液压与气压传动技术教程 .pptx

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1、目的任务目的任务了解油液性质、静压特性、方程、传递规律了解油液性质、静压特性、方程、传递规律 掌握静力学基本方程、压力表达掌握静力学基本方程、压力表达式和结论式和结论第1页/共57页重点难点重点难点液压油的粘性和粘度液压油的粘性和粘度粘温特性粘温特性静压特性静压特性压力形成压力形成静力学基本方程静力学基本方程第2页/共57页提问作业提问作业1、什什么么叫叫液液压压传传动动？液液压压传传动动的的特特点点是是什什么么？2、液压传动系统的组成和作用各是什么？、液压传动系统的组成和作用各是什么？第3页/共57页液压油液压油2、1、2对液压油的要求及对液压油的要求及选用选用2、1、1液压油的物理性质液压

2、油的物理性质第4页/共57页2、1、1液压油的物理性质液压油的物理性质一一液体的密度液体的密度二二液体的粘性液体的粘性 三 液体的可压缩液体的可压缩四四其他性质其他性质第5页/共57页液体的密度液体的密度密度密度单位体积液体的质量单位体积液体的质量=m/vkg/m3密密度度随随着着温温度度或或压压力力的的变变化化而而变变化化，但但变变化化不不大大，通通常常忽忽略略，一一般取般取=900kg/m3的大小。的大小。第6页/共57页粘性的物理本质粘性的物理本质 液液体体在在外外力力作作用用下下流流动动时时,由由于于液液体体分分子子间间的的内内聚聚力力和和液液体体分分子子与与壁面间的附着力壁面间的附着

3、力,导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为粘性这种特性称为粘性.或或:流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质.第7页/共57页粘性的物理本质粘性的物理本质内摩擦力表达式内摩擦力表达式F=Adu/dy液体静止时液体静止时,du/dy=0静止液体不呈现粘性静止液体不呈现粘性动画演示动画演示第8页/共57页牛顿液体内摩牛顿液体内摩擦定律擦定律液层间的内摩擦力与液层接触液层间的内摩擦力与液层接触面积及液层之间的速度成正比。面积及液层之间的速度成正比。第9页/共57页粘粘度度衡量粘性大小的物理衡量粘性大小的物理量量

4、第10页/共57页粘度粘度 动力粘度动力粘度运动运动粘度粘度相对粘度相对粘度0E第11页/共57页动力粘度动力粘度公式公式:=F/A=du/dy（N/m2）=dy/du（Ns/m2）第12页/共57页动力粘度物理意义动力粘度物理意义液体在单位速度梯度下流动时，液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间单位面积上内摩擦力接触液层间单位面积上内摩擦力。第13页/共57页动力粘度单位动力粘度单位国际单位（国际单位（SI制）中：制）中：帕帕秒（秒（PaS）或牛顿）或牛顿秒秒/米米2（NS/m2）；）；以前沿用单位（以前沿用单位（CGS制）中：制）中：泊（泊（P）或厘泊（）或厘泊（CP）达因达因秒秒/厘米厘

5、米2dynS/cm2）换算关系：换算关系：1PaS=10P=103CP第14页/共57页运动粘度运动粘度动动力力粘粘度度与与液液体体密密度度之之比比值值 第15页/共57页运动粘度公式运动粘度公式=/（m2/S）第16页/共57页运动粘度物理意义运动粘度物理意义无无（只是因为只是因为/在流体力学中经常出现在流体力学中经常出现用用代替（代替（/）第17页/共57页运动粘度单位运动粘度单位 SI制：制：m2/SCGS制：制：St（斯）、（斯）、CSt（厘斯）（厘斯）（Cm2/S）（mm2/S）换算关系：换算关系：1m2/S=104St=106 CSt第18页/共57页运动粘度单位说明运动粘度单位说

