《流體傳動(dòng)與控制》課件第1章

第1章緒論1.1流體傳動(dòng)的定義及發(fā)展1.2流體傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的工作原理、組成及特點(diǎn)1.3流體傳動(dòng)的工作介質(zhì) 1.1流體傳動(dòng)的定義及發(fā)展

1.1.1流體傳動(dòng)的定義

人們通常把液體傳動(dòng)和氣體傳動(dòng)統(tǒng)稱為流體傳動(dòng)。它是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)，是研究以流體為介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械的傳動(dòng)與控制的學(xué)科。

液體傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)方式。按照工作原理的不同，液體傳動(dòng)又可分為液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)兩種形式。（1）液壓傳動(dòng)主要利用液體的靜壓力來(lái)傳遞能量，在實(shí)現(xiàn)液體傳動(dòng)的過程中液體的流動(dòng)速度一般應(yīng)小于5m/s，此種情況下液體的動(dòng)能在總能量中所占比例較小，而壓力能起決定作用。

（2）液力傳動(dòng)是以液體的動(dòng)能來(lái)傳遞能量的，此種情況下液體的動(dòng)能在總能量中所占比例較大，并起決定作用。

在工業(yè)中廣泛應(yīng)用的液體傳動(dòng)方式主要是液壓傳動(dòng)。根據(jù)液壓傳動(dòng)的工作特點(diǎn)，它又可稱為容積式液壓傳動(dòng)。目前，液體傳動(dòng)的主要工作介質(zhì)是壓力油，還有水等其它液體。氣壓傳動(dòng)是以氣體為工作介質(zhì)，利用壓縮氣體的壓力能來(lái)實(shí)現(xiàn)能量傳遞的一種傳動(dòng)方式，其介質(zhì)主要是空氣，也包括燃?xì)夂驼羝?。氣壓傳?dòng)是靠氣體的壓力傳遞動(dòng)力或信息的流體傳動(dòng)。傳遞動(dòng)力的系統(tǒng)是將壓縮氣體經(jīng)由管道和控制閥輸送給氣動(dòng)執(zhí)行元件，把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而做功；傳遞信息的系統(tǒng)是利用氣動(dòng)邏輯元件或射流元件以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算等功能，亦稱氣動(dòng)控制系統(tǒng)。1.1.2流體傳動(dòng)的發(fā)展

1.液壓傳動(dòng)的發(fā)展

液壓傳動(dòng)的發(fā)展大體上經(jīng)歷了走向標(biāo)準(zhǔn)化、走向優(yōu)質(zhì)化和走向智能化三個(gè)階段。

從18世紀(jì)末第一臺(tái)水壓機(jī)問世到20世紀(jì)20年代，液壓技術(shù)還處在萌芽狀態(tài)，雖然這種技術(shù)在軍艦炮塔、磨床上的使用已獲得成功，但是許多液壓元件都是專用的，沒有共同的標(biāo)準(zhǔn)和公用術(shù)語(yǔ)，無(wú)法進(jìn)行交流和系列化與通用化，因此限制了液壓技術(shù)的發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上采用了功率大、反應(yīng)快、精度高的液壓傳動(dòng)和控制裝置，大大促進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種液壓傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的不斷制定和完善以及液壓元件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓技術(shù)在20世紀(jì)中葉得以蓬勃發(fā)展。此后，液壓技術(shù)在高壓化、高速化、大功率、小型化、集成化等方面又取得了很大進(jìn)展，并開展了降噪、防漏、治污、節(jié)能等方面的研究，液壓技術(shù)又開拓出航天空間技術(shù)、原子能技術(shù)等新的應(yīng)用領(lǐng)域。

20世紀(jì)60年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展將液壓技術(shù)推上了新的臺(tái)階，在比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等方面取得了許多新的成就。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真及微機(jī)控制等開發(fā)性工作也獲得了顯著成績(jī)。液壓技術(shù)已發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)，成為交叉性學(xué)科，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。液壓技術(shù)的應(yīng)用程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志。

2.氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展

氣動(dòng)技術(shù)的起步滯后于液壓技術(shù)，1829年出現(xiàn)的多級(jí)空氣壓縮機(jī)，為氣壓傳動(dòng)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。1871年風(fēng)鎬開始用于采礦。1868年美國(guó)人威斯汀豪斯發(fā)明氣動(dòng)制動(dòng)裝置，并在1872年用于鐵路車輛的制動(dòng)。后來(lái)，隨著兵器﹑機(jī)械﹑化工等工業(yè)的發(fā)展，氣動(dòng)機(jī)具和控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。1930年出現(xiàn)了低壓氣動(dòng)調(diào)節(jié)器。20世紀(jì)50年代研制成功用于導(dǎo)彈尾翼控制的高壓氣動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)。

在20世紀(jì)60年代發(fā)明了射流和氣動(dòng)邏輯元件后，氣壓傳動(dòng)才迅速發(fā)展起來(lái)。60年代氣動(dòng)技術(shù)主要用于繁重的作業(yè)領(lǐng)域，如礦山、汽車制造等，作為輔助傳動(dòng)。70年代后期開始用于自動(dòng)生產(chǎn)線、自動(dòng)檢測(cè)等作業(yè)領(lǐng)域。

