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,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二章 液压传动基础知识,2-1,液压传动工作介质,2-2,液体静力学,2-3,液体动力学,2-1,液压传动工作介质,统计表明，液压系统发生的故障有,90%,是由于使用管理不善所致。液压油过滤与处理是液压系统使用管理中的重点项目之一，不仅是减少系统故障的重要途径，也是提高使用管理水平的一个标志。,在液压系统中，液压油液是传递动力和信号的工作介质。同时，它还起着润滑、冷却和防锈的作用。液压系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决于系统中所用的液压油液（如油液污染，堵塞阀口）。,一、液压传动工作介质的性质,1,、液体的密度,密度,单位体积液体的质量,=m/v kg/m,3,密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常忽略。,2,、液体的粘性,液体在外力作用下流动时,由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力,导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为粘性,.,内摩擦力表达式,F=A du/dy,液体静止时,du/dy=0,静止液体不呈现粘性,动画演示,粘 度,衡量粘性大小的物理量,动力粘度,运动,粘度,相对粘度,0,E,动力粘度,公式,:,=F/A=du/dy,（,N/m,2,）,=,dy/du,（,N,s/m,2,）,国际单位（,SI,制）中：,帕,秒（,PaS,）或牛顿,秒,/,米,2,（,NS/m,2,）；,以前沿用单位（,CGS,制）中：,泊（,P,）或厘泊（,CP,）,换算关系：,1PaS=10P=10,3,CP,运动粘度,运动粘度,：,动力粘度与液体密度之比值,=,/,（,m,2,/S,）,单位：,SI,制,m,2,/S,CGS,制,St,（斯）、,CSt,（厘斯）,（,Cm,2,/S,）（,mm,2,/S,）,换算关系：,1m,2,/S=10,4,St,=10,6,CSt,运动粘度单位说明：,单位中只有长度和时间量纲类似运动学量。,称运动粘度，常用于液压油牌号标注,液压油牌号标注：,老牌号,20,号液压油，指这种油在,50,C,时的平均运动粘度为,20 cst,。,新牌号,L,HL32,号液压油，指这种油在,40,C,时的平均运动粘度为,32cst,。,相对粘度,0,E,、,不易直接测量，只用于理论计算,常用相对粘度,相对粘度又称条件粘度，是在某一条件下测得的。这些相对粘度测试方法很简单、方便，但精度不太高。,关系式,工程上“,相对粘度,”,或,v,换 算,恩氏度,0,E,中国、德国、前苏联等用,赛氏秒,SSU,美国用,雷氏秒,R,英国用,口决：美塞英雷中德恩,换算关系：,3,、其它性质,1,）,粘度和压力的关系,P,，,F,，,随,p,而,，压力较小时忽略，,32Mpa,以上才考虑,2,）粘度和温度的关系,温度,，内聚力,，,粘度随温度变化的关系叫粘温特性，粘度随温度的变化 较小，即粘温特性较好。,二、对液压油的要求,1,、液压油的任务,工作介质,传递运动和动力,润滑剂,润滑运动部件,2,、对液压油的要求,1,）具有适当的粘度与良好的粘温特性；,粘度是液压油的重要性能指标，直接影响系统运动部件的润,滑、油泵的吸入特性、缝隙漏泄、压力损失以及系统发热等。在,使用范围内，油液粘度随温度的变化愈小愈好。粘度指数一般不,要低于,90,。,2,）除具有良好的润滑性外，还要有足够的油膜强度，运动副在高,速高压下，避免产生干摩擦。,3,）对人体无害，对环境污染小，成本低，价格便宜。,三、液压油的选择和使用,目前最广泛使用的传递介质是石油型液压油。要根据系统中采用,的元件结构形式（主要是液压泵）运动速度、使用温度和压力等因素,来选用油液的品种和品牌。,1,、正确选择工作液体类型,2,、正确选择工作液体粘度,3,、使用注意事项,1,）油箱中的油面应保持一定高度，正常工作时油箱的温,升不应超过液压油所允许的范围，一般不得超过,65,。,2,）为防止系统中进入空气，要做到：所有回油管都在油箱液面以,下，管口切成斜断面；油泵吸油管应严格密封；油泵吸油高度应尽可,能小些，以减少油泵吸油阻力；可能情况下，应在系统最高点设置放,气阀；定期检查油液质量和油面高度，以便及时更换和添加。,液压油种类：,普通润滑油：,代用润滑油，没有或很少加入专门添加剂，粘温特性和化学稳定性差，要求不高的系统。机械油、汽轮机油、变压器油及柴油机油。,专用液压油：,加入改善性能的添加剂。精密机床液压油、液压导轨油、低凝液压油、航空液压油。,抗燃液压油：,乳化液压油（水包油型,YRA,）。,合成液压液,（水乙二醇,乙二醇,50%,，工作温度,60,，适用于要求防火的液压系统，但对普通油漆有软化和剥落作用。）。,精密机床液压油：,加有抗氧、抗磨损、抗泡沫、防锈及提高粘度指数高。专用于精密机床，还有其他场合。,抗磨,YB,：,适应液压向高压、高速而研制，除加有抗氧化剂、防锈和抗泡沫剂以外，还添加了抗磨剂，可减少液压件相对接触面的磨损，延长使用寿命。如煤矿行业。适用于,-15,以下的高压和高速液压系统。环境温度变化较大的室外作业液压系统（如建筑机械、起重运输机械和工程机械等）也可采用。