6、明单位中只有长度和时间量纲类似运动学量。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称运动粘度，常用于液压油牌号标注第19页/共57页液压油牌号液压油牌号标注标注老牌号老牌号20号液压油，指这种油在号液压油，指这种油在50C时的平均运动粘度为时的平均运动粘度为20cst。新牌号新牌号LHL32号液压油，指这种油在号液压油，指这种油在40C时的平均运动粘度为时的平均运动粘度为32cst。第20页/共57页相对粘度相对粘度0E、不易直接测量，只用于理论计算不易直接测量，只用于理论计算常用相对粘度常用相对粘度第21页/共57页相对粘度（条件粘度）相对粘度（条件粘度）恩氏度0

7、E 中国、德国、前苏联等用赛氏秒SSU 美国用雷氏秒R 英国用巴氏度0B 法国用 第22页/共57页换算关系恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系=（7、310E-6、31/0E）10-6第23页/共57页液体的可压缩性定义液体的可压缩性定义 液体受压力作用而发生体积缩小性质。液体受压力作用而发生体积缩小性质。第24页/共57页液体的体积压缩系数定义液体的体积压缩系数定义定义：定义：体积为体积为v的液体，当压力增大的液体，当压力增大 p时，体积减小时，体积减小v,则液体则液体在单位压力变化下体积的相在单位压力变化下体积的相对变化量对变化量。第25页/共57页液体的体积

8、压缩液体的体积压缩系数公式系数公式=-v/pv=（5-7）x10-10m2/N第26页/共57页液体的体积压缩系数液体的体积压缩系数物理意义物理意义 单位压力所引起液体体积的变化单位压力所引起液体体积的变化pv为保证为保证为正值，式中须加负号为正值，式中须加负号第27页/共57页液体的体积弹性模数定义液体的体积弹性模数定义液体压缩系数的倒数液体压缩系数的倒数第28页/共57页液体的体积弹性液体的体积弹性模数公式模数公式 k=1/=-p v/v第29页/共57页液体的体积弹性模数液体的体积弹性模数物理意义物理意义表示单位体积相对变化量所需要的压力增量，也即液体抵抗压缩能力的大小。一般认为油液不可

9、压缩（因压缩性很小），计算时取：k=（1、4-1、9）*109 N/m2 若分析动态特性或p变化很大的高压系统,则必须考虑。第30页/共57页液体的其它性质液体的其它性质1、粘度和压力的关系粘度和压力的关系P，F，随随p而而，压力较小时，压力较小时忽略，忽略，32Mpa以上才考虑以上才考虑第31页/共57页液体的其它液体的其它性质性质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。第32页/共57页2、1、2对液压油的要求及选用对液压油的要求及选用对液压油的要求对液压油的要求液压油的选择液压油的选择第33页/共57页液压油的任务液压

10、油的任务工作介质工作介质传递运动和动力传递运动和动力润滑剂润滑剂润滑运动部件润滑运动部件第34页/共57页对液压油的要求对液压油的要求（1）合适的粘度和良好的粘温特性；）合适的粘度和良好的粘温特性；（2）良好的润滑性；）良好的润滑性；（3）纯净度好，杂质少；）纯净度好，杂质少；（4）对系统所用金属及密封件材）对系统所用金属及密封件材料有料有良好的相容性。良好的相容性。第35页/共57页对液压油的要求对液压油的要求（5）对热、氧化水解都有良好稳定性，使用寿命长；）对热、氧化水解都有良好稳定性，使用寿命长；（6）抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小；）抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小；（7

11、）比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和）比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和燃点高，流动点和凝固点低。燃点高，流动点和凝固点低。（凝点（凝点油液完全失去其流动性的最高温度）油液完全失去其流动性的最高温度）（8）对人体无害，对环境污染小，成本低，）对人体无害，对环境污染小，成本低，价格便宜价格便宜总之：粘度是第一位的总之：粘度是第一位的第36页/共57页液压油的选择液压油的选择1选择液压油品种选择液压油品种2选择液压油粘度选择液压油粘度第37页/共57页液压油的类型液压油的类型机械油机械油精密机床液压油精密机床液压油气轮机油气轮机油变压器油等变压器油等 第38页/共57页液压油选择液压油

