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液压与气压传动第二讲

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  • 卖家[上传人]:tia****nde
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  • 上传时间:2019-01-14
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    • 1、第二章 液压流体力学基础,2、1 液压油 2、2 液体静力学,目的任务,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 式和结论,重点难点,液压油的粘性和粘度 粘温特性 静压特性 压力形成 静力学基本方程,提问作业,1、什么叫液压传动?液压传动的特点是什么? 2、液压传动系统的组成和作用各是什么?,液压油,2、1、2 对液压油的要求及选用 2、1、1 液压油的物理性质,2、1、1 液压油的物理性质,一 液体的密度 二 液体的粘性 三 液体的可压缩 四 其他性质,液体的密度,密度单位体积液体的质量 =m/v kg/m3 密度随着温度或压力的变化而变化,但变化不大,通常忽略,一般取=900kg/m 3的大小。,粘性的物理本质,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. 或: 流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质.,粘性的物理本质,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,牛顿液体内摩擦定律,液层间的内摩擦力与液层接触

      2、面积及液层之间的速度成正比。,粘 度,衡量粘性大小的物理量,粘度,动力粘度 运动粘度 相对粘度0E,动力粘度,公式: =F/A=du/dy(N/m2) =dy/du (Ns/m2),动力粘度物理意义,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。,动力粘度单位,国际单位(SI制)中: 帕秒(PaS)或牛顿秒/米2(NS/m2); 以前沿用单位(CGS制)中: 泊(P)或厘泊(CP) 达因秒/厘米2dynS/cm2) 换算关系: 1PaS = 10P =103 CP,运动粘度,动力粘度与液体密度之比值,运动粘度公式,= / (m2/S),运动粘度物理意义,无 (只是因为/在流体力学中经常出现 用代替(/),运动粘度单位,SI制: m2/S CGS制: St(斯)、 CSt(厘斯) (Cm2/S) (mm2/S) 换算关系:1m2/S = 104St =106 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50C 时的平均运动粘度为20 cst。 新牌号LHL32号液压油,指这

      3、种油在 40C时的平均运动粘度为32cst。,相对粘度0E, 、不易直接测量,只用于理论计算 常用相对粘度,相对粘度(条件粘度),恩氏度0E 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,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,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。,液体的体积压缩系数定义,定义: 体积为v的液体,当压力增大 p时,体积减小v,则液体 在单位压力变化下体积的相 对变化量。,液体的体积压缩系数公式, = - v / p v = (5-7)x10-10 m2/N,液体的体积压缩系数物理意义,单位压力所引起液体体积的变化 p v 为保证为正值,式中须加负号,液体的体积弹性模数定义,液体压缩系数的倒数,液体的体积弹性模数公式,k = 1/= - p v /v,液体的体积弹性模数物理意义,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

      4、大的高压系统,则必须考虑。,液体的其它性质,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,液体的其它性质,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。,2、1、2 对液压油的要求及选用,对液压油的要求 液压油的选择,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,对液压油的要求,(1)合适的粘度和良好的粘温特性; (2)良好的润滑性; (3)纯净度好,杂质少; (4)对系统所用金属及密封件材 料有 良好的相容性。,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; (6)抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好,腐蚀性小; (7)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。 (凝点 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, 价格便宜 总之:粘度是第一位的,液压油的选择,选择液压油品种 2 选择液压油粘度,液压油的类型,机械油 精密机床液压油 气轮机油 变压器油等,液压油选择,首先根据工作条件 (v、p 、T)和元件

      5、类型 选择油液品种,然后根据粘度选择牌号 慢速、高压、高温:大(以q) 通常 快速、低压、低温:小(以P),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。,2、2 液体静力学,2、2、1 液体的静压力及特性 2、2、2 液体静力学基本方程式 2、2、3 压力的表示方法及单位 2、2、4 静压传递原理 2、2、5 液体对固体壁面的作用力,液体的静压力及特性,质量力(重力、惯性力) 作用于液体 的所有质点 作用于液体上的力 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 于令一部分液体等)作用于 液体的表面,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。,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,液体静力学基本方程,例:计算静止液体内任意点A处的压力p pdA = p0dA+

      6、G = p0dA+ghdA p = p0+gh,h,G,P,P0,A,dA,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p0 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.,2、2、3 压力的表示方法及单位,测压两基准 关系,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,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 p pa p = pa p pa p = 0,2、2、4 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,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,液压系统压力形成,p = F/A F = 0 p = 0 F p F p 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。,F,A,2、2、5 液体对固体壁面的作用力,作用在平面上的总作用力 作用在曲面上的总作用力,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D,则 P = pA = pD2/4,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, 等于液体压力与曲面在该方向的 垂直投影面积之乘积。,

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