液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)（微課版）課件 項(xiàng)目1 認(rèn)識(shí)液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

任務(wù)1.1

認(rèn)識(shí)液壓傳動(dòng)原理任務(wù)描述假如你是某品牌汽車制造廠質(zhì)量部一名新檢修工，需要對(duì)生產(chǎn)線下線的汽車進(jìn)行抽檢，師傅讓你準(zhǔn)備好千斤頂。你打開工具柜，發(fā)現(xiàn)工具柜里有液壓千斤頂，還有齒條千斤頂和螺旋千斤頂，你應(yīng)該選哪一種呢？想一想：我們常見的各種類型機(jī)械傳動(dòng)有什么共同點(diǎn)？（1）機(jī)械傳動(dòng)利用機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞。常用的機(jī)械傳動(dòng)1）常用傳動(dòng)方式子任務(wù)1.1.1比較常用的傳動(dòng)方式（2）電氣傳動(dòng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能驅(qū)動(dòng)機(jī)器工作部分的傳動(dòng)。通過對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓、電流、頻率等輸入電量的控制，改變工作機(jī)械的轉(zhuǎn)矩、速度、位移等機(jī)械量，使各種機(jī)械按照人們期望的要求運(yùn)行?？刂颇繕?biāo)是調(diào)速。精確度高、節(jié)省能源、精密控制、改善環(huán)保水平、降低噪音、節(jié)約成本。子任務(wù)1.1.1比較常用的傳動(dòng)方式思考：能量傳遞到木馬方式一：電氣傳動(dòng)子任務(wù)1.1.1比較常用的傳動(dòng)方式思考：能量傳遞到木馬方式二：機(jī)械傳動(dòng)子任務(wù)1.1.1比較常用的傳動(dòng)方式思考：能量傳遞到木馬方式三：液壓驅(qū)動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)有什么不同之處？子任務(wù)1.1.1比較常用的傳動(dòng)方式子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理一、流體傳動(dòng)類型因?yàn)橐簤呵Ы镯敶?、小活塞之間的媒介是液體，所以液體就是其傳動(dòng)的媒介。用流體作為傳動(dòng)介質(zhì)（工作介質(zhì)）的傳動(dòng)方式就是流體傳動(dòng)。常見的流體有液體和氣體，所以流體傳動(dòng)包括液體傳動(dòng)和氣體傳動(dòng)。液體傳動(dòng)又分為液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)兩種。其中，依靠靜止的工作介質(zhì)的壓力能進(jìn)行能量傳遞的液體傳動(dòng)稱為液壓傳動(dòng)，又叫靜液壓；依靠工作介質(zhì)的動(dòng)能進(jìn)行能量傳遞的液體傳動(dòng)稱為液力傳動(dòng)，又叫動(dòng)液壓。本書主要研究和分析液壓傳動(dòng)（靜液壓）。子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理二、液壓千斤頂工作原理子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理三、液壓傳動(dòng)工作原理和特性原動(dòng)機(jī)及輸入能量杠桿手柄，機(jī)械能傳動(dòng)系統(tǒng)輸入大活塞，機(jī)械能傳動(dòng)系統(tǒng)輸出小活塞，壓力能傳遞能量形式壓力能能量傳遞的實(shí)現(xiàn)密閉容積變化1.傳動(dòng)過程分析不斷進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換；

兩次能量轉(zhuǎn)換：機(jī)械能---壓力能---機(jī)械能小活塞下腔密閉容積增大，吸油；減小，壓油。大活塞下腔密閉容積增大，重物上升；減小，重物下降。子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理能量如何轉(zhuǎn)換？靠大小活塞密封容積變化來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。2.傳動(dòng)原理等壓力原則力的傳遞等體積變化原則運(yùn)動(dòng)的傳遞3.兩個(gè)工作特性機(jī)械能中的動(dòng)力傳遞方式和原則機(jī)械能中的運(yùn)動(dòng)傳遞方式和原則子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理A1，pA2，ph1h2F1W1）力的傳遞-等壓力原則

