液壓基本原理

1、液壓油的性質(zhì)和選用靜止液體力學(xué)流動(dòng)液體力學(xué)液體的管道流動(dòng)液流流經(jīng)小孔及縫隙的流量計(jì)算液壓沖擊和空穴現(xiàn)象1.液體的密度對(duì)于非均質(zhì)液體：對(duì)于均質(zhì)液體，其單位體積的質(zhì)量就是液體的密度，即Notes: 如無(wú)特殊說(shuō)明，一般認(rèn)為液壓油都是均質(zhì)的，其密度=（850-960）kg/m3液體的壓縮性是指液體受壓后體積變小的性能（1）液體的壓縮性系數(shù) 液壓油的壓縮性系數(shù)值一般為（5-7）10-10m2/N（2）液體的體積彈性模量e=1/ 液壓油的體積彈性模量一般為（1.4-2.0）109 N/m2鋼的體積彈性模量一般為 2.061011 N/m2粘性：液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，分子間的內(nèi)聚力阻礙分子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生

2、一種內(nèi)摩擦力。液體的這種性質(zhì)，叫做液體的粘性。 粘度是表示液體粘性大小的物理量，常用的粘度表示方式有三種，即：絕對(duì)粘度（動(dòng)力粘度）、運(yùn)動(dòng)粘度、相對(duì)粘度。牛頓液體：速度梯度變化時(shí)值不變的液體。絕對(duì)粘度的單位為 1Pa.S=10P=1000cP 運(yùn)動(dòng)粘度：液體的絕對(duì)粘度與其密度的比值稱為液體的運(yùn)動(dòng)粘度。運(yùn)動(dòng)粘度的單位是m2/s。過(guò)去通常使用厘斯（cSt）作運(yùn)動(dòng)粘度的單位，它等于10-6m2/s，（即1cSt=1mm2/s。 我國(guó)液壓油牌號(hào)新標(biāo)準(zhǔn)以液壓油在40攝氏度運(yùn)動(dòng)粘度的平均厘斯（cSt）數(shù)來(lái)命名。 粘度和溫度的關(guān)系 溫度，內(nèi)聚力， 粘度隨溫度變化的關(guān)系叫粘溫特性，粘度隨溫度 的變化較小，即粘溫

3、特性較好。 工作介質(zhì):傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力液壓油的任務(wù) 潤(rùn)滑劑 :潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件 對(duì)液壓油的要求 (1)合適的粘度和良好的粘溫特性； (2)良好的潤(rùn)滑性； (3)純凈度好，雜質(zhì)少； (4)對(duì)系統(tǒng)所用金屬及密封件材料有良好的相容性。 (5)對(duì)熱、氧化水解都有良好穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)； (6)抗泡沫性、抗乳化性和防銹性好，腐蝕性?。?(7)比熱和傳熱系數(shù)大，體積膨脹系數(shù)小，閃點(diǎn)和燃點(diǎn) 高，流動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低。（凝點(diǎn):油液完全失去其流動(dòng)性的最高溫度）(8)對(duì)人體無(wú)害，對(duì)環(huán)境污染小，成本低，價(jià)格便宜 研究?jī)?nèi)容： 研究液體處于靜止?fàn)顟B(tài)的力學(xué)規(guī)律和這些規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用。 研究對(duì)象：靜止液體，所謂靜止液體是指液體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)

4、之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，至于液體整體完全可以象剛體一樣做各種運(yùn)動(dòng)。 定義：液體單位面積上所受的法向力，物理學(xué)中稱壓強(qiáng)，定義：液體單位面積上所受的法向力，物理學(xué)中稱壓強(qiáng)， 液壓傳動(dòng)中習(xí)稱壓力液壓傳動(dòng)中習(xí)稱壓力特性：（特性：（1 1）垂直并指向于承壓表面）垂直并指向于承壓表面 液體在靜止?fàn)顟B(tài)下不呈現(xiàn)粘性 內(nèi)部不存在切向剪應(yīng)力而只有法向應(yīng)力 （2 2）各向壓力相等）各向壓力相等 有一向壓力不等，液體就會(huì)流動(dòng) 各向壓力必須相等 液體靜力學(xué)基本方程式液體靜力學(xué)基本方程式 質(zhì)量力（重力、慣性力）質(zhì)量力（重力、慣性力）-作用于液體的所有質(zhì)點(diǎn)作用于液體的所有質(zhì)點(diǎn) 作用于液體上的力作用于液體上的力 表面力（法向力、切

