液氣壓傳動(dòng)概論課件

第1章液壓與氣壓傳動(dòng)概論

2009年初版

2010年修訂版

2012年修訂版

2013年修訂版液壓系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例北京科技大學(xué)負(fù)荷油箱單向閥F1F2截止閥A2A1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理液壓千斤頂北京科技大學(xué)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

北京科技大學(xué)液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成北京科技大學(xué)液壓與氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)1、液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)（1）具有大的功率密度或力密度。（2）無(wú)級(jí)調(diào)速。（3）工作平穩(wěn)，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向。（4）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，能實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑。北京科技大學(xué)2、氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)（1）工作介質(zhì)取之不盡用之不竭，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。（2）壓力損失小，便于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送。（3）對(duì)工作環(huán)境適應(yīng)性好。（4）動(dòng)作速度及反應(yīng)快。（5）有較好的自保持能力。（6）超負(fù)載工況下運(yùn)行也能保證系統(tǒng)安全工作。（7）工作壓力低，僅適用于小功率的場(chǎng)合。（8）速度穩(wěn)定性差。（9）噪聲大。（10）工作介質(zhì)本身沒(méi)有潤(rùn)滑性。北京科技大學(xué)液壓與氣壓傳動(dòng)的圖形符號(hào)

液壓與氣壓傳動(dòng)的圖形符號(hào)按國(guó)家1993年制定的GB/T786.1-93標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。幾條基本規(guī)定：(1)符號(hào)只表示元件的職能，連接系統(tǒng)的通路，不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示元件在機(jī)器中的實(shí)際安裝位置。(2)元件符號(hào)內(nèi)的油液流動(dòng)方向用箭頭表示，線段兩端都有箭頭的，表示流動(dòng)方向可逆。(3)符號(hào)均以元件的靜止位置或中間零位置表示，當(dāng)系統(tǒng)的動(dòng)作另有說(shuō)明時(shí)，可作例外。北京科技大學(xué)液壓工作介質(zhì)的性質(zhì)1、密度ρ=m/V[kg/m3]一般礦物油的密度為850～950kg/m32、可壓縮性和膨脹性

可壓縮性-液體受壓力的作用而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)稱(chēng)為液體的可壓縮性。

膨脹性-液體受溫度的影響而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)稱(chēng)為液體的膨脹性。液體的體積壓縮系數(shù)k北京科技大學(xué)液壓彈簧剛度kh北京科技大學(xué)3、粘性及其表示方法

實(shí)驗(yàn)表明，液體流動(dòng)時(shí)相鄰液層間的內(nèi)摩擦力Ff與液層接觸面積A和液層間的速度梯度du/dy成正比，即：μ稱(chēng)為粘性系數(shù)或動(dòng)力粘度。北京科技大學(xué)

在靜止液體中，因速度梯度du/dy=0，內(nèi)摩擦力τ也為零，所以液體在靜止?fàn)顟B(tài)下不呈現(xiàn)粘性。

液體粘性的大小用粘度來(lái)表示。常用的液體粘度表示方法有三種，即動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對(duì)粘度。

τ表示液體的內(nèi)摩擦切應(yīng)力，即液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力，則有：北京科技大學(xué)（2）運(yùn)動(dòng)粘度ν液體的動(dòng)力粘度μ與其密度ρ的比值稱(chēng)為液體的運(yùn)動(dòng)粘度，即：

運(yùn)動(dòng)粘度的法定計(jì)量單位為m2/s，以前沿用的單位為St（斯），關(guān)系：1m2/s=104St=106mm2/s[cSt（厘斯）]

我國(guó)液壓油的牌號(hào)就是用它在溫度為40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度平均值來(lái)表示的。例：32號(hào)液壓油，就是指這種油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度平均值為32mm2/s。北京科技大學(xué)（3）相對(duì)粘度相對(duì)粘度又稱(chēng)為條件粘度，它是采用特定的粘度計(jì)在規(guī)定的條件下測(cè)量出來(lái)的粘度。我國(guó)采用恩氏度0E。

0E=t1/t2（被測(cè)液體與蒸餾水的時(shí)間比）一般用0E20、0E40和0E100標(biāo)記。式中，ν的單位為m2/s。恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度之間的換算北京科技大學(xué)