由式可知，在液壓傳動(dòng)中，力不但可以傳遞，而且通過作用面積（A2＞A1）的不同，力可以放大或縮小。子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理A1，pA2，ph1h2F1W工作特性1

由式可知，在液壓傳動(dòng)中，工作壓力只取決于負(fù)載,而與流入的流體多少無關(guān)。1）力的傳遞-等壓力原則子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理A1，pA2，ph1h2F1W2）運(yùn)動(dòng)傳遞-等體積變化原則

由式可知，在液壓傳動(dòng)中，速度不但可以傳遞，而且通過作用面積（A2＞A1）的不同，速度可以放大或縮小.

被小柱塞壓出的油液的體積必然等于大柱塞向上升起后大油缸中油液增加的體積。子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理A1，pA2，ph1h2F1W工作特性2：由式可知，在液壓傳動(dòng)中，活塞的運(yùn)動(dòng)速度只取決于進(jìn)入油缸的流量,而與流體的壓力無關(guān)。2）運(yùn)動(dòng)傳遞-等體積變化原則子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理A1，pA2，ph1h2F1W3）功率關(guān)系

由式可知，在液壓傳動(dòng)中的功率可以用壓力p和流量q的乘積來表示，壓力p和流量q是液壓傳動(dòng)中最基本、最重要的兩個(gè)參數(shù)。子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理2024/4/19等壓力原則動(dòng)力傳遞原則力的傳遞等體積變化原則運(yùn)動(dòng)的傳遞4）運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞機(jī)械能：v流量q輸出的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度取決于流量。特性2注意：我們關(guān)注輸出的機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度。機(jī)械能：力F壓力p負(fù)載決定動(dòng)力，即工作壓力取決于負(fù)載。特性1子任務(wù)1.1.2揭示液壓傳動(dòng)工作原理子任務(wù)1.1.3搭建液壓千斤頂液壓傳動(dòng)系統(tǒng)一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成輔助元件輔助功能管道、管接頭、油箱動(dòng)力元件或能源裝置機(jī)械能壓力能泵，壓縮機(jī)小活塞工作介質(zhì)傳遞媒介液壓油壓縮空氣控制元件壓力、流量、流向、順序控制閥執(zhí)行元件壓力能機(jī)械能缸，馬達(dá)大活塞1、系統(tǒng)組成電動(dòng)機(jī)液壓泵液壓閥缸或馬達(dá)工作負(fù)載輔件液壓系統(tǒng)液壓油液壓油液壓系統(tǒng)組成子任務(wù)1.1.3搭建液壓千斤頂液壓傳動(dòng)系統(tǒng)一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)組成功率大來重量輕，大力大矩顯威風(fēng)；運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)響應(yīng)快，無級(jí)調(diào)速顯神通；操縱簡單自動(dòng)化，過載保護(hù)它更行；元件標(biāo)準(zhǔn)系列化，散熱潤滑也出名。1、優(yōu)點(diǎn)總結(jié)子任務(wù)1.1.3搭建液壓千斤頂液壓傳動(dòng)系統(tǒng)二、液/氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)子任務(wù)1.1.3搭建液壓千斤頂液壓傳動(dòng)系統(tǒng)二、液/氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)難保嚴(yán)格傳動(dòng)比，液壓不宜遠(yuǎn)距離；元件精度要求高，溫度影響需注意；信號(hào)傳遞不如電，液壓介質(zhì)很嬌氣；總的效率比較低，找到故障較費(fèi)力。2、缺點(diǎn)總結(jié)子任務(wù)1.1.3搭建液壓千斤頂液壓傳動(dòng)系統(tǒng)三、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖的繪制方法液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖有兩種不同的繪制方法。結(jié)構(gòu)原理圖圖形符號(hào)圖謝謝觀看！Mechanicalprofessionalgraduationthesistemplate任務(wù)1.2液壓油的選用任務(wù)描述師傅發(fā)現(xiàn)液壓千斤頂?shù)囊簤河托枰鼡Q了，要求你到庫房找到某牌號(hào)的液壓油，并進(jìn)行更換。1．液壓油為什么需要更換？2．為什么同種液壓油在冬天和夏天看上去黏度不一樣？3．為什么師傅說液壓油的黏度要選擇要合適？4．師傅為什么強(qiáng)調(diào)液壓油牌號(hào)，能隨便選一個(gè)牌號(hào)嗎？5．怎么做才能保證液壓油不頻繁更換呢？子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)一、對(duì)液壓油的性能要求（1）液壓油應(yīng)具有適宜的黏度和良好的黏溫特性，黏度隨溫度的變化要小。（2）液壓油應(yīng)具有良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。（3）液壓油應(yīng)具有良好的抗泡沫性和空氣釋放性，即要求油液在工作中產(chǎn)生的氣泡少且混溶于油液中的微小氣泡容易釋放出來。（4）液壓油應(yīng)在高溫環(huán)境下具有較高的閃點(diǎn)，起防火作用；在低溫的環(huán)境下具有較低的凝點(diǎn)。（5）液壓油應(yīng)具有良好的防腐性、抗磨性和防銹性。（6）液壓油應(yīng)具有良好的抗乳化性。液壓油乳化會(huì)降低其潤滑性，使酸性增加，使用壽命縮短。（7）液壓油要純凈，不含或含有極少量的雜質(zhì)、水分和水溶性酸堿等。01當(dāng)液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，由于液體本身分子之間內(nèi)聚力以及與固體壁面吸附力的存在，使液體內(nèi)各處的速度產(chǎn)生差異。如圖2-1所示，液體在管路中流動(dòng)時(shí)速度并不相等，緊貼管壁的液體速度為零，管路中心處的速度最大。二、液壓油的黏性