（最低达,-35,）,32,、,46,、,46D,、,68,10,号航空：,经过特殊加工的石油基液压油。加有提高粘度指数和加强润滑的添加剂，粘温特性和润滑性好，凝点低，无腐蚀，适用要求高和温度低的液压系统。,四、污染及其控制,1,、污染物的种类和特性,物质类型：固体、气体、液体、化学制品、微生物,能量形式：辐射、静电、腐蚀、磁性、热能,2,、危害,系统工作性能下降，动作失调,严重经济损失,3,、污染原因,4,、污染的控制,1,）对元件和系统进行清洗；,2,）防止污染物从外界侵入；,3,）采用合适的过滤器；,4,）控制液压油液的温度；,5,）定期检查和更换液压油液。,5,、空气的危害,1,）产生噪声、振动及爬行；噪声和振动影响系统的性能和寿命，造成环境污染，构成危害。爬行则严重影响液压系统的运行平稳性。低速液压马达发生爬行就无法工作；爬行使液压阀失灵，也使液压缸受到冲击。,2,）产生气蚀，引起液压元件磨损，寿命降低；,3,）液压油与空气中的氧发生氧化作用。,练习题,1,、我国生产的机械油和液压油采用,40,时的（）做为其标号。,A,、动力粘度,Pa*s B,、恩氏粘度,E,C,、运动粘度,mm,2,/s D,、塞氏粘度,SSU,2,、普通液压油（,YA,类组号），属于（）。,A,、石油型液压油,B,、乳化型液牙油,C,、合成型液压油,3,、运动速度（）时宜采用粘度较低的液压油减少摩擦损失；工作压力（）时宜采用粘度较高的液压油以减少泄露。,A,、高 低,B,、高 高,C,、低 高,D,、低 低,2-2,液体静力学,研究内容,：,研究液体处于静止状态的力学规律和这些规律的实际应用。,静止液体：,指液体内部质点之间没有相对运动，至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。,一、,液体的静压力及特性,1,、液体的静压力定义：,液体单位面积上所受的法向力，物理学中称压强，液压传动中习惯称压力。,2,、液体静压力特性：,（,1,）垂直并指向于承压表面,液体在静止状态下不呈现粘性,内部不存在切向剪应力而只有法向应力,（,2,）各向压力相等,有一向压力不等，液体就会流动,各向压力必须相等,二、液体静力学基本方程,1,、计算静止液体内任意点,A,处的压力,p=p,0,+,gh,2,、重力作用下静止液体压力分布特征,（,1,）静止液体中任一点处的压力由两部分,液面压力,p,0,组成,液体自重所形成的压力,gh,（,2),静止液体内压力沿液深呈线性规律分布,（,3),离液面深度相同处各点的压力均相等，,压力相等的点组成的面叫等压面,.,三、,压力的表示方法及单位,1,、测压两基准,绝对压力,以绝对零压为基准所测,相对压力*,以大气压力为基 准所测,2,、,关系,绝对压力,=,大气压力,+,相对压力,或 相对压力（表压）,=,绝对压力,大气压力,注：液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力,真空度,=,大气压力,绝对压力,动画演示,四、,帕斯卡原理,在密闭容器内，液体表面的压力可等值传递到液体内部所有各点。,根据帕斯卡原理：,p=F/A,结论：,液压系统的工作压力取决于负载，,并且 随着负载的变化而变化。,五、,液体对固体壁面的作用力,作用在平面上的总作用力：,P=p,A,如：液压缸，若设活塞直径为,D,则,P=p,A=p,D,2,/4,作用在曲面上的总作用力：,F,x,=p,A,x,结论：,曲面在某一方向上所受的作用力，等于液体压力与曲面在该方向的垂直投影面积之乘积。,2-3,液体动力学,一、基本概念,1,、理想液体、定常流,理想液体：既无粘性又不可压缩的液体。,定常流动：流动液体中任一点的,p,、,u,和,都不随时间而变化流动。,2,、流量和平均流速,流量,单位时间内流过某通流截面液体体积,q,。,平均流速,通流截面上各点均匀分布假想流速。,二、连续性方程,质量守恒定律,连续性原理：,理想液体在管道中恒定流动时，根据质量守恒定律，液体在管道内既不能增多，也不能减少，因此单位时间内流入液体的质量应恒等于流出液体的质量。,连续性方程：,v,1,A,1,=v,2,A,2,或,q,=vA=,常数,结论：,液体在管道中流动时，流过各个断面的流量是相等的，因而流速和过流断面成反比。,三、伯努利方程,能量守恒定律,1,、能量守恒定律,：理想液体在管道中稳定流动时，根据能量守恒定律，同一管道内任一截面上的总能量应该相等。,或：外力对物体所做的功应该等于该物体机械能的变化量。,2,、伯努利方程,（理想液体）：,p,1,+g Z,1,+v,1,2,/2=p,2,+g Z,2,+v,2,2,/2,或,p/g,+Z+v,2,/2g=C,（,c,为常数）,3,、方程的物理意义：,在密闭管道内作恒定流动的理想液体具有三种形式的能量，即压力能、位能和动能。在流动过程中，三种能量之间可以互相转化，但各个过流断面上三种能量之和恒为定值。,练习,一判断题,1.,工作机构的运动速度决定于一定时间内，进入液压缸油液容积的多少和液压缸推力的大小。,2.,液体在不等横截面的管中流，液体流速和液体压力与横截面积的大小成反比。,二,.,选择题,1.,用来测量液压系统中液体压力的压力表所指示的压力为 。,（绝对压力 相对压力 真空度）,2.,通过管内不同截面的液流速度与其横截面积的大小成 。,（正比 反比 无关 ）,3.,当管道水平放置时，通过管内的某一截面的液体流速与液体压力成 。,（正比 反比 无关 ）,