5、向力、或其它物體或其它容器對(duì)液體、表面力（法向力、切向力、或其它物體或其它容器對(duì)液體、 一部分液體作用于令一部分液體等）一部分液體作用于令一部分液體等）-作用于液體的表面作用于液體的表面 例：計(jì)算靜止液體內(nèi)任意點(diǎn)例：計(jì)算靜止液體內(nèi)任意點(diǎn)A A處的壓力處的壓力p p pdA = p0dA+G = p0dA+ghdA pdA = p0dA+G = p0dA+ghdA p = p0+gh p = p0+gh 特征：特征： 液面壓力液面壓力p0 p0 （1 1）靜止液體中任一點(diǎn)處的壓力由兩部分組成）靜止液體中任一點(diǎn)處的壓力由兩部分組成 液體自重所形成的壓力液體自重所形成的壓力ghgh（2 2）靜止液體

6、內(nèi)壓力沿液深呈線性規(guī)律分布）靜止液體內(nèi)壓力沿液深呈線性規(guī)律分布（3 3）離液面深度相同處各點(diǎn)的壓力均相等，壓力相等的點(diǎn)組成的面）離液面深度相同處各點(diǎn)的壓力均相等，壓力相等的點(diǎn)組成的面 叫等壓面叫等壓面. . 絕對(duì)壓力-以絕對(duì)零壓為基準(zhǔn)所測(cè) 相對(duì)壓力*-以大氣壓力為基準(zhǔn)所測(cè)測(cè)壓兩基準(zhǔn) 絕對(duì)壓力 = 大氣壓力 + 相對(duì)壓力 關(guān)系： 相對(duì)壓力（表壓）= 絕對(duì)壓力 - 大氣壓力 注 ： 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中所測(cè)壓力均為相對(duì)壓力即表壓力 真空度 = 大氣壓力 - 絕對(duì)壓力單位單位帕斯卡(Pa)巴(bar)工程大氣壓(at)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)托(torr)磅每平方英寸(psi)換算換算 1 Pa = 1 N/

7、平方m; = 105 bar 10.197106 at 9.8692106 atm 7.5006103 Torr 145.04106 psi 1 bar = 100 000 Pa = 106 dyn/cm² 1.0197 at 0.98692 atm 750.06 Torr 14.504 psi 1 at = 98 066.5 Pa = 0.980665 bar =1 kgf/cm² 0.96784 atm 735.56 Torr 14.223 psi 1 atm = 101 325 Pa = 1.01325 bar 1.0332 at =101 325 P

8、a = 760 Torr 14.696 psi 1 torr 133.322 Pa 1.3332103 bar 1.3595103 at 1.3158103 atm = 1 mmHg 19.337103 psi 1 psi 6894.76 Pa 68.948103 bar 70.307103 at 68.046103 atm 51.715 Torr =1 lbf/in²為方便記憶，可以簡(jiǎn)化為如下規(guī)律：1. 1atm=0.1MPa=100KPa=11atm=0.1MPa=100KPa=1公斤公斤=1bar=10=1bar=10米水柱米水柱14.5PSI14.5PSI2. 1KP

9、a=0.011KPa=0.01公斤公斤=0.01bar=10mbar=7.5mmHg=0.3inHg=7.5torr=100mmH2O=4inH2O=0.01bar=10mbar=7.5mmHg=0.3inHg=7.5torr=100mmH2O=4inH2O絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力、真空度三者的關(guān)系 p p ppa 表壓力 大氣壓 真空度 pa 絕對(duì)壓力 p 4 短孔 0、5 l/d 4（2）薄壁孔口的流量（3）細(xì)長(zhǎng)小孔的流量 平面縫隙 壓差流動(dòng) 常見(jiàn)縫隙 縫隙流動(dòng)狀況 環(huán)狀縫隙 剪切流動(dòng) 1） 通過(guò)平行平板縫隙的流量 2）圓柱環(huán)形間隙的流量 1 1、 空穴（氣穴）現(xiàn)象空穴（氣穴）現(xiàn)象空穴現(xiàn)象： 液壓系統(tǒng)中，由于某種原因（如速度突變），使壓力降低而使氣泡產(chǎn)生的現(xiàn)象產(chǎn)生原因： 壓力油流過(guò)節(jié)流口、閥口或管道狹縫時(shí)，速度升高，壓力降低；液壓泵吸油管道較小，吸油高度過(guò)大，阻力增大，壓力降低；液壓泵轉(zhuǎn)速過(guò)高，吸油不充分等，壓力降低。空穴現(xiàn)象的危害： （1） 系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲 （2） 發(fā)生氣蝕 （3） 液流不連續(xù)，流量、壓力脈動(dòng)減小氣空穴的措施： （1） 減小小孔和縫隙前后的壓力降，希望p1/p2 工作壓力 引起振動(dòng)、噪聲、導(dǎo)致某些元件如密封裝置、管路等損壞；使某些元件如壓力繼電器、順序閥等）產(chǎn)生動(dòng)作，影響系統(tǒng)正常工作。2 液壓沖擊產(chǎn)生的原因 1）迅速使油液