20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著與電子技術(shù)的結(jié)合，氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域得到了迅速拓展。電氣可編程控制技術(shù)的發(fā)展，使氣動(dòng)技術(shù)更靈活，自動(dòng)化程度更高。微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論與氣動(dòng)技術(shù)結(jié)合，促進(jìn)了電－氣比例伺服技術(shù)的發(fā)展，使氣動(dòng)技術(shù)從開關(guān)控制進(jìn)入閉環(huán)比例伺服控制，出現(xiàn)了微機(jī)控制的電氣一體化系統(tǒng)。為適應(yīng)電氣一體化系統(tǒng)的要求，氣動(dòng)元件正向小型化、集成化、低功耗等方向發(fā)展。為適應(yīng)食品、醫(yī)藥、生物工程、電子等行業(yè)無(wú)污染的要求，無(wú)油化氣動(dòng)元件已問世。此外，氣動(dòng)技術(shù)在高速度、高精度、高壽命、高輸出力、高智能化等方面都有很大發(fā)展。氣動(dòng)技術(shù)被稱為低成本的自動(dòng)化技術(shù)，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

3.我國(guó)流體傳動(dòng)的發(fā)展

我國(guó)的液壓傳動(dòng)技術(shù)始于20世紀(jì)50年代，氣動(dòng)

技術(shù)始于70年代，目前正處于迅速發(fā)展提高的階段。但與世界上的先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比，我國(guó)的流體傳動(dòng)技術(shù)還相當(dāng)落后，標(biāo)準(zhǔn)化工作還需繼續(xù)完善，優(yōu)質(zhì)化工作仍然沒有形成主流，智能化還有非常大的發(fā)展空間。因此，為了趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的流體傳動(dòng)技術(shù)的水平和與最新技術(shù)的發(fā)展保持同步，我國(guó)的流體傳動(dòng)技術(shù)必須不斷創(chuàng)新、提高和發(fā)展，以滿足日益變化的市場(chǎng)需求。

圖1－1所示為目前常用的液壓元件實(shí)物圖。圖1－1液壓元件（泵、閥）現(xiàn)階段我國(guó)流體傳動(dòng)的持續(xù)發(fā)展體現(xiàn)出如下特征：

（1）提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。

如高速氣缸的速度可達(dá)17m/s，低速氣缸的最小速度可達(dá)5mm/s，而且不產(chǎn)生爬行。高精度定位氣缸的定位精度可達(dá)0.01mm。微型活塞的直徑小到2.5mm的氣缸，10mm寬的氣閥及相關(guān)輔助元件已成系列化產(chǎn)品。

（2）高度的組合化、集成化和模塊化。

液壓系統(tǒng)的疊加式的疊加閥、插裝式的插裝閥使連接通道越來(lái)越短。另外，還有許多泵閥組合、閥缸組合的組合系統(tǒng)，使結(jié)構(gòu)更緊湊，工作更可靠。在模塊化發(fā)展方面，通過完整的模塊以及獨(dú)立的功能單元，用戶只需簡(jiǎn)單地組裝即可投入使用。（3）與微電子結(jié)合，走向智能化。

數(shù)字液壓泵、數(shù)字閥、數(shù)字液壓缸的出現(xiàn)，使流體傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的智能化水平向前推進(jìn)了一大步。把編了程的芯片和閥門、執(zhí)行元件或能源裝置、檢測(cè)反饋裝置、集成電路等融匯成一體，便組成了可實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)動(dòng)控制的流體傳動(dòng)工作系統(tǒng)。這種聯(lián)結(jié)體收到微型計(jì)算機(jī)的信息，就能實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的任務(wù)。

流體傳動(dòng)技術(shù)在與微電子技術(shù)緊密結(jié)合后，將大大地拓寬它的應(yīng)用領(lǐng)域，使流體傳動(dòng)與控制技術(shù)發(fā)生飛躍式的發(fā)展。1.2流體傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的工作原理、組成及特點(diǎn)

1.2.1系統(tǒng)的工作原理

簡(jiǎn)單地說，傳動(dòng)就是傳遞能量和動(dòng)力。對(duì)于一部完整的機(jī)器，傳動(dòng)部分是它的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，它的作用是把原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等）的輸出功率傳送給工作機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)有多種類型，采用機(jī)械元件（機(jī)構(gòu)）傳遞動(dòng)力的稱為機(jī)械傳動(dòng)，通過電氣元件傳遞動(dòng)力的稱為電氣傳動(dòng)，而用流體作為介質(zhì)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)方式就稱為流體傳動(dòng)。

1.流體傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的圖形符號(hào)

在工程實(shí)際中，除某些特殊情況外，一般都是用簡(jiǎn)單的圖形符號(hào)（也叫職能符號(hào)）來(lái)繪制液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖。使用圖形符號(hào)繪制系統(tǒng)原理圖時(shí)，圖中的符號(hào)只表示元（輔）件的功能、操作（控制）方法及外部連接口，不表示元（輔）件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示連接口的實(shí)際位置和元（輔）件的安裝位置。例如，

圖1－3、1－4(a)所示的系統(tǒng)圖是用半結(jié)構(gòu)式表示的，這種圖直觀性強(qiáng)，容易理解，但是繪制比較麻煩。圖1－4(b)是用圖形符號(hào)繪制的

圖1－4(a)所示的同一流體傳動(dòng)系統(tǒng)。這種圖形符號(hào)符合GB786.1—1993標(biāo)準(zhǔn)。使用圖形符號(hào)使系統(tǒng)圖簡(jiǎn)單明了，便于繪制。當(dāng)有特殊或?qū)Ｓ玫脑o(wú)法用標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)表達(dá)時(shí)，仍可使用半結(jié)構(gòu)示意形式。

