液壓與氣動技術(shù)第章 液壓與氣壓傳動基礎(chǔ)

1、編輯ppt1第第1章章 液壓與氣壓傳動基礎(chǔ)液壓與氣壓傳動基礎(chǔ)1.1 液壓與氣壓傳動的工作原理液壓與氣壓傳動的工作原理1.2 液壓與氣壓傳動的組成液壓與氣壓傳動的組成1.3 液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)1.4 液壓與氣動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展概況液壓與氣動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展概況1.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論編輯ppt21.1 液壓與氣壓傳動的工作原理液壓與氣壓傳動的工作原理1. 1. 1 概述概述液壓與氣壓傳動技術(shù)是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展速度最快的技術(shù)之一液壓與氣壓傳動技術(shù)是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展速度最快的技術(shù)之一特別是近年來特別是近年來.隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展隨著機(jī)電一

2、體化技術(shù)的發(fā)展.與微電子、計(jì)算與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合機(jī)技術(shù)相結(jié)合.液壓與氣壓傳動進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段液壓與氣壓傳動進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段.其其廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造業(yè)、起重設(shè)備、礦山機(jī)械、工程機(jī)械、廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造業(yè)、起重設(shè)備、礦山機(jī)械、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、化工機(jī)械及軍事行業(yè)中。特別是在機(jī)床行業(yè)中應(yīng)農(nóng)業(yè)機(jī)械、化工機(jī)械及軍事行業(yè)中。特別是在機(jī)床行業(yè)中應(yīng)用液壓與氣壓傳動技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)床往復(fù)、機(jī)床回轉(zhuǎn)、機(jī)床進(jìn)給、用液壓與氣壓傳動技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)床往復(fù)、機(jī)床回轉(zhuǎn)、機(jī)床進(jìn)給、機(jī)床仿行及各種輔助運(yùn)動。機(jī)床仿行及各種輔助運(yùn)動。液壓與氣壓傳動技術(shù)是以流體液壓與氣壓傳動技術(shù)是以流體液壓油液液壓油液(或壓縮空氣或壓

3、縮空氣)為工為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動形式作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動形式.它們的工作原理它們的工作原理基本相同。基本相同。下一頁返回編輯ppt31.1 液壓與氣壓傳動的工作原理液壓與氣壓傳動的工作原理1. 1. 2 液壓傳動的工作原理液壓傳動的工作原理液壓傳動是指用液體作為工作介質(zhì)液壓傳動是指用液體作為工作介質(zhì).借助于液體的壓力能進(jìn)行借助于液體的壓力能進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動形式。利用各種元件組成不同功能量傳遞和控制的一種傳動形式。利用各種元件組成不同功能的基本控制回路能的基本控制回路.再由基本控制回路根據(jù)系統(tǒng)要求組成具有再由基本控制回路根據(jù)系統(tǒng)要求組成具有一定控制機(jī)能

4、的液壓傳動系統(tǒng)。一定控制機(jī)能的液壓傳動系統(tǒng)。液壓千斤頂是機(jī)械行業(yè)常用的工具液壓千斤頂是機(jī)械行業(yè)常用的工具.常用這個小型工具頂起較常用這個小型工具頂起較重的物體。下面以它為例簡述液壓傳動的工作原理。圖重的物體。下面以它為例簡述液壓傳動的工作原理。圖1-1所示為液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟怼ＧЫ镯斢袃蓚€液壓缸所示為液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?。千斤頂有兩個液壓缸1和和6.內(nèi)部分別裝有活塞內(nèi)部分別裝有活塞.活塞和缸體之間保持良好的配合關(guān)系活塞和缸體之間保持良好的配合關(guān)系.不不僅活塞能在缸內(nèi)滑動僅活塞能在缸內(nèi)滑動.而且配合面之間又能實(shí)現(xiàn)可靠的密封。而且配合面之間又能實(shí)現(xiàn)可靠的密封。當(dāng)向上抬起杠桿時當(dāng)向上抬起杠桿時.液

5、壓缸液壓缸1的活塞向上運(yùn)動的活塞向上運(yùn)動.液壓缸液壓缸1的下腔的下腔容積增大形成局部真空容積增大形成局部真空.單向閥單向閥2關(guān)閉關(guān)閉.油箱油箱4的油液在大氣壓的油液在大氣壓作用下經(jīng)吸油管頂開單向閥作用下經(jīng)吸油管頂開單向閥3進(jìn)入液壓缸進(jìn)入液壓缸1下腔下腔.完成一次吸完成一次吸油動作當(dāng)向下壓杠桿時油動作當(dāng)向下壓杠桿時.液壓缸液壓缸1活塞下移活塞下移.上一頁 下一頁返回編輯ppt41.1 液壓與氣壓傳動的工作原理液壓與氣壓傳動的工作原理液壓缸液壓缸1下腔容積減小下腔容積減小.油液受擠壓油液受擠壓.壓力升高壓力升高.關(guān)閉單向閥關(guān)閉單向閥3,液壓缸液壓缸1腔的壓力油頂開單向閥腔的壓力油頂開單向閥2.油液

6、經(jīng)排油管進(jìn)入液壓缸油液經(jīng)排油管進(jìn)入液壓缸6的下腔的下腔.推動大活塞上移頂起重物。如此不斷上下扳動杠桿就推動大活塞上移頂起重物。如此不斷上下扳動杠桿就可以使重物不斷升起可以使重物不斷升起.達(dá)到起降的目的。達(dá)到起降的目的。1. 1. 3 氣壓傳動的工作原理氣壓傳動的工作原理氣壓傳動的工作原理是利用空氣壓縮機(jī)將電動機(jī)或其他原動氣壓傳動的工作原理是利用空氣壓縮機(jī)將電動機(jī)或其他原動機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膲毫δ軝C(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膲毫δ?然后在控制元件的控制然后在控制元件的控制和輔助元件的配合下和輔助元件的配合下.通過執(zhí)行元件把空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)通過執(zhí)行元件把空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能械能.從而

