雷諾數(shù)描述，即：液體在管中的流動狀態(tài)用雷諾數(shù)描述，即：n 如果液流的雷諾數(shù)相同，則它的流動狀態(tài)也相同如果液流的雷諾數(shù)相同，則它的流動狀態(tài)也相同n 實驗證明：流體從層流變?yōu)槲闪鲿r的雷諾數(shù)大于由實驗證明：流體從層流變?yōu)槲闪鲿r的雷諾數(shù)大于由

33、紊流變?yōu)閷恿鲿r的雷諾數(shù)，前者稱上臨界雷諾數(shù)，后者紊流變?yōu)閷恿鲿r的雷諾數(shù)，前者稱上臨界雷諾數(shù)，后者稱下臨界雷諾數(shù)。稱下臨界雷諾數(shù)。n 工程中是以下臨界雷諾數(shù)作為液流狀態(tài)判斷依據(jù)，工程中是以下臨界雷諾數(shù)作為液流狀態(tài)判斷依據(jù)，簡稱臨界雷諾數(shù)。簡稱臨界雷諾數(shù)。n 若若 液流為層流；液流為層流； 液流為紊流。液流為紊流。vdHReReRecRccRe一、液體的流態(tài)和雷諾數(shù)一、液體的流態(tài)和雷諾數(shù)n1.沿程壓力損失：液體在等徑直管中流動時因黏性摩擦沿程壓力損失：液體在等徑直管中流動時因黏性摩擦而產(chǎn)生的壓力損失。而產(chǎn)生的壓力損失。n2. 計算：計算：n 式中式中 為沿程阻力系數(shù)，既可用于層流也可用于紊流，為沿

34、程阻力系數(shù)，既可用于層流也可用于紊流，只是選取的數(shù)值不同。只是選取的數(shù)值不同。n 紊流時，紊流時， 除與雷諾數(shù)有關(guān)外，還與管壁的表面除與雷諾數(shù)有關(guān)外，還與管壁的表面粗糙度有關(guān)。粗糙度有關(guān)。n 在計算沿程壓力損失時，先判斷流態(tài)，取正確的在計算沿程壓力損失時，先判斷流態(tài)，取正確的沿程阻力系數(shù)值，后按上式進行計算。沿程阻力系數(shù)值，后按上式進行計算。22dlp二、沿程壓力損失二、沿程壓力損失n1、局部壓力損失：液體流經(jīng)如閥口、彎管、突、局部壓力損失：液體流經(jīng)如閥口、彎管、突變截面等局部阻力處所引起的壓力損失。變截面等局部阻力處所引起的壓力損失。n2、計算：、計算：n 式中，式中， 局部阻力系數(shù)。各種局

35、部裝局部阻力系數(shù)。各種局部裝置結(jié)構(gòu)的值可查有關(guān)手冊。置結(jié)構(gòu)的值可查有關(guān)手冊。n 閥類元件局部壓力損失用下面公式計算較閥類元件局部壓力損失用下面公式計算較方便方便 ：22 p2vnvv)(qqppn三、局部壓力損失三、局部壓力損失n系統(tǒng)的總壓力損失應(yīng)為所有沿程壓力損失和所有局部壓系統(tǒng)的總壓力損失應(yīng)為所有沿程壓力損失和所有局部壓力損失之和，即力損失之和，即 n n 為減少液壓系統(tǒng)的壓力損失，常采取以下措施：為減少液壓系統(tǒng)的壓力損失，常采取以下措施：n （1）將油液的流速限制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。）將油液的流速限制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。 n （2）使管道內(nèi)壁應(yīng)光滑。）使管道內(nèi)壁應(yīng)光滑。n （3）選擇適當(dāng)?shù)挠鸵吼?/p>

36、度。）選擇適當(dāng)?shù)挠鸵吼ざ?。n （4）盡量縮短管道長度，減少管道彎曲和突變。）盡量縮短管道長度，減少管道彎曲和突變。2vnvn22v)(22qqpdlpppp四、管路系統(tǒng)的總壓力損失四、管路系統(tǒng)的總壓力損失n1、小孔的分類：薄壁孔；細長孔；短孔。、小孔的分類：薄壁孔；細長孔；短孔。 n（1）薄壁孔流量）薄壁孔流量 n（2）短孔的流量）短孔的流量 同上式，但流量系數(shù)不同同上式，但流量系數(shù)不同n一般為一般為 =0.82。n（3）細長孔的流量）細長孔的流量 n 通用公式通用公式 ： pACq2TqqC)128/(4lpdqpKAqT1.4.4 1.4.4 小孔流量小孔流量n2、縫隙流量、縫隙流量n 縫

37、隙流動有兩種狀況：一種壓差流動；另一種縫隙流動有兩種狀況：一種壓差流動；另一種n是剪切流動。兩種流動常同時存在。是剪切流動。兩種流動常同時存在。n（1）平行平板縫隙的流量）平行平板縫隙的流量 n n（2）圓環(huán)縫隙的流量）圓環(huán)縫隙的流量 n3、小孔和縫隙的利用、小孔和縫隙的利用 n 雖然液體流經(jīng)小孔和縫隙時會產(chǎn)生壓力損失和泄漏，雖然液體流經(jīng)小孔和縫隙時會產(chǎn)生壓力損失和泄漏，但可以利用小孔的流量來調(diào)速，利用縫隙產(chǎn)生壓力降來但可以利用小孔的流量來調(diào)速，利用縫隙產(chǎn)生壓力降來控制系統(tǒng)的壓力?？刂葡到y(tǒng)的壓力。 n buplbq212032)5 . 11 (12023udlpdq1.4.5 1.4.5 液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象 n一、液壓沖擊一、液壓沖擊 n1、產(chǎn)生液壓沖擊的原因、產(chǎn)生液壓沖擊的原因 n（1）液流突然停