2.液壓傳動(dòng)的工作原理

這里以一個(gè)液壓千斤頂為例來(lái)說明液壓傳動(dòng)的工作原理。圖1－2為液壓千斤頂?shù)膶?shí)物圖，圖1－3是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D。圖1－2液壓千斤頂實(shí)物圖圖1－3液壓千斤頂工作原理圖由圖1－3可以看出：大油缸9和大活塞8組成舉升液壓缸。液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程分析：杠桿手柄1、小油缸2、小活塞3、單向閥4和7組成手動(dòng)液壓泵。如提起手柄使小活塞向上移動(dòng)，小活塞下端油腔容積增大，形成局部真空，這時(shí)單向閥4打開，通過吸油管5從油箱12中吸油；當(dāng)用力壓下手柄時(shí)，小活塞下移，小活塞下腔壓力升高，單向閥4關(guān)閉的同時(shí)單向閥7打開，下腔的油液經(jīng)管道6輸入舉升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上移動(dòng)，頂起重物。再次提起手柄吸油時(shí)，單向閥7自動(dòng)關(guān)閉，使油液不能倒流，從而保證了重物不會(huì)自行下落。不斷地往復(fù)扳動(dòng)手柄，就能不斷地把油液壓入舉升缸下腔，使重物逐漸地升起。如果打開截止閥11，舉升缸下腔的油液通過管道10、截止閥11流回油箱，重物就向下移動(dòng)。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟怼Ｍㄟ^對(duì)上面液壓千斤頂工作過程的分析，可以初步了解到液壓傳動(dòng)的基本工作原理。液壓傳動(dòng)是利用有壓力的油液作為傳遞動(dòng)力的工作介質(zhì)。壓下杠桿時(shí)，小油缸2輸出壓力

油，此時(shí)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能。然后壓力油經(jīng)過管道6及單向閥7，推動(dòng)大活塞8舉起重物，此時(shí)是將油液的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。大活塞8舉升的速度取決于單位時(shí)間內(nèi)流入大油缸9中油容積的多少。由此可見，液壓傳動(dòng)是一個(gè)不同能量的轉(zhuǎn)換過程。

圖1－4是用結(jié)構(gòu)半剖式圖形和職能符號(hào)繪出的簡(jiǎn)單磨床的液壓系統(tǒng)工作原理圖。該系統(tǒng)可使磨床工作臺(tái)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，克服各種阻力和調(diào)節(jié)磨床工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度。圖1－4簡(jiǎn)單磨床的液壓系統(tǒng)工作原理圖簡(jiǎn)單磨床工作臺(tái)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理如下：在圖1－4(a)中，液壓泵17由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從油箱19中吸油。油液經(jīng)濾油器18進(jìn)入液壓泵，當(dāng)它從液壓泵輸出進(jìn)入壓力管11時(shí)，通過開停（換向）閥10、節(jié)流閥7、換向閥5進(jìn)入液壓缸2的左腔，推動(dòng)活塞3和工作臺(tái)1向右移動(dòng)。這時(shí)，液壓缸右腔的油液經(jīng)換向閥5和回油管6排回油箱19。如果換向閥5的換向手柄處于圖1－4(b)所示的狀態(tài)，則壓力管11中的油液經(jīng)過開停（換向）閥10、節(jié)流閥7和換向閥5進(jìn)入液壓缸2的右腔，推動(dòng)活塞和工作臺(tái)向左移動(dòng)，并使液壓缸左腔的油液經(jīng)換向閥5和回油管6排回油箱19。磨床工作臺(tái)的移動(dòng)速度是由節(jié)流閥來(lái)調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥口開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油液量增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥口關(guān)小時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油液量減少，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減小。

為了克服移動(dòng)工作臺(tái)所受到的各種阻力，液壓缸必須產(chǎn)生一個(gè)足夠大的推力，這個(gè)推力是由液壓缸中的油液壓力產(chǎn)生的。需要克服的阻力越大，液壓缸中的油壓越高；反之則壓力越低。液壓泵輸出的多余油液經(jīng)溢流閥13和回油管16排回油箱19，在圖示的液壓系統(tǒng)中液壓泵出口處的油液壓力是由溢流閥13決定的，它與液壓缸中的壓力大小不同。如果將開停（換向）閥10的手柄9轉(zhuǎn)換成向左打的狀態(tài)，則壓力管中的油液將經(jīng)開停（換向）閥和回油管排回油箱，不輸?shù)揭簤焊字腥ィ@時(shí)工作臺(tái)不運(yùn)動(dòng)，而液壓泵輸出的油液直接流回油箱，使液壓系統(tǒng)卸荷。

3.氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本相似。從原理上講，將液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的工作介質(zhì)換為氣體，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)則變?yōu)闅鈮簜鲃?dòng)系統(tǒng)。但由于兩種傳動(dòng)系統(tǒng)工作介質(zhì)不同，而且兩類介質(zhì)的特性有很大差別，所以決定了液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)的工作特性有較大差異，應(yīng)用的場(chǎng)合也各不相同。盡管兩種系統(tǒng)所采用的元器件的結(jié)構(gòu)原理很相似，但很多元器件不能互換使用，并且是分別由不同的專業(yè)生產(chǎn)廠家進(jìn)行加工制造的。圖1－5是一個(gè)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)圖。圖中電機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行空氣壓縮，形成具有較高壓力的壓縮空氣，通過壓縮空氣將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體壓力能，受壓縮的空氣經(jīng)冷卻器、濾油器、干燥器，進(jìn)入儲(chǔ)氣罐中，以上過程集中在氣源裝置中進(jìn)行。儲(chǔ)氣罐用于儲(chǔ)存、干燥和凈化壓縮空氣，并穩(wěn)定氣體壓力。儲(chǔ)氣罐中的壓縮空氣再經(jīng)過濾器、調(diào)壓閥、方向控制閥和流量控制閥等，進(jìn)入氣缸或氣馬達(dá)，進(jìn)而推動(dòng)活塞帶動(dòng)負(fù)載工作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。圖1－5氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)圖從上述液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的例子可以看出兩者存在如下相同點(diǎn)：