7、完成直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動并對外做功。從而完成直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動并對外做功。上一頁 下一頁返回編輯ppt51.1 液壓與氣壓傳動的工作原理液壓與氣壓傳動的工作原理圖圖1-2所示為鉆床工作臺的工作原理。將工件從手中放到夾所示為鉆床工作臺的工作原理。將工件從手中放到夾具中具中.接著按下啟動按鈕接著按下啟動按鈕.使夾具氣缸沖出使夾具氣缸沖出.當(dāng)氣缸將工件夾緊當(dāng)氣缸將工件夾緊后后.鉆床對工件鉆眼鉆床對工件鉆眼.鉆完后鉆臂返回，與此同時鉆完后鉆臂返回，與此同時.噴嘴將碎屑噴嘴將碎屑吹掉吹掉.然后夾具氣缸松開。然后夾具氣缸松開。上一頁返回編輯ppt61.2 液壓與氣壓傳動的組成液壓與氣壓傳動的組成1. 2. 1 液壓

8、傳動的組成液壓傳動的組成圖圖1-3所示為一簡化的組合機(jī)床液壓傳動系統(tǒng)所示為一簡化的組合機(jī)床液壓傳動系統(tǒng).其工作原理如其工作原理如下。下。定量液壓泵定量液壓泵3由電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)由電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn).從油箱從油箱1經(jīng)過濾油器經(jīng)過濾油器2吸油。吸油。當(dāng)換向閥當(dāng)換向閥5的閥芯處于圖示位置時的閥芯處于圖示位置時.壓力油經(jīng)流量控制閥壓力油經(jīng)流量控制閥4、換向閥換向閥5和管道和管道9進(jìn)入液壓缸進(jìn)入液壓缸7的左腔的左腔.推動活塞向右運(yùn)動。液推動活塞向右運(yùn)動。液壓缸右腔的油液經(jīng)管道壓缸右腔的油液經(jīng)管道6、換向閥、換向閥5和管道和管道10流回油箱。改流回油箱。改變換向閥變換向閥5的閥芯的位置的閥芯的位置.使之處于左端

9、時使之處于左端時.液壓缸活塞將反向液壓缸活塞將反向運(yùn)動。改變流量控制閥運(yùn)動。改變流量控制閥4的開口的開口.可以改變進(jìn)入液壓缸的流量可以改變進(jìn)入液壓缸的流量.從而控制液壓缸活塞的運(yùn)動速度。液壓泵排出的多余油液經(jīng)從而控制液壓缸活塞的運(yùn)動速度。液壓泵排出的多余油液經(jīng)溢流閥溢流閥11和管道和管道12流回油箱。液壓缸的工作壓力決定于負(fù)流回油箱。液壓缸的工作壓力決定于負(fù)載。載。下一頁返回編輯ppt71.2 液壓與氣壓傳動的組成液壓與氣壓傳動的組成液壓泵的最大工作壓力由溢流閥液壓泵的最大工作壓力由溢流閥11調(diào)定調(diào)定.其調(diào)定值為液壓缸其調(diào)定值為液壓缸的最大工作壓力及系統(tǒng)中油液經(jīng)閥和管道的壓力損失的總和。的最大

10、工作壓力及系統(tǒng)中油液經(jīng)閥和管道的壓力損失的總和。因此因此.系統(tǒng)的工作壓力不會超過溢流閥的調(diào)定值系統(tǒng)的工作壓力不會超過溢流閥的調(diào)定值.溢流閥對系溢流閥對系統(tǒng)還起著過載保護(hù)作用。工作臺的運(yùn)動速度取決于流量大小統(tǒng)還起著過載保護(hù)作用。工作臺的運(yùn)動速度取決于流量大小.由流量控制閥由流量控制閥4調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)。從上述例子可以看出一個完整的液壓系統(tǒng)由以下從上述例子可以看出一個完整的液壓系統(tǒng)由以下4部分組成部分組成能源裝置能源裝置執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置控制裝置控制裝置輔助裝置輔助裝置上一頁 下一頁返回編輯ppt81.2 液壓與氣壓傳動的組成液壓與氣壓傳動的組成1.2.2 氣壓傳動的組成氣壓傳動的組成氣壓傳動的工作原理如

11、圖氣壓傳動的工作原理如圖1-4所示。所示。氣壓傳動的組成部分及各部分的作用如下。氣壓傳動的組成部分及各部分的作用如下。氣壓發(fā)生裝置氣壓發(fā)生裝置:獲得壓縮空氣的能源裝置獲得壓縮空氣的能源裝置.其主體部分是空其主體部分是空氣壓縮機(jī)。氣壓縮機(jī)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu):將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置.如氣如氣缸、氣馬達(dá)。缸、氣馬達(dá)。控制元件控制元件:控制壓縮空氣的流量、壓力、方向以及執(zhí)行元件控制壓縮空氣的流量、壓力、方向以及執(zhí)行元件工作程序的元件工作程序的元件.如壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥、如壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥、邏輯元件等。邏輯元件等。輔助元

12、件輔助元件:使壓縮空氣凈化、潤滑、消聲以及元件間連接等使壓縮空氣凈化、潤滑、消聲以及元件間連接等所需的裝置所需的裝置.如過濾器、油霧器等如過濾器、油霧器等上一頁返回編輯ppt91.3 液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)1. 3. 1 液壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)液壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)體積小體積小.重量輕重量輕.結(jié)構(gòu)緊湊。結(jié)構(gòu)緊湊。運(yùn)動比較平穩(wěn)運(yùn)動比較平穩(wěn).能在低速下穩(wěn)定運(yùn)動能在低速下穩(wěn)定運(yùn)動.易于實(shí)現(xiàn)快速啟動、易于實(shí)現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁換向。制動和頻繁換向?？稍诖蠓秶鷥?nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速?？稍诖蠓秶鷥?nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。容易實(shí)現(xiàn)自動化容易實(shí)現(xiàn)自動化.操縱方便。操縱方便。易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓

13、件能自行潤滑易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓件能自行潤滑.因此使用壽命較長。因此使用壽命較長。由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化.所以液壓所以液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、使用都比較方便。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、使用都比較方便。下一頁返回編輯ppt101.3 液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)2.缺點(diǎn)缺點(diǎn)液壓傳動不能保證嚴(yán)格的傳動比。液壓傳動不能保證嚴(yán)格的傳動比。液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失。液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失。液壓傳動對油溫的變化比較敏感液壓傳動對油溫的變化比較敏感.它的工作穩(wěn)定性容易受到它的工作穩(wěn)定性容易受到溫度變化的影