1.液體黏性的意義圖2-1液體在管路內(nèi)的速度分布圖子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)02常用的黏度有動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度、條件黏度三種。

1）動(dòng)力黏度動(dòng)力黏度也稱絕對(duì)黏度，用μ表示。如圖2-2所示，兩平行平板之間充滿液體，上平板以速度v0向右動(dòng)，下平板固定不動(dòng)。緊貼上平板的液體在吸附力作用下跟隨上平板以速度v0向右運(yùn)動(dòng)，緊貼下平板的液體在黏性作用下保持靜止，中間液體的速度由上至下逐漸減小。當(dāng)兩平行板距離減小時(shí)，速度近似按線性規(guī)律分布。2.液體的黏度圖2-2液體黏性示意圖二、液壓油的黏性

子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)表明（牛頓內(nèi)摩擦定律），液體流動(dòng)時(shí)相鄰層間的內(nèi)摩擦力F與液層間接觸面積A、液層間相對(duì)速度dv成正比，而與液層間的距離dy成反比?？捎孟率奖硎?若用單位面積上的摩擦力，即切應(yīng)力τ來表示液體黏性，則上式可改成（2-2)（2-3）

式中，μ為比例系數(shù)，稱為動(dòng)力黏度，動(dòng)力黏度μ的單位是Pa·s（帕·秒）。dv/dy為速度梯度，即液層相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度對(duì)液層間距離的變化率。二、液壓油的黏性

子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)

2）運(yùn)動(dòng)黏度動(dòng)力黏度μ和液體密度ρ的比值，就稱為運(yùn)動(dòng)黏度，用υ表示，即（2-4)運(yùn)動(dòng)黏度的單位是m2/s，工程單位制使用的單位還有cm2/s,通常稱為St（斯），工程中常用cSt（厘斯）來表示，1m2/s=104St=106cSt。運(yùn)動(dòng)黏度υ沒有明確的物理意義，但在分析和計(jì)算中經(jīng)常用到μ與ρ的比值，由于其量剛只與長度和時(shí)間有關(guān)，因此稱之為運(yùn)動(dòng)黏度。且習(xí)慣上常用它來表示液體的黏度，例如國產(chǎn)液壓油的牌號(hào)就是該種油液在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度υ的平均值。如改善防銹及抗氧化性的精制礦物油（通用機(jī)床液壓油）L-HL-46中，數(shù)字46表示該液壓油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度為46cSt（平均值）。二、液壓油的黏性