（1）液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)是分別以液體或氣體作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和轉(zhuǎn)換的。

（2）液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)是分別以液體或氣體的壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的。

（3）液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)中的工作介質(zhì)是在受控制、受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行工作的。1.2.2系統(tǒng)的組成

在流體傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中，雖然液壓傳動(dòng)系統(tǒng)與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)不盡相同，但它們的組成形式類似，都是由動(dòng)力元件、控制調(diào)節(jié)元件、執(zhí)行元件和輔助元件組成的，如圖1－5、圖1－6所示。圖1－6機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)圖

1.動(dòng)力元件

動(dòng)力元件又可稱為動(dòng)力裝置或能源裝置，是指能將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能或氣壓能的元件或裝置，它是系統(tǒng)的能量來(lái)源。液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件是液壓泵及其保護(hù)裝置，其作用是為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)提供壓力油；氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力元件是氣源裝置，是由空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、空氣凈化裝置、安全保護(hù)裝置和調(diào)壓裝置組成的，其作用是為氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)提供壓縮空氣。

2.控制調(diào)節(jié)元件

控制調(diào)節(jié)元件是對(duì)系統(tǒng)中流體的壓力、流量和方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的元件或裝置，其作用是保證執(zhí)行元件和工作機(jī)構(gòu)按要求工作。它包括各種液壓控制閥和氣動(dòng)控制閥。

3.執(zhí)行元件

執(zhí)行元件是把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出的元件或裝置，包括作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸或氣缸和作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)或氣壓馬達(dá)，其作用是在工作介質(zhì)的作用下輸出力和速度（或轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速），以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)做功。

4.輔助元件

除以上元件外的其它元器件都稱為輔助元件，如油箱、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(hào)轉(zhuǎn)換器等。它們是對(duì)完成主運(yùn)動(dòng)起輔助作用的元件，在系統(tǒng)中也是必不可少的，對(duì)保證系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中還有用來(lái)感受和傳遞各種信息的氣動(dòng)傳感器。1.2.3系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)

液壓傳動(dòng)之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗哂幸韵轮饕獌?yōu)點(diǎn)：

（1）與電機(jī)相比，在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生更大的動(dòng)力，即它具有更大的功率密度或力密度（指工作壓力）。

由于液壓傳動(dòng)是油管連接，所以借助油管的連接可以方便靈活地布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，又加之極易布置，在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上，已基本取代了老式的機(jī)械傳動(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀大方。（2）液壓傳動(dòng)裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。

例如，相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動(dòng)機(jī)的12%～13%。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的重量指標(biāo)，目前是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的1/10，液壓泵和液壓馬達(dá)可小至0.0025N/W(牛/瓦),發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)則約為0.03N/W。

（3）可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。

借助閥或變量泵、變量馬達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1∶2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。（4）傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作平穩(wěn)、換向沖擊小，便于頻繁換向。正因?yàn)榇颂攸c(diǎn)，金屬切削機(jī)床中的磨床傳動(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。

（5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

借助于溢流閥等控制調(diào)節(jié)元件的設(shè)置調(diào)節(jié)狀態(tài)，易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能。同時(shí)液壓元件可進(jìn)行自潤(rùn)滑，因此使用壽命長(zhǎng)。（6）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

液壓傳動(dòng)借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用，可很容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制或異地控制。

（7）液壓元件已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。液壓傳動(dòng)也具有一定的缺點(diǎn)：

（1）漏油問題不可忽略。

液壓系統(tǒng)中的漏油等現(xiàn)象明顯影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性，使得液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復(fù)雜。

（2）油溫變化影響穩(wěn)定性。

液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體黏性隨之變化，亦引起運(yùn)動(dòng)特性的變化，使得傳動(dòng)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。（3）液壓傳動(dòng)要有單獨(dú)的能源，不如電源方便。

（4）安裝維修較復(fù)雜。

液壓系統(tǒng)管路及各部分組成元件較多、較復(fù)雜,當(dāng)發(fā)生故障時(shí)不易檢查和排除。

總之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步被克服。因此，液壓傳動(dòng)具有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。

2.氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)

氣壓傳動(dòng)因其所使用介質(zhì)的特性和組成情況使氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)有其獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)。

氣壓傳動(dòng)具有如下主要優(yōu)點(diǎn)：

(1)工作介質(zhì)是空氣，與液壓油相比可節(jié)約能源，且資源豐富，無(wú)污染，工作環(huán)境的適應(yīng)性好，氣體不易堵塞流動(dòng)通道，用后可直接排放到大氣中，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

(2)空氣的特性受溫度影響小。在高溫下能可靠地工作，不會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。而且溫度變化時(shí)，對(duì)空氣的黏度影響極小，故不會(huì)影響傳動(dòng)性能。

(3)空氣的黏度很小(約為液壓油的1/10000)，流動(dòng)阻力小，在管道中流動(dòng)的壓力損失較小，所以便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。