14、響溫度變化的影響.因此不宜在溫度變化很大的環(huán)境中工作。因此不宜在溫度變化很大的環(huán)境中工作。為了減少泄漏為了減少泄漏.液壓元件在制造精度上的要求比較高液壓元件在制造精度上的要求比較高.因此因此其造價較高其造價較高.且對油液的污染比較敏感。且對油液的污染比較敏感。液壓傳動出現(xiàn)故障的原因較復(fù)雜液壓傳動出現(xiàn)故障的原因較復(fù)雜.而且查找困難。而且查找困難。上一頁 下一頁返回編輯ppt111.3 液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)1.3.2 氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)采用空氣作為傳動介質(zhì)采用空氣作為傳動介質(zhì).來源方便來源方便.取之不盡取之不盡.用后直接排入用后直接排入大氣

15、而不污染環(huán)境大氣而不污染環(huán)境.且不需回氣管路。且不需回氣管路。氣動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單氣動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單.安裝自由度大安裝自由度大.使用、維護(hù)方便使用、維護(hù)方便.使用使用成本低。成本低。空氣對環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)空氣對環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng).特別是在高溫、易燃、易爆、高塵特別是在高溫、易燃、易爆、高塵埃、強(qiáng)磁、輻射及振動等惡劣環(huán)境中埃、強(qiáng)磁、輻射及振動等惡劣環(huán)境中.比液壓、電氣及電子控比液壓、電氣及電子控制都優(yōu)越。制都優(yōu)越。上一頁 下一頁返回編輯ppt121.3 液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)空氣的黏度很小空氣的黏度很小.在管路中流動時的壓力損失小在管路中流動時的壓力損失小.管道不易管道不易堵塞

16、堵塞.空氣也沒有變質(zhì)問題空氣也沒有變質(zhì)問題.所以節(jié)能、高效。它適用于集中所以節(jié)能、高效。它適用于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送。供氣和遠(yuǎn)距離輸送。與液壓傳動相比與液壓傳動相比.氣壓傳動反應(yīng)快氣壓傳動反應(yīng)快.動作迅速一般只需動作迅速一般只需0. 020. 03 s就可建立起需要的壓力和速度因此就可建立起需要的壓力和速度因此.它特另它特另al適適用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制調(diào)節(jié)控制方便調(diào)節(jié)控制方便.既可組成全氣動控制回路既可組成全氣動控制回路.也可一與電氣、也可一與電氣、液壓結(jié)合實(shí)現(xiàn)混合控制。液壓結(jié)合實(shí)現(xiàn)混合控制。上一頁 下一頁返回編輯ppt131.3 液壓與氣壓傳動的優(yōu)、缺點(diǎn)液壓與氣壓傳動

17、的優(yōu)、缺點(diǎn)2.缺點(diǎn)缺點(diǎn)由于空氣的可壓縮性大由于空氣的可壓縮性大.所以氣動系統(tǒng)的穩(wěn)定性差所以氣動系統(tǒng)的穩(wěn)定性差.負(fù)載變負(fù)載變化時對工作速度的影響較大化時對工作速度的影響較大.速度調(diào)節(jié)較難。速度調(diào)節(jié)較難。由于工作壓力低由于工作壓力低.且結(jié)構(gòu)尺寸不易過大且結(jié)構(gòu)尺寸不易過大.所以氣動系統(tǒng)不易所以氣動系統(tǒng)不易獲得較大的輸出力和力矩。因此獲得較大的輸出力和力矩。因此.氣壓傳動不適用于重載系統(tǒng)。氣壓傳動不適用于重載系統(tǒng)。空氣無潤滑性能空氣無潤滑性能.故在系統(tǒng)中需要潤滑處應(yīng)設(shè)潤滑給油裝置。故在系統(tǒng)中需要潤滑處應(yīng)設(shè)潤滑給油裝置?？傮w來說總體來說.液壓與氣壓傳動的優(yōu)點(diǎn)是主要的液壓與氣壓傳動的優(yōu)點(diǎn)是主要的.其缺點(diǎn)將

18、隨著科其缺點(diǎn)將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展會不斷得到克服。例如學(xué)技術(shù)的發(fā)展會不斷得到克服。例如.將液壓傳動、氣壓傳動、將液壓傳動、氣壓傳動、電力傳動、機(jī)械傳動合理地聯(lián)合使用電力傳動、機(jī)械傳動合理地聯(lián)合使用.構(gòu)成氣液、電液構(gòu)成氣液、電液(氣氣)、機(jī)液機(jī)液(氣氣)等聯(lián)合傳動等聯(lián)合傳動.以進(jìn)一步發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)以進(jìn)一步發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn).相互補(bǔ)充相互補(bǔ)充.彌彌補(bǔ)某些不足之處。補(bǔ)某些不足之處。上一頁返回編輯ppt141.4 液壓與氣動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展液壓與氣動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展概況概況液壓與氣壓傳動相對于機(jī)械傳動來說是一門新興技術(shù)。在工液壓與氣壓傳動相對于機(jī)械傳動來說是一門新興技術(shù)。在工程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車、

19、輕紡、船舶、石油、航程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車、輕紡、船舶、石油、航空和機(jī)床行業(yè)中空和機(jī)床行業(yè)中.液壓技術(shù)得到了普遍的應(yīng)用。隨著原子能、液壓技術(shù)得到了普遍的應(yīng)用。隨著原子能、空間技術(shù)、電子技術(shù)等方面的發(fā)展空間技術(shù)、電子技術(shù)等方面的發(fā)展.液壓技術(shù)向更廣闊的領(lǐng)域液壓技術(shù)向更廣闊的領(lǐng)域滲透滲透.發(fā)展成為包括傳動、控制和檢測在內(nèi)的一門完整的自動發(fā)展成為包括傳動、控制和檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)現(xiàn)今化技術(shù)現(xiàn)今.采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)化采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)化發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。如發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。如發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的95%的工程的工程機(jī)械、

20、機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、的數(shù)控加工中心、95%以上的自動生產(chǎn)線都采以上的自動生產(chǎn)線都采用了液壓傳動。用了液壓傳動。下一頁返回編輯ppt151.4 液壓與氣動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展液壓與氣動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展概況概況隨著液壓機(jī)械自動化程度的不斷提高隨著液壓機(jī)械自動化程度的不斷提高.液壓元件應(yīng)用數(shù)量急劇液壓元件應(yīng)用數(shù)量急劇增加增加.元件小型化、系統(tǒng)集成化是發(fā)展的必然趨勢。特別是近元件小型化、系統(tǒng)集成化是發(fā)展的必然趨勢。特別是近十年來十年來.液壓技術(shù)與傳感技術(shù)、微電子技術(shù)密切結(jié)合液壓技術(shù)與傳感技術(shù)、微電子技術(shù)密切結(jié)合.出現(xiàn)了出現(xiàn)了許多諸如電液比例控制閥、數(shù)字閥、電液伺服液壓缸等機(jī)許多諸如電液比例控制閥、