12、选择首先根据工作条件首先根据工作条件（v、p、T）和元件类型）和元件类型选择油液品种，然后根据粘度选择牌号选择油液品种，然后根据粘度选择牌号慢速、高压、高温：慢速、高压、高温：大（以大（以q）通常通常快速、低压、低温：快速、低压、低温：小（以小（以P）第39页/共57页2、2液体静力学液体静力学研究内容研究内容：研究液体处于静止状态的力：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。学规律和这些规律的实际应用。第40页/共57页静止液体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。第41页/共57页2、2液体静力学液体静力学 2、2、1液体的静压力及特

13、性液体的静压力及特性2、2、2液体静力学基本方程式液体静力学基本方程式2、2、3压力的表示方法及单位压力的表示方法及单位2、2、4静压传递原理静压传递原理2、2、5液体对固体壁面的作用力液体对固体壁面的作用力第42页/共57页液体的静压力及特性液体的静压力及特性 质量力（重力、惯性力）质量力（重力、惯性力）作用于液体作用于液体 的所有质点的所有质点作用于液体上的力作用于液体上的力表面力（法向力、切向力、其它物体或表面力（法向力、切向力、其它物体或 容器对液体、一部分液体作用容器对液体、一部分液体作用 于令一部分液体等）于令一部分液体等）作用于作用于 液体的表面液体的表面 第43页/共57页液体

14、的静压力定义液体的静压力定义液体单位面积上所受的法向力，物理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。学中称压强，液压传动中习惯称压力。第44页/共57页液体静压力特性液体静压力特性（1）垂直并指向于承压表面）垂直并指向于承压表面液体在静止状态下不呈现粘性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内部不存在切向剪应力而只有法向应力法向应力（2）各向压力相等）各向压力相等有一向压力不等，液体就会流动有一向压力不等，液体就会流动各向压力必须相等各向压力必须相等第45页/共57页液体静力学基本方程液体静力学基本方程例：计算静止液体内任意点例：计算静止液体内任意点A处

15、的压力处的压力ppdA=p0dA+G=p0dA+ghdAp=p0+ghh GPP0AdA第46页/共57页重力作用下静止液体压力分布特征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）静止液体中任一点处的压力由两部分液面压力液面压力p0组成组成pap=pappap=0第50页/共57页2、2、4静压传递原理静压传递原理 帕斯卡原理（静压传递原理帕斯卡原理（静压传递原理）液压系统压力形成液压系统压力形成第51页/共57页帕斯卡原理（静压传递原理）帕斯卡原理（静压传递原理）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第52页/共57页液

16、压系统压力形成液压系统压力形成p=F/AF=0p=0F pF p结论：液压系统的工作压力取决于负载，结论：液压系统的工作压力取决于负载，并且并且随着负载的变化而变化。随着负载的变化而变化。FA第53页/共57页2、2、5液体对固体壁面的作用力液体对固体壁面的作用力 作用在平面上的总作用力作用在平面上的总作用力作用在曲面上的总作用力作用在曲面上的总作用力第54页/共57页作用在平面上的总作用力作用在平面上的总作用力作用在平面上的总作用力作用在平面上的总作用力P=pA如：液压缸，若设活塞直径为如：液压缸，若设活塞直径为D,则则P=pA=pD2/4第55页/共57页作用在曲面上的总作用力作用在曲面上的总作用力 作用在曲面上的总作用力作用在曲面上的总作用力Fx=pAx结论：曲面在某一方向上所受的作用力，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等于液体压力与曲面在该方向的垂直投影面积之乘积。垂直投影面积之乘积。第56页/共57页感谢您的观看！第57页/共57页