《氣動與液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試》 課件 職業(yè)能力 A-2-1　能用流體傳動基本理論計算相關(guān)參數(shù)

職業(yè)能力A-2-1

能用流體傳動基本理論計算相關(guān)參數(shù)一、核心概念1）液體的黏性：當(dāng)液體在外力作用下流動時，由于液體分子間的吸引力而產(chǎn)生阻礙液體運(yùn)動的內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象稱為液體的黏性。常用的黏度有動力黏度、運(yùn)動黏度和相對黏度。2）壓力：液體內(nèi)部某點單位面積所受的法向力稱為壓力，常以Pa（帕）、MPa（兆帕）表示。3）流量：單位時間內(nèi)流過一個截面A的流體體積V，稱為體積流量，簡稱流量，以q表示。1）能簡要描述空氣的物理性質(zhì)。2）能簡要描述液體的物理性質(zhì)。3）能說出液氣壓傳動基本參數(shù)的定義及標(biāo)準(zhǔn)單位。4）能運(yùn)用流體傳動基本理論選擇正確的公式進(jìn)行參數(shù)計算。

學(xué)習(xí)目標(biāo)二、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.空氣的物理性質(zhì)氣壓傳動中的傳動介質(zhì)主要來源是空氣，自然界中的空氣是一種混合物，它主要有氮氣、氧氣、水蒸氣、其他微量氣體和一些雜質(zhì)（如塵埃、其他固體粒子）等組成。氧氣水蒸氣氮氣其它微量氣體雜質(zhì)空氣的組成三、基本知識1.空氣的物理性質(zhì)（1）空氣的濕度1）濕度：濕空氣中所含水分的程度2）濕度的表示方法：絕對濕度和相對濕度3）絕對濕度x是指每立方米濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，用公式表示為：冬季空氣干燥，夏季空氣濕潤。這說明濕度與溫度有關(guān)，溫度升高濕度增大。4）相對濕度φ是指在某溫度和總壓力不變的條件下，其絕對濕度x和飽和絕對濕度xb（飽和濕空氣的絕對濕度）之比，用公式表示為：三、基本知識1.空氣的物理性質(zhì)（2）空氣的可壓縮性由于空氣分子間的距離大，分子間的內(nèi)聚力小，體積容易變化，因此與液體相比，空氣具有明顯的可壓縮性。隨著溫度和壓力的變化，空氣的體積會發(fā)生顯著的變化。三、基本知識1.空氣的物理性質(zhì)（3）空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)壓縮空氣中三種主要的污染物是固體顆粒、水和油。它們之間會相互影響（如，固體顆粒會使水和油滴聚集成更大的顆粒，油和水會形成乳狀物），且有時會在壓縮空氣系統(tǒng)的管道中沉淀和凝結(jié)（如油蒸氣或水蒸氣）。其他污染物（包括有機(jī)微生物和氣態(tài)污染物）也需要考慮。三、基本知識2.液體的物理性質(zhì)（1）液體的密度單位體積液體的質(zhì)量稱為液體的密度，一般以kg/m3表示。液體的密度隨壓力升高而增大，隨溫度升高而減小。但是，由于壓力和溫度的變化對密度的影響都很小，因此一般情況下液體的密度可視為常數(shù)，一般液壓油的密度為850～950kg/m3。三、基本知識2.液體的物理性質(zhì)（2）液體的黏性當(dāng)液體在外力下流動時，由于液體分子間的吸引力而產(chǎn)生阻礙液體運(yùn)動的內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象稱為液體的黏性。需要注意的是，靜止的液體不呈現(xiàn)黏性，液體只有在流動情況下才顯示出黏性。黏性的大小可以用黏度來表示，常用的黏度有動力黏度、運(yùn)動黏度和相對黏度三種。液體的黏度對溫度的變化十分敏感，當(dāng)溫度升高時，黏度降低。一般液壓元件都推薦了液壓油的黏度和油溫工作范圍，如，齒輪泵液壓油的油溫工作范圍是-15～80℃，推薦的液壓油黏度范圍是10～300mm2/s。三、基本知識2.液體的物理性質(zhì)（3）液體的壓縮性液壓系統(tǒng)在一般的壓力和溫度條件下，液體的壓縮性可以忽略不計，但在液壓元件或系統(tǒng)動態(tài)分析時，則必須考慮液壓油的壓縮性。三、基本知識3.氣液壓傳動基本參數(shù)衡量氣壓傳動、液壓傳動系統(tǒng)和元件的性能狀況的基本物理量為壓力和流量。起吊重物時，機(jī)器轟鳴聲給車打氣時，越打越用力感受壓力……三、基本知識3.氣液壓傳動基本參數(shù)感受流量……水流動時，從高向低，隨閥門加大流出量越大三、基本知識3.氣液壓傳動基本參數(shù)任務(wù)資訊壓力是指流體單位面積上所受的法向力壓力是什么單位：N/m2或Pa單位換算：1N/m2=1Pa=10-6MPa三、基本知識3.氣液壓傳動基本參數(shù)任務(wù)資訊壓力的表示方法壓力有絕對壓力、相對壓力二種表示方法絕對壓力以絕對真空為基準(zhǔn)相對壓力以絕對真空為基準(zhǔn)我的身高1.7m我的身高比他高0.05m相對壓力=絕對壓力-標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（或環(huán)境大氣壓）真空度=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（或環(huán)境大氣壓）-絕對壓力三、基本知識3.氣液壓傳動基本參數(shù)任務(wù)資訊流量是什么流量是指單位時間內(nèi)通過通流截面的流體的體積，也就是體積流量。流量單位：m3/s，L/minmL/s三、基本知識3.氣液壓傳動基本參數(shù)任務(wù)資訊流量與流速關(guān)系式中v—液體在管道中的平均流速，單位為m/s；