21、數(shù)字閥、電液伺服液壓缸等機(jī)(液液)電一體化元器件電一體化元器件.使液壓技術(shù)在高壓、高速、大功率、節(jié)能高使液壓技術(shù)在高壓、高速、大功率、節(jié)能高效、低噪聲、使用壽命長、高度集成化等方面取得了重大進(jìn)效、低噪聲、使用壽命長、高度集成化等方面取得了重大進(jìn)展。無疑展。無疑.液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)(CAT)和計(jì)算機(jī)實(shí)時控制也是當(dāng)前液壓技術(shù)和計(jì)算機(jī)實(shí)時控制也是當(dāng)前液壓技術(shù)的發(fā)展方向。的發(fā)展方向。上一頁 下一頁返回編輯ppt161.4 液壓與氣動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展液壓與氣動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展概況概況近年來氣動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已從汽車

22、、采礦、鋼鐵、機(jī)械工近年來氣動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已從汽車、采礦、鋼鐵、機(jī)械工業(yè)等重工業(yè)迅速擴(kuò)展到化工、輕工、食品、軍事工業(yè)等各行業(yè)等重工業(yè)迅速擴(kuò)展到化工、輕工、食品、軍事工業(yè)等各行各業(yè)。和液壓技術(shù)一樣各業(yè)。和液壓技術(shù)一樣.當(dāng)今氣動技術(shù)亦發(fā)展成包含傳動、控當(dāng)今氣動技術(shù)亦發(fā)展成包含傳動、控制與檢測在內(nèi)的自動化技術(shù)制與檢測在內(nèi)的自動化技術(shù).成為柔性制造系統(tǒng)成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)在包在包裝設(shè)備、自動生產(chǎn)線和機(jī)器人等方面不可缺少的重要手段。裝設(shè)備、自動生產(chǎn)線和機(jī)器人等方面不可缺少的重要手段。由于工業(yè)自動化以及由于工業(yè)自動化以及FMS的發(fā)展的發(fā)展.要求氣動技術(shù)以提高系統(tǒng)要求氣動技術(shù)以提高系統(tǒng)可靠性、降低總

23、成本與電子工業(yè)相適應(yīng)為目標(biāo)可靠性、降低總成本與電子工業(yè)相適應(yīng)為目標(biāo).進(jìn)行系統(tǒng)控制進(jìn)行系統(tǒng)控制技術(shù)和機(jī)電液氣綜合技術(shù)的研究和開發(fā)。顯然技術(shù)和機(jī)電液氣綜合技術(shù)的研究和開發(fā)。顯然.氣動元件的微氣動元件的微型化、節(jié)能化、無油化是當(dāng)前的發(fā)展特點(diǎn)型化、節(jié)能化、無油化是當(dāng)前的發(fā)展特點(diǎn).與電子技術(shù)相結(jié)合與電子技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的自適應(yīng)元件產(chǎn)生的自適應(yīng)元件.如各類比例閥和電氣伺服閥如各類比例閥和電氣伺服閥.使氣動系統(tǒng)使氣動系統(tǒng)從開關(guān)控制進(jìn)入到反饋控制。計(jì)算機(jī)的廣泛普及與應(yīng)用為氣從開關(guān)控制進(jìn)入到反饋控制。計(jì)算機(jī)的廣泛普及與應(yīng)用為氣動技術(shù)的發(fā)展提供了更加廣闊的前景。動技術(shù)的發(fā)展提供了更加廣闊的前景。上一頁返回編輯ppt

24、171.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論1. 5. 1 液壓油的性質(zhì)及選用液壓油的性質(zhì)及選用1.液壓油的用途液壓油的用途傳遞運(yùn)動與動力傳遞運(yùn)動與動力:將泵的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能并傳至將泵的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能并傳至各處各處.由于油本身具有黏度由于油本身具有黏度.在傳遞過程中會產(chǎn)生一定的動力在傳遞過程中會產(chǎn)生一定的動力損失。損失。潤滑潤滑:液壓元件內(nèi)各移動部位液壓元件內(nèi)各移動部位.都可受到液壓油充分潤滑都可受到液壓油充分潤滑.從從而減低元件磨耗。而減低元件磨耗。密封密封:油本身的鉆性對細(xì)小的間隙有密封的作用。油本身的鉆性對細(xì)小的間隙有密封的作用。冷卻冷卻:系統(tǒng)損失的能

25、量會變成熱系統(tǒng)損失的能量會變成熱.被油帶出。被油帶出。下一頁返回編輯ppt181.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論2.液壓油的主要性質(zhì)液壓油的主要性質(zhì)密度密度:單位體積液體的質(zhì)量稱為液體的密度。體積為單位體積液體的質(zhì)量稱為液體的密度。體積為V.質(zhì)量質(zhì)量為為m的液體的液體.密度密度為為可壓縮性可壓縮性:液體受壓力作用而發(fā)生體積減小的性質(zhì)稱為可壓液體受壓力作用而發(fā)生體積減小的性質(zhì)稱為可壓縮性。若液壓油中混入空氣時縮性。若液壓油中混入空氣時.其可壓縮性將顯著增加，并將其可壓縮性將顯著增加，并將嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的工作性能。嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的工作性能。上一頁 下一頁返回（1.1）編輯

26、ppt191.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論黏性黏性:液體在外力作用下流動時液體在外力作用下流動時.分子間的內(nèi)聚力阻礙分子分子間的內(nèi)聚力阻礙分子之間的相對運(yùn)動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力的這種特性之間的相對運(yùn)動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力的這種特性.叫做液體的叫做液體的鉆性。液體只有在流動時才呈現(xiàn)出黏性鉆性。液體只有在流動時才呈現(xiàn)出黏性.靜止液體是不呈現(xiàn)黏靜止液體是不呈現(xiàn)黏性的。性的。黏性使流動液體內(nèi)部各處的速度不相等。如圖黏性使流動液體內(nèi)部各處的速度不相等。如圖1-5所示所示.若兩若兩平行平板間充滿液體平行平板間充滿液體.下平板不動下平板不動.而上平板速度而上平板速度u0向右平動。向右平動

