液压与气压传动1
113页1、,第一篇 液压传动第一章液压流体力学基础,本章重点内容1)液压油的物理性质,液压油的选用 。2)液压传动的基本原理,即连续性方程和伯努力方程,液体流经管路的压力损失等。3)孔口流动特性。,本章目录第一节 液压油液第二节 流体静力学第三节 流体动力学第四节 管道流动第五节 孔口流动第六节 缝隙流动,第一节 液压油液,在液压系统中,最常用的工作介质是液压油,液压油是传递信号和能量的工作介质。同时,还起到润滑,冷却和防锈等方面的作用。液压系统能否可靠和有效地工作,在很大程度上取决于液压油。,一、液压油液的性质,(一)密度和重度: 密度:单位 Kg/m3,对匀质液体:单位体积内所含的质量。 = m/V,在液压系统中一般液压油的密度: = 900 Kg/m3,重度 :单位 N/m3,对匀质液体:单位体积内所含的重量。 = G/V重度与密度的关系: = G/V = mg/V = g 则: = /g则: = g = 9009.81= 8.8103 N/m3,(二)可压缩性,体积压缩系数: 受压液体在单位压力变化下的液体体积相对变化量。,液体体积弹性模量K:产生单位体积相对变化量所需要的压力增量。,V
2、,(三)粘性,粘性:流体在外力作用下流动时,分子间的内聚力为了阻碍分子的相对运动而产生的一种内摩擦力。,1、粘性的意义,式中:比例常数,称粘度系数或动力粘度。 du/dy 速度梯度,即液层相对速度对液层 距离的变化率。,相邻两油层间的内摩擦力,切应力:单位面积上的摩擦力,(1)动力粘度 :,称为牛顿的液体内摩擦定律,2、液体的粘度,当:du/dy =1时, = 由此可知动力粘度 :是指它在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。,动力粘度的单位:,CGS制中常用 P(泊) 1cP(厘泊)=10-2 P (泊)SI单位: Pas(帕秒) 1 Pas =1 Ns/m2换算关系: 1 Pas =10 P =103 cP,(2) 运动粘度 : 液体动力粘度与其密度的比值,称为运动粘度。 = / 运动粘度的单位: CGS制中常用 cm2 /s :st(沲) 1cst(厘沲)=1mm2/s = 10-2 st(沲)=10 -2 cm2 /sSI单位: m2 /s 1 m2 /s = 104 St = 106 cst,工程中常用它来标志液体的粘度。如液压油的牌号,就是这种油液在40时的运动粘度
3、的平均值,如L-AN32液压油即表示这种油在40时的运动粘度的平均值为32cst。,3、相对粘度:相对粘度又称条件粘度,是工程上常用一种简便的测定方法,我国用的是恩氏粘度:,式中:t1200cm3 的被测液体,在温度为t ( 液压油为20、50 、100 )下,通过=2.8mm小孔所需时间。t2200cm3 的蒸馏水,在温度为20 下,通过同一小孔所需时间。则:,粘度与压力、温度的关系:,压力增加,粘度增大。但在液压系统使用的压力范围内,增大数值很小,可忽略不计。,温度升高,粘度下降。 不同的油液有不同的粘度温度变化关系,这种关系叫做油液的粘温特性。 油液粘度的变化直接影响液压系统的性能和泄漏量, 因此希望粘度随温度的变化越小越好。,粘度与温度的关系:,二、对液压油的要求和选用:,(一)要求 1)粘度适宜,粘温特性要好; 2)油液纯净,不含杂质(化学及机械杂质);,3)凝固点要低,以防寒冷凝固; 闪点和燃点要高,以防燃烧;4)润滑性能好;,5)其它: 抗泡沫性和抗乳化性好; 材料相容性好; 无毒,价格便宜。,(二)选用,1)工作压力:,高选粘度大的,低选粘度小的;,2)环境温度:,高选
4、粘度大的,低选粘度小的;,3)工作部件的运动速度:,高选粘度小的,低选粘度大的。,4)液压泵的类型:,各类泵适用的粘度范围见书中表14。,返回目录,第二节 流体静力学 hydrostatics,一、液体静压力及其性质:1、液体压力(静压力) p: 液体内某点处单位面积上所受的法向力,叫液体的压力:,对于均布受力的液体,其静压力为: p=F/A,4)静压力基本方程式的物理意义:,说明静止液体中单位质量液体的压力能和势能可以互相转换,但各点的总能量保持不变,即能量守恒。,设:以大地为基准,由静压力基本方程式可得:,2、静压力的两个重要性质:,1)液体静压力总是垂直指向承压面, 其方向与该面的内法线方向一致。 因为液体质点间的凝聚力很小,受到拉力和剪力时会发生流动。 2)静止液体内任一点处的静压力在各个方向都相等。 如果某点受到的压力在某个方向上不相等,那么液体就会流动,这就违背了液体静止的条件。,二、液体静压力基本方程,(一)静压力基本方程: pA = p0A FG = p0AghA 则:p = p0 gh,上式说明:1)静止液体内某点处的压力由两部分组成:一部分是液体表面上的压力p0,另
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