子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)

3）條件黏度條件黏度又叫相對(duì)黏度，它是采用特定的黏度計(jì)在規(guī)定的條件下測量出來的液體黏度。由于測量條件不同，各國所用的相對(duì)黏度也不同。中國、德國和俄羅斯等一些國家采用恩氏黏度（°E)，美國采用塞氏黏度(SSU)，英國采用雷氏黏度(R)。恩氏黏度用恩氏黏度計(jì)測定，即將200mL被測液體裝入恩氏黏度計(jì)的容器中，在某一特定溫度t℃下，測出液體經(jīng)其下部直徑為2.8mm小孔流盡所需的時(shí)間t1，與同體積的蒸餾水在20℃時(shí)流過同一小孔所需的時(shí)間t2的比值，便是被測液體在這一溫度時(shí)的恩氏黏度(2-5)二、液壓油的黏性

子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)工業(yè)上常用20℃、50℃、100℃作為測定恩氏黏度的標(biāo)準(zhǔn)溫度，其恩氏黏度分別以相應(yīng)符號(hào)°Ｅ20、°E50、°E100表示。恩氏黏度與運(yùn)動(dòng)黏度之間，可用如下經(jīng)驗(yàn)公式換算:

當(dāng)1.35<°E<3.2時(shí)當(dāng)°E>3.2時(shí)(2-6)恩氏黏度與運(yùn)動(dòng)黏度的對(duì)應(yīng)數(shù)值還可從有關(guān)圖表直接查出。

二、液壓油的黏性

子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)

3．黏度與壓力、溫度的關(guān)系液體的黏度會(huì)隨壓力和溫度的變化而變化。液體所受壓力增大時(shí)，其分子間距減小，內(nèi)聚力增大，黏度也隨之增大。但在機(jī)床液壓系統(tǒng)所使用的壓力范圍內(nèi)，液壓油的黏度受壓力變化的影響甚微，可以忽略不計(jì)。若壓力高于10MPa,如新型建材機(jī)械的液壓系統(tǒng)，或壓力變化較大時(shí)，則應(yīng)考慮壓力對(duì)黏度的影響。液壓油的黏度對(duì)溫度變化十分敏感，溫度升高，黏度將顯著降低。液壓油的黏度隨溫度變化的性質(zhì)稱為黏溫特性。不同種類的液壓油具有不同的黏溫特性。液壓油的黏溫特性常用其黏溫變化程度與標(biāo)準(zhǔn)油相比較的相對(duì)數(shù)值（即黏度指數(shù)VI)來表示，VI值越大，表示其黏度隨溫度的變化越小，黏溫特性越好。黏溫特性曲線圖10頁。二、液壓油的黏性

子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)液體受壓力作用而發(fā)生體積減小的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。壓力為p0時(shí)體積為V0的液體，當(dāng)壓力增大Δp時(shí)，由于液體的可壓縮性，體積要減小ΔV。液體的可壓縮性用體積壓縮率k表示液體體積壓縮率k的物理意義是單位壓力變化下的體積相對(duì)變化率。(2-7)三、液壓油的可壓縮性子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)在工程實(shí)際應(yīng)用中，常用體積彈性模量K值(K=1/k)來表示液體抵抗壓縮能力的大小。液壓油在正常工作溫度范圍內(nèi)，K值會(huì)有5%～25%的變化。壓力增大，K值也增大，但這種變化不呈線性關(guān)系。當(dāng)壓力高于3.0MPa時(shí)，K值基本上不再增大。液壓油中如混有空氣時(shí)，K值將大大減小。在常溫(20℃)和常壓（大氣壓）下，純凈石油基液壓油的體積彈性模量為1.4～2.０GPa，其可壓縮性是鋼的100～150倍，是橡膠和尼龍的1/20～1/4。在一般情況下，由于壓力變化引起液體體積的變化很小，可認(rèn)為液體是不可壓縮的。三、液壓油的可壓縮性子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)一、液壓油的類型