27、。實(shí)驗(yàn)測定指出實(shí)驗(yàn)測定指出:液體流動時相鄰液層間的內(nèi)摩擦力液體流動時相鄰液層間的內(nèi)摩擦力Ft與液層接與液層接觸面積觸面積A、液層間的速度梯度、液層間的速度梯度du/dy成正比成正比.即即上一頁 下一頁返回（1.2）編輯ppt201.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論式中式中 為比例常數(shù)為比例常數(shù)稱為鉆性因數(shù)或黏度。如以稱為鉆性因數(shù)或黏度。如以表示切應(yīng)力表示切應(yīng)力.即單位面積上的摩擦力即單位面積上的摩擦力.則則由式由式(1.2)可知可知.在靜止液體中在靜止液體中.速度梯度為零速度梯度為零.內(nèi)摩擦力為零內(nèi)摩擦力為零.故液體在靜止?fàn)顟B(tài)下是不呈現(xiàn)黏性的。故液體在靜止?fàn)顟B(tài)下是不呈現(xiàn)黏性

28、的。黏度是衡量液體鉆性的指標(biāo)。常用的黏度有動力黏度、運(yùn)動黏度是衡量液體鉆性的指標(biāo)。常用的黏度有動力黏度、運(yùn)動黏度和相對黏度黏度和相對黏度.下面僅介紹前兩者。下面僅介紹前兩者。動力黏度動力黏度。動力黏度可由式。動力黏度可由式(1.3)導(dǎo)出，即導(dǎo)出，即動力黏度的單位為帕秒動力黏度的單位為帕秒(PaS)或或Ns/m2上一頁 下一頁返回（1.3）（1.4）編輯ppt211.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論運(yùn)動黏度運(yùn)動黏度。動力黏度。動力黏度與液體密度與液體密度之比叫做運(yùn)動黏度之比叫做運(yùn)動黏度.即即相對黏度相對黏度(又稱條件黏度又稱條件黏度)。常用的有恩氏黏度。常用的有恩氏黏度:20

29、0 mL直徑直徑2. 8 mm.同一溫度下與蒸餾水的時間比較同一溫度下與蒸餾水的時間比較.其他性質(zhì)。液壓油還有其他一些性質(zhì)其他性質(zhì)。液壓油還有其他一些性質(zhì).如穩(wěn)定性如穩(wěn)定性(熱穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性等氧化穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性等)、抗泡沫性、抗乳、抗泡沫性、抗乳化性、防銹性、潤滑性及相容性化性、防銹性、潤滑性及相容性(對所接觸的金屬、密封材料、對所接觸的金屬、密封材料、涂料等作用程度涂料等作用程度)等等.都對它的選擇和使用有重要影響。這些都對它的選擇和使用有重要影響。這些性質(zhì)需要在精煉的礦物中加入各種添加劑來獲得。性質(zhì)需要在精煉的礦物中加入各種添加劑來獲得

30、。上一頁 下一頁返回（1.5）編輯ppt221.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論2.液壓油的選用液壓油的選用(1)液壓傳動對工作介質(zhì)的性能要求液壓傳動對工作介質(zhì)的性能要求不同的工作機(jī)械和不同的使用情況對液壓傳動工作介質(zhì)的要不同的工作機(jī)械和不同的使用情況對液壓傳動工作介質(zhì)的要求有很大的不同。為了很好地傳遞運(yùn)動和動力求有很大的不同。為了很好地傳遞運(yùn)動和動力.液壓傳動工作液壓傳動工作介質(zhì)應(yīng)具備如下性能介質(zhì)應(yīng)具備如下性能:合適的黏度合適的黏度.較好的鉆溫特性較好的鉆溫特性;潤滑性能好潤滑性能好;質(zhì)地純凈質(zhì)地純凈.雜質(zhì)少雜質(zhì)少;對金屬和密封件有良好的相容性對金屬和密封件有良好的相容性

31、;上一頁 下一頁返回編輯ppt231.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論氧化、水解和剪切都有良好的穩(wěn)定性。溫度低于氧化、水解和剪切都有良好的穩(wěn)定性。溫度低于57時時.油液的氧化速度緩慢油液的氧化速度緩慢.之后之后.溫度每增加溫度每增加10 ,氧化的程度增氧化的程度增加一倍加一倍.所以所以.控制液壓傳動工作介質(zhì)的溫度特別重要控制液壓傳動工作介質(zhì)的溫度特別重要;抗泡沫性好抗泡沫性好.抗乳化性好抗乳化性好.腐蝕性小腐蝕性小.防銹性好防銹性好;體積膨脹系數(shù)小體積膨脹系數(shù)小.比熱容大比熱容大;流動點(diǎn)和凝固點(diǎn)低流動點(diǎn)和凝固點(diǎn)低.閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高;對人體無害對人體無害.成本低。對軋

32、鋼機(jī)、壓鑄機(jī)、擠壓機(jī)和飛機(jī)等成本低。對軋鋼機(jī)、壓鑄機(jī)、擠壓機(jī)和飛機(jī)等液壓系統(tǒng)則須突出高溫、熱穩(wěn)定、不腐蝕、無毒、不揮發(fā)、液壓系統(tǒng)則須突出高溫、熱穩(wěn)定、不腐蝕、無毒、不揮發(fā)、防火等項(xiàng)要求。防火等項(xiàng)要求。上一頁 下一頁返回編輯ppt241.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論(2)液壓油的選用液壓油的選用液壓系統(tǒng)通常采用石油型液壓油在特殊場合還可用乳化型液液壓系統(tǒng)通常采用石油型液壓油在特殊場合還可用乳化型液壓油、合成型液壓油。壓油、合成型液壓油。液壓系統(tǒng)的工作壓力液壓系統(tǒng)的工作壓力:工作壓力較高的系統(tǒng)宜選用黏度較高工作壓力較高的系統(tǒng)宜選用黏度較高的液壓油的液壓油.以減少泄漏以減少泄

33、漏;反之便選用黏度較低的油。反之便選用黏度較低的油。運(yùn)動速度運(yùn)動速度:執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動速度較高時執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動速度較高時.宜選用黏度較低的液宜選用黏度較低的液壓油。壓油。環(huán)境溫度環(huán)境溫度:工作環(huán)境溫度高時選用黏度較高的液壓油工作環(huán)境溫度高時選用黏度較高的液壓油.以減以減少泄漏和容積損失。少泄漏和容積損失。液壓泵的類型液壓泵的類型:在液壓系統(tǒng)中在液壓系統(tǒng)中.對液壓泵的潤滑要求苛刻對液壓泵的潤滑要求苛刻.不不同類型的泵對油的黏度有不同的要求同類型的泵對油的黏度有不同的要求.具體可參見有關(guān)資料。具體可參見有關(guān)資料。上一頁 下一頁返回編輯ppt251.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論1.