(4)相對(duì)液壓傳動(dòng)而言，氣動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，一般只需0.02～0.3s就可達(dá)到工作壓力和速度。液壓油在管路中的流動(dòng)速度一般為1～5m／s，而氣體的流速最小也大于10m／s，有時(shí)甚至可達(dá)到音速，排氣時(shí)還可達(dá)到超音速。

(5)氣體壓力具有較強(qiáng)的自保持能力，即使壓縮機(jī)停機(jī)，關(guān)閉氣閥，而裝置中仍然可以維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力。液壓系統(tǒng)要保持壓力，一般需要泵繼續(xù)工作或添加輔助裝置（如蓄能器），而氣體通過自身的膨脹性來(lái)維持承載缸的壓力不變。

(6)氣動(dòng)元件可靠性高、壽命長(zhǎng)。電氣元件可運(yùn)行百萬(wàn)次，而氣動(dòng)元件可運(yùn)行2000～4000萬(wàn)次。

(7)工作環(huán)境適應(yīng)性好，使用安全，尤其是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，無(wú)爆炸和電擊危險(xiǎn)，有過載保護(hù)能力，并不易發(fā)生過熱現(xiàn)象，比液壓、電子、電氣傳動(dòng)和控制優(yōu)越。

(8)氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)方便，過載能自動(dòng)保護(hù)。氣壓傳動(dòng)具有如下缺點(diǎn)：

(1)工作壓力低，一般為0.3～0.8MPa，僅適用于小功率的場(chǎng)合。

在結(jié)構(gòu)尺寸相同的情況下，氣壓傳動(dòng)裝置比液壓傳動(dòng)裝置輸出的力要小得多。氣壓傳動(dòng)裝置的輸出力不宜大于10~40kN。

(2)由于氣體的可壓縮性較大，因此氣動(dòng)裝置的動(dòng)作穩(wěn)定性較差，外負(fù)載變化時(shí)對(duì)工作速度的影響較大，對(duì)工作位置和傳動(dòng)精度會(huì)帶來(lái)很大影響。

(3)氣動(dòng)裝置中的信號(hào)傳動(dòng)速度比光、電控制速度慢，不宜用于信號(hào)傳遞速度要求較高的復(fù)雜線路中。同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的遙控也比較困難，但對(duì)一般的機(jī)械設(shè)備，氣動(dòng)信號(hào)的傳遞速度可以滿足工作要求。

(4)噪聲大，尤其是排氣時(shí)，須加消聲器。

(5)工作介質(zhì)本身不具有潤(rùn)滑性，如不采用無(wú)給油氣壓傳動(dòng)元件，則需另加油霧器進(jìn)行潤(rùn)滑，而液壓系統(tǒng)無(wú)此問題。

由以上氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)決定了氣壓傳動(dòng)只適用于小功率、動(dòng)作反應(yīng)快等場(chǎng)合。1.2.4應(yīng)用

1.液壓傳動(dòng)的應(yīng)用

驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)以及各種傳動(dòng)和操縱裝置都有多種形式。根據(jù)所用的部件和零件，可分為機(jī)械的、電氣的、氣動(dòng)的、液壓的傳動(dòng)裝置。通常還將不同的形式組合起來(lái)運(yùn)用——選擇兩種及以上的不同傳動(dòng)裝置形成多位一體的控制方式。1930年以后液壓傳動(dòng)才開始在航空工業(yè)中采用，應(yīng)用于金屬切削機(jī)床也不過五十多年的歷史。由于液壓傳動(dòng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此這種新技術(shù)發(fā)展得很快，特別是最近二三十年以來(lái)液壓技術(shù)在各種工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在機(jī)床上，液壓傳動(dòng)常應(yīng)用在以下裝置中：

(1)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

傳動(dòng)裝置磨床砂輪架和工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大部分采用液壓傳動(dòng)，車床、六角車床、自動(dòng)車床的刀架或轉(zhuǎn)塔刀架，銑床、刨床、組合機(jī)床的工作臺(tái)等的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也都采用液壓傳動(dòng)。這些部件有的要求快速移動(dòng)，有的要求慢速移動(dòng)，有的則既要求快速移動(dòng)，也要求慢速移動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)多半要求有較大的調(diào)速范圍，要求在工作中無(wú)級(jí)調(diào)速；有的要求持續(xù)進(jìn)給，有的要求間歇進(jìn)給；有的要求在負(fù)載變化下速度恒定，有的要求有良好的換向性能，等等。所有這些要求都可以通過液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(2)往復(fù)主運(yùn)動(dòng)。

傳動(dòng)裝置龍門刨床的工作臺(tái)、牛頭刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且要求換向沖擊小、換向時(shí)間短、能耗低，因此可以采用液壓傳動(dòng)。

(3)仿形裝置。

車床、銑床、刨床上的仿形加工可以采用液壓伺服系統(tǒng)來(lái)完成，其精度可達(dá)0.01～0.02mm。此外，磨床上的成形砂輪修正裝置亦可采用液壓系統(tǒng)。

(4)輔助裝置。

機(jī)床上的夾緊裝置、齒輪箱變速操縱裝置、絲桿螺母間隙消除裝置、垂直移動(dòng)部件平衡裝置、分度裝置、工件和刀具裝卸裝置、工件輸送裝置等，采用液壓傳動(dòng)后，有利于簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高機(jī)床自動(dòng)化程度。

(5)靜壓支承。

重型機(jī)床、高速機(jī)床、高精度機(jī)床上的軸承、導(dǎo)軌、絲杠螺母機(jī)構(gòu)等處采用液體靜壓支承后，可以提高工作平穩(wěn)性和運(yùn)動(dòng)精度。