q—液體的流量，單位為m3/s；

A—液體有效作用面積，單位為m

2。三、基本知識

（一）操作過程四、能力訓(xùn)練液壓缸是液壓系統(tǒng)控制的終端，是控制對象，其相關(guān)參數(shù)的計算是液壓系統(tǒng)控制選型設(shè)計的重點。例圖A2-1-2所示為液壓缸在負(fù)載作用下推出物體。液壓缸無桿腔輸入油液，活塞在油液壓力的作用下推動活塞桿外伸。液壓缸缸筒內(nèi)徑D=90mm。若輸入液壓缸無桿腔的液體流量q1=30L/min，液壓缸活塞桿伸出承受的負(fù)載力F=40000N。求液壓缸活塞桿伸出的運(yùn)動速度v，以及液壓缸無桿腔壓力p。

（一）操作過程四、能力訓(xùn)練解：液壓缸缸筒的斷面面積A為由于液體的壓縮性非常小，可看作不可壓縮。因此，活塞桿外伸運(yùn)動速度就是無桿腔任一過流斷面Ⅰ—Ⅰ面積上液體的平均流速。則，活塞桿外伸運(yùn)動時，Ⅰ—Ⅰ過流斷面面積上流過的平均流量q2為

（一）操作過程四、能力訓(xùn)練根據(jù)不可壓縮液體的連續(xù)性，輸入液壓缸的流量q1應(yīng)等于Ⅰ—Ⅰ過流斷面面積上流過的平均流量q2，即q1=q2=Av因此，液壓缸活塞桿外伸的運(yùn)動速度v為

（一）操作過程四、能力訓(xùn)練問題情境一現(xiàn)有某液壓缸d1=100mm，d2=70mm，系統(tǒng)壓力p=6MPa，機(jī)械效率為η=0.85，如圖A2-1-3所示，請計算活塞桿伸出過程中的實際有效作用力F1和縮回過程中的實際有效作用力F2是多少？

（一）操作過程四、能力訓(xùn)練情境提示在實際應(yīng)用中，由于液壓系統(tǒng)中的泄漏、摩擦等不可避免的情況，會產(chǎn)生液壓缸的壓力損失，使液壓缸活塞實際輸出作用力小于按理論流量和活塞作用面積計算的理論作用力。一般在計算中引入機(jī)械效率η，如無特殊說明，機(jī)械效率一般取0.8～0.9。有效作用力

（二）操作過程四、能力訓(xùn)練問題情境二如圖A2-1-4所示，在充滿油液的固定密封裝置中，甲、乙兩人用大小相等的力分別從兩端推原來靜止的光滑活塞。請問：兩活塞會向哪個方向移動？為什么？