34、5.2 液體靜力學(xué)液體靜力學(xué)1.液體靜力學(xué)液體靜力學(xué)(1)壓力及其性質(zhì)壓力及其性質(zhì)液體的壓力是指液體在單位面積上所受到的法向作用力。這液體的壓力是指液體在單位面積上所受到的法向作用力。這個定義在物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)個定義在物理學(xué)中稱為壓強(qiáng).但在液壓傳動中稱為壓力但在液壓傳動中稱為壓力.用戶用戶表示。其表達(dá)式為表示。其表達(dá)式為液體的壓力有如下重要性質(zhì)液體的壓力有如下重要性質(zhì):靜止液體內(nèi)任意點(diǎn)處的壓力在各靜止液體內(nèi)任意點(diǎn)處的壓力在各個方向上都相等。個方向上都相等。上一頁 下一頁返回（1.6）編輯ppt261.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論（2）帕斯卡原理）帕斯卡原理在密封容器中在

35、密封容器中.當(dāng)靜止液體內(nèi)任何一點(diǎn)的壓力發(fā)生變化時當(dāng)靜止液體內(nèi)任何一點(diǎn)的壓力發(fā)生變化時(如如增加增加p).該壓力變化將等值地傳遞到液體內(nèi)任意一點(diǎn)該壓力變化將等值地傳遞到液體內(nèi)任意一點(diǎn).即其即其他任意點(diǎn)的壓力也將增加他任意點(diǎn)的壓力也將增加p.這就是帕斯卡原理這就是帕斯卡原理(或稱靜壓或稱靜壓傳遞原理傳遞原理)。帕斯卡原理是液壓傳動的理論依據(jù)。帕斯卡原理是液壓傳動的理論依據(jù).也就是說也就是說.液液壓傳動是根據(jù)帕斯卡原理來工作的。壓傳動是根據(jù)帕斯卡原理來工作的。(3)壓力的表示方法及單位壓力的表示方法及單位液體壓力有絕對壓力和相對壓力兩種液體壓力有絕對壓力和相對壓力兩種(圖圖1-7)絕對壓力以絕絕對壓

36、力以絕對真空對真空(0壓壓)為基準(zhǔn)來進(jìn)行度量為基準(zhǔn)來進(jìn)行度量;相對壓力是以大氣壓力為基相對壓力是以大氣壓力為基準(zhǔn)來進(jìn)行度量。準(zhǔn)來進(jìn)行度量。上一頁 下一頁返回編輯ppt271.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論絕對壓力、大氣壓力、相對壓力的關(guān)系是絕對壓力、大氣壓力、相對壓力的關(guān)系是: 絕對壓力絕對壓力=相對壓力相對壓力+大氣壓力大氣壓力 真空度真空度=大氣壓力一絕對壓力大氣壓力一絕對壓力(4)液體靜壓力作用在固體壁面上的力液體靜壓力作用在固體壁面上的力靜止液體和固體壁面相接觸時靜止液體和固體壁面相接觸時.固體壁面上各點(diǎn)在某一方向上固體壁面上各點(diǎn)在某一方向上所受靜壓作用力的總和所

37、受靜壓作用力的總和.便是液體在該方向上作用于固體壁面便是液體在該方向上作用于固體壁面上的力。上的力。固體壁面為一平面時固體壁面為一平面時如不計(jì)重力作用如不計(jì)重力作用(即忽略即忽略gh項(xiàng)項(xiàng))平面平面上各點(diǎn)處的靜壓力大小相等上各點(diǎn)處的靜壓力大小相等作用在固體壁面上的力等于靜壓作用在固體壁面上的力等于靜壓力與承壓面積的乘積力與承壓面積的乘積即即F= pA其作用方向垂直于壁面。其作用方向垂直于壁面。上一頁 下一頁返回編輯ppt281.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論1.5.3 流體動力學(xué)流體動力學(xué)1.基本概念基本概念(1)理想液體和穩(wěn)定流動理想液體和穩(wěn)定流動所謂所謂“理想液體理想液

38、體”.是一種無鉆性、不可壓縮的液體。當(dāng)液是一種無鉆性、不可壓縮的液體。當(dāng)液體在流動時體在流動時.其內(nèi)部任意點(diǎn)處的壓力、速度和密度都不隨時間其內(nèi)部任意點(diǎn)處的壓力、速度和密度都不隨時間而變化而變化.這種流動稱為穩(wěn)定流動。理想液體和穩(wěn)定流動是為了這種流動稱為穩(wěn)定流動。理想液體和穩(wěn)定流動是為了研究的方便而假想出來的概念。研究的方便而假想出來的概念。(2)通流截面、流量和平均流速通流截面、流量和平均流速液體在管道中流動時液體在管道中流動時.其垂直于流動方向的截面稱為通流截面其垂直于流動方向的截面稱為通流截面對于等徑直管對于等徑直管.通流截面就是管道的橫截面通流截面就是管道的橫截面上一頁 下一頁返回編輯p

39、pt291.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論單位時間內(nèi)流過通流截面的液體體積稱為流量。用單位時間內(nèi)流過通流截面的液體體積稱為流量。用q表示。表示。對于微小流束對于微小流束.通過該通流截面的流量為通過該通流截面的流量為dq=vdA.流過整個流過整個通流截面通流截面A的流量為的流量為在實(shí)際流動中在實(shí)際流動中.通流截面上各點(diǎn)的流速是不同的距通流截面中通流截面上各點(diǎn)的流速是不同的距通流截面中心越近心越近.點(diǎn)的流速越大點(diǎn)的流速越大.平均流速是通流截面上各點(diǎn)流速的平平均流速是通流截面上各點(diǎn)流速的平均值均值.用用v表示表示.可用下式計(jì)算可用下式計(jì)算: v=q/A式中式中q通過通流截面的液

40、體流量通過通流截面的液體流量.常用單位為常用單位為m3/S、L/min;A通流截面的面積通流截面的面積上一頁 下一頁返回（1.9）（1.10）編輯ppt301.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論 (3)層流、紊流和雷諾數(shù)層流、紊流和雷諾數(shù)英國學(xué)者雷諾通過大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)英國學(xué)者雷諾通過大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn).流體有兩種流動狀態(tài)流體有兩種流動狀態(tài):層流和紊流。當(dāng)流體流速發(fā)生變化時層流和紊流。當(dāng)流體流速發(fā)生變化時.其流動狀態(tài)也將發(fā)生變其流動狀態(tài)也將發(fā)生變化。在流速較低時化。在流速較低時.各質(zhì)點(diǎn)互不干擾各質(zhì)點(diǎn)互不干擾.液流做規(guī)則的、層次分液流做規(guī)則的、層次分明的穩(wěn)定流動明的穩(wěn)定流動.