液壓傳動(dòng)在各類機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用情況如表1－1所示。表1－1液壓傳動(dòng)在各類機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例

2.氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用

氣動(dòng)技術(shù)是以氣體為工作介質(zhì)傳遞信號(hào)與動(dòng)力以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械化與自動(dòng)化的一門技術(shù)。氣壓傳動(dòng)與其它傳動(dòng)的性能比較情況如表1－2所示。由于氣壓傳動(dòng)具有經(jīng)濟(jì)、無(wú)污染和便于自動(dòng)化控制等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。表1－2氣壓傳動(dòng)與其它傳動(dòng)的性能比較 1.3流體傳動(dòng)的工作介質(zhì)

1.3.1性質(zhì)及分類

1.液壓工作介質(zhì)的性質(zhì)及分類

液壓工作介質(zhì)的性質(zhì)包括密度、可壓縮性和膨脹性以及黏性等。

1）密度

密度也常稱為比重，是指單位體積的液體質(zhì)量。礦物液壓油在15℃時(shí)的密度為900kg/m3左右，在實(shí)際使用中可認(rèn)為它們不受溫度和壓力的影響。密度（比重）越大，泵吸入性越差。

2）可壓縮性和膨脹性

液體受壓力的作用而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。液體受溫度影響而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)稱為液體的可膨脹性。

液體可壓縮性的大小可用壓縮系數(shù)來(lái)衡量。體積為V0

的液體，當(dāng)壓力變化量為Δp時(shí)，體積的絕對(duì)變化量為ΔV，液體在單位壓力變化下的體積相對(duì)變化量為液體的體積壓縮系數(shù)κ，(1－1)

κ的倒數(shù)為液體的體積彈性模量K，表示液體產(chǎn)生單位體積相對(duì)變化量時(shí)所需要的壓力增量?？捎盟鼇?lái)表示液體抵抗壓縮能力的大小。(1－2)一般礦物油型液壓油的體積彈性模量為K＝（1.4~2）×103MPa，它的可壓縮性是鋼的100~150倍。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于在液體內(nèi)不可避免地會(huì)混入空氣等原因，使其抗壓縮能力顯著降低，這會(huì)影響液壓系統(tǒng)的工作性能。因此，在有較高要求或壓力變化較大的液壓系統(tǒng)中，應(yīng)盡量減少油液中混入氣體和其它易揮發(fā)性物質(zhì)（如煤油、汽油等）的含量。但由于在實(shí)際生產(chǎn)中油液中的氣體難以完全排除，在工程計(jì)算中常取液壓油的體積彈性模量K＝0.7×103MPa左右。液壓油液的體積彈性模量與溫度、壓力有關(guān)。溫度增大時(shí)，K值減小，在液壓油正常的工作溫度范圍內(nèi)，K值會(huì)有5%~25%的變化。壓力增大時(shí)，K值增大，反之則減小，但這種變化不呈線性關(guān)系。當(dāng)壓力大于3MPa時(shí)，K值基本上不再增大。

3）黏性及其表達(dá)方法

液體在外力作用下流動(dòng)或有流動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，液體內(nèi)分子間的內(nèi)聚力要阻止液體分子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由此產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象稱為液體的黏性。

液體流動(dòng)時(shí)，由于液體的黏性以及液體和固體壁面間的附著力，會(huì)使液體內(nèi)部各液層間的流動(dòng)速度大小不等。如圖1－7所示，設(shè)兩平板間充滿液體，下平板不動(dòng)，上平板以速度v0向右平移。由于液體的黏性作用，緊貼下平板液體層的速度為零，緊貼上平板液體層的速度為v0，而中間各液層的速度則視其距下平板距離的大小按線性規(guī)律或曲線規(guī)律變化。實(shí)驗(yàn)證明，液體流動(dòng)時(shí)各液層間的內(nèi)摩擦力Ff與液層接觸面積A和液層間的速度梯度dv/dy成正比，即（1-3）式中，μ是比例常數(shù)，稱為黏性系數(shù)或動(dòng)力黏度。如以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，則有這就是牛頓液體內(nèi)摩擦定律。牛頓液體是指其動(dòng)力黏度只與液體種類有關(guān)，而與速度無(wú)關(guān)，否則為非牛頓液體。石油基液壓油一般為牛頓液體。液體黏性的大小用黏度表示。常用的液體黏度表示方法有三種，即動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度和相對(duì)黏度。（1-4）

(1)動(dòng)力黏度（又稱為絕對(duì)黏度）。動(dòng)力黏度以μ表示，由式（1－4）可得（1-5）由式（1－5）可知?jiǎng)恿︷ざ鹊奈锢硪饬x是：液體在單位速度梯度下流動(dòng)或有流動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，相鄰的液體流層間以單位速度梯度流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。動(dòng)力黏度μ的國(guó)際計(jì)量單位是牛頓·秒每平方米（N·s/m2）或稱帕·秒（Pa·s，1Pa·s=1N·s/m2）。（2）運(yùn)動(dòng)黏度υ。液體的動(dòng)力黏度μ與其密度ρ的比值稱為液體的運(yùn)動(dòng)黏度，即（1-6）液體的運(yùn)動(dòng)黏度沒有明確的物理意義，但它在工程實(shí)際中經(jīng)常用到。因?yàn)樗膯挝恢挥虚L(zhǎng)度和時(shí)間的量綱，類似于運(yùn)動(dòng)學(xué)的量，所以稱為運(yùn)動(dòng)黏度。它的國(guó)際計(jì)量單位為平方米每秒（m2/s），常用平方毫米每秒（mm2/s）。我國(guó)的液壓油牌號(hào)是用液壓油在溫度為40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度平均值來(lái)表示的。例如10號(hào)液壓油，就是指這種油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度平均值為10mm2/s。