粘溫特性:溫度升高，粘度顯著下降，液壓油液的這種性質(zhì)稱(chēng)為液壓油液的粘溫特性。粘溫特性通常用粘度指數(shù)表示。液壓油的粘度指數(shù)（ViscosityIndex（VI））表明試油的粘度隨溫度變化的程度與標(biāo)準(zhǔn)油的粘度變化程度比值的相對(duì)值。粘度指數(shù)高，即表示粘-溫曲線平緩，粘溫特性好。一般液壓油的粘度指數(shù)要求在90以上，優(yōu)異的在100以上。北京科技大學(xué)對(duì)液壓工作介質(zhì)的要求

1、合適的粘度，潤(rùn)滑性能好，并具有較好的粘溫特性；2、質(zhì)地純凈、雜質(zhì)少，并對(duì)金屬和密封件有良好的相容性；3、對(duì)熱、氧化、水解和剪切有良好的穩(wěn)定性；4、抗泡沫性、抗乳化性和防銹性好，腐蝕性小；5、體積膨脹系數(shù)?。?、對(duì)人體無(wú)害，對(duì)環(huán)境污染小，成本低，價(jià)格便宜。北京科技大學(xué)第2章流體力學(xué)基本知識(shí)

北京科技大學(xué)流量：在單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一通流截面的液體體積，以q來(lái)表示。q=V/t，其中V是液體的體積，t是時(shí)間。液流通過(guò)微小通流截面dA的流量

則流過(guò)整個(gè)通流截面A的流量：1.流量和平均流速北京科技大學(xué)

液體在管道中流動(dòng)時(shí)有兩種流動(dòng)狀態(tài)：層流和紊流（湍流）。

層流：液體質(zhì)點(diǎn)互不干擾，液體的流動(dòng)呈線性或?qū)訝?，且平行于管道軸線。

紊流：液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，在沿管道流動(dòng)時(shí)，除平行于管道軸線的運(yùn)動(dòng)外，還存在著劇烈的橫向運(yùn)動(dòng)，液體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)中互相干擾。2.液體的流動(dòng)狀態(tài)北京科技大學(xué)

通過(guò)雷諾實(shí)驗(yàn)還可以證明，液體在圓形管道中的流動(dòng)狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流速v有關(guān)，還與管道的直徑d、液體的運(yùn)動(dòng)粘度有關(guān)。實(shí)際上，液體流動(dòng)狀態(tài)是由上述三個(gè)參數(shù)所確定的稱(chēng)為雷諾數(shù)Re的無(wú)量綱數(shù)來(lái)判定，即：北京科技大學(xué)北京科技大學(xué)3.1沿程壓力損失

3.液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失3.2局部壓力損失

北京科技大學(xué)4.液流流經(jīng)孔口和縫隙的流量

孔口根據(jù)它們的長(zhǎng)徑比可分為三種：當(dāng)孔口的長(zhǎng)徑比l/d＜0.5時(shí)，稱(chēng)為薄壁孔；當(dāng)0.5＜l/d＜4時(shí)，稱(chēng)為短孔；當(dāng)l/d＞4時(shí)，稱(chēng)為細(xì)長(zhǎng)孔。4.1.1薄壁孔口流量d1/d≥7時(shí)，收縮稱(chēng)為完全收縮；d1/d＜7時(shí)，收縮稱(chēng)為不完全收縮。

4.1孔口流量北京科技大學(xué)當(dāng)時(shí)，它們可被認(rèn)為時(shí)不變的常數(shù)，計(jì)算時(shí)可取平均值。當(dāng)液流不完全收縮（d1/d<7）時(shí)，。通過(guò)薄壁孔口得流量公式為：式中：北京科技大學(xué)4.1.2細(xì)長(zhǎng)孔口流量流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔的液流，由于粘性而流動(dòng)不暢，流速低，故多為層流，其流量計(jì)算公式為：北京科技大學(xué)綜合各孔口的流量公式，可歸納一個(gè)通用公式：式中：北京科技大學(xué)4.2.1平行平板縫隙流量4.2縫隙流量

當(dāng)平行平板間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)（=0），其值為：當(dāng)平行平板兩端沒(méi)有壓差時(shí)（=0），其值為：北京科技大學(xué)4.2.2圓環(huán)縫隙流量

（1）流過(guò)同心圓環(huán)縫隙的流量