41、此即為層流狀態(tài)此即為層流狀態(tài) ;在流速較高時在流速較高時.液體各質(zhì)點(diǎn)互相碰撞液體各質(zhì)點(diǎn)互相碰撞.液流做不規(guī)則的、雜亂無章的紊亂流動液流做不規(guī)則的、雜亂無章的紊亂流動.此時即為紊流狀態(tài)此時即為紊流狀態(tài) 。實(shí)驗(yàn)表明實(shí)驗(yàn)表明.液體在圓管中的流動狀態(tài)不僅與管內(nèi)平均流速有關(guān)液體在圓管中的流動狀態(tài)不僅與管內(nèi)平均流速有關(guān).還與管徑和流體的鉆度有關(guān)，但真正決定液體流動狀態(tài)的是還與管徑和流體的鉆度有關(guān)，但真正決定液體流動狀態(tài)的是用這用這3個數(shù)所組成的一個稱為雷諾數(shù)個數(shù)所組成的一個稱為雷諾數(shù)Re的無量綱數(shù)，即的無量綱數(shù)，即上一頁 下一頁返回(1.11)編輯ppt311.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的

42、基木理論 2.連續(xù)性方程連續(xù)性方程從質(zhì)量守恒定律可知從質(zhì)量守恒定律可知.液體在密閉管路中做穩(wěn)定流動時液體在密閉管路中做穩(wěn)定流動時.單位單位時間流過任一通流截面的液體質(zhì)量相等。設(shè)液體在圖時間流過任一通流截面的液體質(zhì)量相等。設(shè)液體在圖1-8所所示的管路中做穩(wěn)定流動。若任取的示的管路中做穩(wěn)定流動。若任取的1,2兩個通流截面的面積兩個通流截面的面積分別為分別為A1、A2并且在該兩個截面處的液體密度和平均流速分并且在該兩個截面處的液體密度和平均流速分別為別為1、v1和和2、v2根據(jù)質(zhì)量守恒的原則根據(jù)質(zhì)量守恒的原則.在單位時間內(nèi)流在單位時間內(nèi)流過兩個截面的液體質(zhì)量相等過兩個截面的液體質(zhì)量相等.即即若忽略液

43、體的可壓縮性若忽略液體的可壓縮性.則則1 = 2 ，可得，可得上一頁 下一頁返回（1.12）編輯ppt321.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論3.伯努利方程伯努利方程伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的表現(xiàn)形式。伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的表現(xiàn)形式。(1)理想液體的伯努利方程理想液體的伯努利方程設(shè)理想液體在如圖設(shè)理想液體在如圖1-9所示的管道內(nèi)做穩(wěn)定流動。任取一段所示的管道內(nèi)做穩(wěn)定流動。任取一段液流。作為研究對象液流。作為研究對象.設(shè)設(shè)a1、a2兩截面中心到基準(zhǔn)面兩截面中心到基準(zhǔn)面O-O的的高度分別為高度分別為h1和和h2,兩通流截面的面積分別為兩通流截面的面積

44、分別為A1、A2.壓力分壓力分別為別為p1和和p2;由于它是理想液體由于它是理想液體,截面上的流速可以認(rèn)為是均截面上的流速可以認(rèn)為是均勻分布的勻分布的故設(shè)故設(shè)a1、a2截面的流速分別為截面的流速分別為v1和和v2。假設(shè)經(jīng)過。假設(shè)經(jīng)過很短時間很短時間t以后，以后，a1段液體移動到段液體移動到a2位置。液體在兩截面位置。液體在兩截面處具有壓力能、動能和位能處具有壓力能、動能和位能.能量之和不變能量之和不變.由理論推導(dǎo)可得由理論推導(dǎo)可得理想液體伯努利方程為理想液體伯努利方程為上一頁 下一頁返回（1.14）（1.13）編輯ppt331.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論上述伯努利方程

45、的物理意義是上述伯努利方程的物理意義是:在密封管道內(nèi)做穩(wěn)定流動的理在密封管道內(nèi)做穩(wěn)定流動的理想液體具有想液體具有3種形式的能量，即壓力能、動能和位能。在流種形式的能量，即壓力能、動能和位能。在流動過程中動過程中.3種能量可以相互轉(zhuǎn)化種能量可以相互轉(zhuǎn)化.但在任一通流截面上但在任一通流截面上.3種能種能量之和不變。量之和不變。 (2)實(shí)際液體伯努利方程實(shí)際液體伯努利方程實(shí)際液體在管道內(nèi)流動時實(shí)際液體在管道內(nèi)流動時.由于液體存在鉆性由于液體存在鉆性.會產(chǎn)生內(nèi)摩擦?xí)a(chǎn)生內(nèi)摩擦力力.消耗能量消耗能量;同時同時.管道局部形狀和尺寸的驟然變化管道局部形狀和尺寸的驟然變化.使液流產(chǎn)使液流產(chǎn)生擾動生擾動.也消耗

46、能量因此也消耗能量因此.實(shí)際液體流動有能量損失。實(shí)際液體流動有能量損失。上一頁 下一頁返回編輯ppt341.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論設(shè)單位重力液體在兩截面間流動的能量損失為設(shè)單位重力液體在兩截面間流動的能量損失為hW.再考慮到再考慮到實(shí)際液體在管道通流截面上的流速分布不均實(shí)際液體在管道通流截面上的流速分布不均.在用平均流速代在用平均流速代替實(shí)際流速計(jì)算動能時替實(shí)際流速計(jì)算動能時.會產(chǎn)生誤差會產(chǎn)生誤差.引入動能修正因數(shù)引入動能修正因數(shù).則則實(shí)際液體的伯努利方程為實(shí)際液體的伯努利方程為式中式中 對于動能修正因數(shù)對于動能修正因數(shù)1 , 2的值的值.當(dāng)紊流時當(dāng)紊流時.取取=