(3)相對(duì)黏度。液體的動(dòng)力黏度和運(yùn)動(dòng)黏度是理論分析與計(jì)算時(shí)經(jīng)常使用的黏度，但都難以直接測(cè)量。因此，在工程上常采用特定的黏度計(jì)在規(guī)定的條件下測(cè)量出來(lái)的黏度，即相對(duì)黏度，又稱為條件黏度。用相對(duì)黏度計(jì)測(cè)量出相對(duì)黏度后，再根據(jù)相應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算出運(yùn)動(dòng)黏度和動(dòng)力黏度，以便于不同情況要求下的使用。

相對(duì)黏度是以一種被測(cè)液體的黏度相對(duì)于同溫度下水的黏度之比值來(lái)表示黏度的大小。相對(duì)黏度的測(cè)試方法有多種，并且名稱各不相同，我國(guó)和德國(guó)、俄羅斯采用恩氏黏度（°Et），美國(guó)采用國(guó)際賽氏黏度（SSU），英國(guó)采用商用雷氏黏度（″R），等等。恩氏黏度是用恩氏黏度計(jì)進(jìn)行測(cè)定的。溫度為t℃的200cm3被測(cè)液體由恩氏黏度計(jì)的小孔中流出所有的時(shí)間為t1，與溫度為20℃的200cm3的蒸餾水由恩氏黏度計(jì)的小孔中流出所用的時(shí)間t2（通常t2=51s）之比，稱為該被測(cè)液體在t℃下的恩氏黏度，記為°Et，即（1-7）恩氏黏度與運(yùn)動(dòng)黏度(mm2/s)的換算關(guān)系為（1-8）在很多書籍里也出現(xiàn)了一些有關(guān)恩氏黏度與運(yùn)動(dòng)黏度(mm2/s)的其它換算公式，如在張宏友主編、大連理工大學(xué)出版社出版的《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》一書中，提出當(dāng)1.3≤°Et≤3.2時(shí)和當(dāng)°Et＞3.2時(shí)的換算公式分別為(1-9)液體的黏度對(duì)溫度的變化十分敏感，黏度隨溫度的升高而下降，當(dāng)溫度升高時(shí)，液體分子間的內(nèi)聚力減小，黏度降低，這一特性稱為液體的黏溫特性。不同種類的液壓油有不同的黏溫特性。液壓傳動(dòng)及液壓控制系統(tǒng)所采用的工作介質(zhì)種類繁多，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織于2002年按液壓油的組成與主特性編制和發(fā)布了ISO6743/4：2002《潤(rùn)滑劑、工業(yè)潤(rùn)滑油和有關(guān)產(chǎn)品（L類）的分類—第4部分:H組（液壓系統(tǒng)）》。我國(guó)于2003年等效采用上述標(biāo)準(zhǔn)，并制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7631.2—2003，因此我國(guó)液壓油品種符號(hào)與世界上多數(shù)國(guó)家的表示方法相同。其命名代號(hào)為:類別—品種—牌號(hào)，如L—HM—32。液壓油主要分為礦物油型、乳化型和合成型三大類。液壓油的主要品種及特性、用途如表1－3所示。表1－3液壓油的主要分類及其特性和用途

2.氣壓工作介質(zhì)的性質(zhì)及分類

氣壓工作介質(zhì)主要是空氣，本節(jié)所提到的空氣性質(zhì)是僅與氣壓傳動(dòng)技術(shù)相關(guān)的性質(zhì)。

自然界的空氣是由若干氣體混合而成的，主要成分是氮和氧，此外，空氣中常含有一定量的水蒸氣。含有水蒸氣的空氣稱為濕空氣；不含有水蒸氣的空氣稱為干空氣。要了解和正確設(shè)計(jì)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，首先必須了解空氣的性質(zhì)。

1）密度

單位體積的空氣質(zhì)量稱為空氣的密度。在熱力學(xué)溫度為273.16K（開爾文），絕對(duì)壓力為1.013×105Pa時(shí)空氣的密度為1.293kg/m3?？諝饷芏入S溫度和壓力的變化而變化，它與溫度和壓力的關(guān)系如下:(1－10)式中:ρ0——在熱力學(xué)溫度為273.16K，絕對(duì)壓力p0＝1.013×105Pa時(shí)的密度；

t——攝氏溫度；

p——絕對(duì)壓力。

2）可壓縮性和膨脹性

氣體受壓力的作用而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)稱為氣體的可壓縮性。氣體受溫度的影響而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)稱為氣體的膨脹性。

氣體的可壓縮性和膨脹性比液體明顯要大，由此形成液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)的許多不同特點(diǎn)。液壓油在溫度不變的情況下，當(dāng)壓力為0.2MPa時(shí)，壓力每變化0.1MPa，其體積變化為1/20000，而在同樣情況下，氣體的體積變化為1/2，即空氣的可壓縮性是液壓油的10000倍。水在壓力不變的情況下，溫度每變化1℃時(shí)，體積變化為1/20000，而在同樣條件下空氣體積卻改變1/273，即空氣的膨脹性約是水的73（（1/273）/（1/20000）≈73）倍。由于氣體的可壓縮性和膨脹性大，形成了氣壓傳動(dòng)的軟特性，即氣缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度受負(fù)載變化影響很大，很難獲得較穩(wěn)定的速度和較精確的位移，這是氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)；同時(shí)又可利用該特性適應(yīng)某些生產(chǎn)的要求，例如在受負(fù)載變化時(shí)速度變化要求反應(yīng)靈敏、便于控制的場(chǎng)合。