47、1;當(dāng)層當(dāng)層流時流時.取取=2 。上一頁 下一頁返回（1.15）編輯ppt351.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論1.5.4 液體在實(shí)際管路系統(tǒng)中的流動液體在實(shí)際管路系統(tǒng)中的流動1.壓力損失壓力損失由于液體具有鉆性由于液體具有鉆性.在管路中流動時又不可避免地存在著摩擦在管路中流動時又不可避免地存在著摩擦力力.所以液體在流動過程中必然要損耗一部分能量。這部分能所以液體在流動過程中必然要損耗一部分能量。這部分能量損耗主要表現(xiàn)為壓力損失。量損耗主要表現(xiàn)為壓力損失。壓力損失有沿程損失和局部損失兩種。沿程損失是當(dāng)液體在壓力損失有沿程損失和局部損失兩種。沿程損失是當(dāng)液體在直徑不變的直管

48、中流過一段距離摩擦而產(chǎn)生的壓力損失在圖直徑不變的直管中流過一段距離摩擦而產(chǎn)生的壓力損失在圖1-10所示圓管中沿程損失為所示圓管中沿程損失為上一頁 下一頁返回（1.16）編輯ppt361.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論式中式中 沿程阻力系數(shù)沿程阻力系數(shù);l液流管道長度液流管道長度;v液體在管道中的平均流速液體在管道中的平均流速;d管道直徑管道直徑;液體密度液體密度式式(1. 16)適用于層流和紊流狀態(tài)的沿程壓力損失計(jì)算適用于層流和紊流狀態(tài)的沿程壓力損失計(jì)算.只是只是取值不同。取值不同。紊流是一種很復(fù)雜的流動紊流是一種很復(fù)雜的流動. 值需按具體情況來確定。值需按具體情況來確定

49、。根據(jù)根據(jù)Re的取值范圍的取值范圍. 值可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:上一頁 下一頁返回編輯ppt371.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論局部損失是由于管子截面形狀突然變化、液流方向改變或其局部損失是由于管子截面形狀突然變化、液流方向改變或其他形式的液流阻力而引起的壓力損失他形式的液流阻力而引起的壓力損失;液體流經(jīng)各種閥的局部液體流經(jīng)各種閥的局部壓力損失由閥的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格中查得。壓力損失由閥的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格中查得。式中式中 局部阻尼系數(shù)局部阻尼系數(shù)(由實(shí)驗(yàn)確定由實(shí)驗(yàn)確定.具體數(shù)據(jù)查閱有關(guān)手具體數(shù)據(jù)查閱有關(guān)手冊冊); v液體在管道中的平均流速液體在管道中的平均流速

50、; 液體密度。液體密度?？偟膲毫p失等于沿程損失總的壓力損失等于沿程損失 和局部損失和局部損失 之和之和.即即上一頁 下一頁返回（1.20）（1.21）編輯ppt381.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論2.液體在小孔中的流動液體在小孔中的流動（1）液體在小孔中的流動）液體在小孔中的流動小孔分為小孔分為3種：小孔的長度種：小孔的長度l與直徑與直徑d的比值不大于的比值不大于0.5的孔為的孔為薄壁小孔；小孔的長度薄壁小孔；小孔的長度l與直徑與直徑d的比值大于的比值大于4孔為細(xì)長小孔；孔為細(xì)長小孔； 小孔的長度小孔的長度l與直徑與直徑d的比值介于的比值介于0.54之間的孔為短孔。之

51、間的孔為短孔。薄壁小孔的流量公式為薄壁小孔的流量公式為式中式中Cq流量系數(shù)流量系數(shù).Cq= CcCv AT收縮斷面的面積收縮斷面的面積; p小孔前后壓力差。小孔前后壓力差。上一頁 下一頁返回（1.22）編輯ppt391.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論(2)短孔和細(xì)長孔的流量壓力特性短孔和細(xì)長孔的流量壓力特性式中式中A細(xì)長孔截面積細(xì)長孔截面積,; C系數(shù)系數(shù); l管道長度。管道長度。細(xì)長孔受壓差和鉆度變化影響較大細(xì)長孔受壓差和鉆度變化影響較大.且易堵塞且易堵塞.短孔受壓差影短孔受壓差影響介于細(xì)長孔和薄壁小孔之間。響介于細(xì)長孔和薄壁小孔之間。 (3)液體流經(jīng)小孔的流量公式為液

52、體流經(jīng)小孔的流量公式為上一頁 下一頁返回（1.23）編輯ppt401.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論3.縫隙液流特性縫隙液流特性(1)平行平板的間隙流動平行平板的間隙流動平行平板的間隙流動包括壓差流動和剪切流動平行平板的間隙流動包括壓差流動和剪切流動.如圖如圖1-12、圖圖1-13所示。所示。在壓差作用下在壓差作用下.液體流經(jīng)相對運(yùn)動平行平板縫隙的流量為壓差液體流經(jīng)相對運(yùn)動平行平板縫隙的流量為壓差流動和剪切流動兩種流量的疊加，即流動和剪切流動兩種流量的疊加，即上一頁 下一頁返回（1.24）編輯ppt411.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論(2)液體流經(jīng)

53、環(huán)形縫隙的流量液體流經(jīng)環(huán)形縫隙的流量如圖如圖1-14所示，環(huán)形縫隙的流量公式為所示，環(huán)形縫隙的流量公式為式中式中 D大圓直徑大圓直徑.D=2R; 無偏心時環(huán)形縫隙值。無偏心時環(huán)形縫隙值。上一頁 下一頁返回（1.25）編輯ppt421.5 液壓與氣動技術(shù)的基木理論液壓與氣動技術(shù)的基木理論 (3)流量損失流量損失在液在液(氣氣)壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)中.各液各液(氣氣)壓元件都有相對運(yùn)動的表面壓元件都有相對運(yùn)動的表面.如如液壓缸內(nèi)表面和活塞外表面液壓缸內(nèi)表面和活塞外表面.因?yàn)橐邢鄬\(yùn)動因?yàn)橐邢鄬\(yùn)動.所以它們之所以它們之間都有一定的間隙間都有一定的間隙.如果間隙的一邊為高壓油如果間隙的一邊為高壓油.另一邊為低壓另一邊為低壓油油.則高壓油就會經(jīng)間隙流向低壓區(qū)則高壓油就會經(jīng)間隙流向低壓區(qū).從而造成泄漏。同時由從而造成泄漏。同時由于液于液(氣氣)壓元件密封不完善一部分流體也會向外部泄漏。這壓元件密封不完善一部分流體也會向外部泄漏。