3）黏性

氣體的黏性是由于分子間的相互吸引力使分子相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。由于氣體分子間距離大，內(nèi)聚力小，因此與液體相比，氣體的黏度要小很多。

空氣的黏性只與溫度有關(guān)，與壓力基本無(wú)關(guān)，壓力對(duì)黏度的影響小到可以忽略不計(jì)。與液體不同的是氣體的黏度隨溫度的升高而增加，而液體的黏度隨溫度的升高卻減小。

4)濕度

空氣中含有水分的多少對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有直接的影響，因此各種氣動(dòng)元器件對(duì)含水量有明確的規(guī)定，并常采取一些措施防止水分帶入。

濕空氣中所含水蒸氣的程度用濕度和含濕量等來(lái)表示。具體各濕度的表示方法如圖1－8所示。圖1－9所示為濕度計(jì)與濕度測(cè)量?jī)x外觀圖。圖1－8濕度表示方法圖1－9濕度計(jì)與濕度測(cè)量?jī)x

空氣的干濕程度叫做“濕度”。濕度是表示空氣干燥程度的物理量。在一定的溫度下一定體積的空氣里含有的水蒸氣越少，則空氣越干燥;水蒸氣越多，則空氣越潮濕。濕度常用絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、含濕量以及露點(diǎn)等物理量來(lái)表示。

絕對(duì)濕度是指每立方米濕空氣中含有的水蒸氣質(zhì)量；在一定濕度下，濕空氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的絕對(duì)濕度稱為飽和絕對(duì)濕度。絕對(duì)濕度只能說明濕空氣中實(shí)際所含水蒸氣的多少，而不能說明濕空氣吸收水蒸氣能力的大小，因此引入了相對(duì)濕度的概念。絕對(duì)濕度用χ表示，即(1－11)式中:χs——飽和絕對(duì)濕度；

pv——水蒸氣分壓力；

ps——飽和濕空氣水蒸氣分壓力。相對(duì)濕度表示濕空氣中水蒸氣含量接近飽和的程度，故也稱為飽和度。它同時(shí)也說明了濕空氣吸收水蒸氣能力的大小。φ值越小，濕空氣吸收水蒸氣的能力越強(qiáng)，反之則越弱。通常當(dāng)φ＝60%~70%時(shí)，人體感到舒適。在氣壓傳動(dòng)技術(shù)中規(guī)定各種閥內(nèi)空氣相對(duì)濕度不能大于90%。含濕量是指每千克質(zhì)量的干空氣中所混合的水蒸氣的質(zhì)量。含濕量用d來(lái)表示，即(1－13)式中，mda為干空氣的質(zhì)量。露點(diǎn)是指未飽和濕空氣保持水蒸氣壓力不變而降低溫度，達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度。濕空氣的飽和絕對(duì)濕度與濕空氣的溫度和壓力有關(guān)，飽和絕對(duì)濕度隨溫度的升高而增加，隨著壓力的升高而降低。當(dāng)溫度降低至露點(diǎn)溫度以下時(shí)，濕空氣中便有水滴析出。采用降溫法去除濕空氣中的水分，就利用的是這個(gè)原理。1.3.2工作要求及選擇

正確合理地選擇工作介質(zhì)，對(duì)保證流體傳動(dòng)系統(tǒng)正常工作、延長(zhǎng)傳動(dòng)系統(tǒng)和元件的使用壽命，以及提高系統(tǒng)的工作可靠性等都有重要的影響。

下面重點(diǎn)以液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)的選擇為例來(lái)進(jìn)行闡述。

液壓油的選用，首先應(yīng)根據(jù)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件來(lái)選擇合適的液壓油液類型，然后再選擇液壓油液的黏度。一般地，對(duì)液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)有如下要求:

（1）適當(dāng)?shù)酿ざ群土己玫酿靥匦裕?/p>

（2）有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，即具有氧化安定性、熱安定性及不易氧化、變質(zhì)的特性；

（3）良好的潤(rùn)滑性，以減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)間的磨損；

（4）良好的抗泡沫性，即油液起泡少，消泡快；

（5）體積膨脹系數(shù)低，閃點(diǎn)及燃點(diǎn)高；

（6）成分純凈，不含腐蝕性物質(zhì)，具有足夠的清潔度；

（7）對(duì)人體無(wú)害，對(duì)環(huán)境污染小，價(jià)格便宜。

1)品種的選擇

液壓油品種的選擇依據(jù)是液壓系統(tǒng)的工況條件，主要是溫度、壓力和油泵類型。工作溫度主要是對(duì)液壓油的黏溫特性和熱穩(wěn)定性提出的要求，見表1－3。工作壓力是針對(duì)液壓油的潤(rùn)滑性（抗磨性）而提出的要求。對(duì)于高壓系統(tǒng)的液壓元件特別是液壓泵中處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)的磨擦副，由于壓力大、速度高、潤(rùn)滑條件苛刻，因此要采用抗磨性好的液壓油。液壓泵的類型較多，同類泵又因功率、轉(zhuǎn)速、壓力、流量、材質(zhì)等因素的影響使液壓油的選用較為復(fù)雜。一般低壓系統(tǒng)可選用HL油，中、高壓系統(tǒng)可選用HM油。

2)黏度等級(jí)的選擇

液壓油的黏度對(duì)液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性、效率