我國現(xiàn)在執(zhí)行的液壓油國家標(biāo)準(zhǔn)是GB11118.1—2011，標(biāo)準(zhǔn)中將液壓油分為L-HL抗氧防銹液壓油、L-HM抗磨液壓油（高壓、普通）、L-HV低溫液壓油、L-HS超低溫液壓油和L-HG液壓導(dǎo)軌油五個(gè)品種。子任務(wù)1.2.2選擇合適的液壓油液壓油的牌號(hào)標(biāo)記一、液壓油的類型

標(biāo)記牌號(hào)中數(shù)字越大，黏度越大。國外液壓油標(biāo)準(zhǔn)由設(shè)備生產(chǎn)商或標(biāo)準(zhǔn)化組織制定，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)即ISO11158-2009應(yīng)用最多，包括HH、HL、HM、HR、HV、HG六個(gè)質(zhì)量等級(jí)，32、46、68等多個(gè)黏度等級(jí)的技術(shù)規(guī)格。我國的液壓油分類、品種代號(hào)及產(chǎn)品代號(hào)、名稱和質(zhì)量水平與世界主要國家的表示方法基本相同。在液壓傳動(dòng)中，使用的液壓油多數(shù)是石油基液壓油。子任務(wù)1.2.2選擇合適的液壓油一、液壓油的類型子任務(wù)1.2.2選擇合適的液壓油序號(hào)名稱特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)黏度1L-HL石油基液壓油具有一定抗氧防銹性，適用于壓力小于7MPa的液壓系統(tǒng)和輕載齒輪箱40℃時(shí)，黏度等級(jí)15、22、32、46、68、100、150，黏度指數(shù)不小于80。閃點(diǎn)（閃然的最低溫度）最高215℃，最低140℃2L-HM石油基液壓油具有L-HL的性能，抗磨性強(qiáng)，適用于壓力7～21MPa的液壓系統(tǒng)40℃時(shí)，普通型黏度指數(shù)不小于85，黏度等級(jí)32、46、68、100；高壓型黏度等級(jí)22、32、46、68、100、150，黏度指數(shù)不小于95。閃點(diǎn)最高215℃，最低165℃3L-HV石油基液壓油在L-HM基礎(chǔ)上加強(qiáng)黏性和低溫流動(dòng)性。寒區(qū)代替L-HM使用40℃時(shí)，黏度等級(jí)10、15、22、32、46、68、100，黏度指數(shù)不小于130～140。閃點(diǎn)最高190℃，最低100℃4L-HS石油基液壓油在L-HM基礎(chǔ)上加強(qiáng)黏性和低溫流動(dòng)性。寒區(qū)代替L-HM使用40℃時(shí)，黏度等級(jí)10、15、22、32、46，黏度指數(shù)不小于130。閃點(diǎn)最高180℃，最低100℃5L-HG石油基液壓油特殊的防爬性能，適用于潤滑機(jī)床導(dǎo)軌及其液壓系統(tǒng)40℃，黏度等級(jí)32、46、68、100，黏度指數(shù)不小于90。閃點(diǎn)最高205℃，最低175℃二、選用合適的液壓油子任務(wù)1.2.2選擇合適的液壓油一般根據(jù)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作環(huán)境和液壓泵的類型等來選用合適的液壓油品種，當(dāng)品種確定后，主要考慮液壓油的黏度。根據(jù)液壓油的黏度等級(jí)，再選擇油液的牌號(hào)。在確定油液黏度時(shí)，應(yīng)考慮下列因素：

(1）工作壓力。

(2）工作速度。

(3）環(huán)境溫度。(4)液壓泵的類型。

(4）在高溫環(huán)境下具有較高的閃點(diǎn)，起防火作用；在低溫環(huán)境下具有較低的凝點(diǎn)。

(5）具有良好的防腐性、抗磨性和防銹性。

(6）具有良好的抗乳化性(液壓油乳化會(huì)降低其潤滑性，使酸性增加、使用壽命縮短)。

(7）質(zhì)量要純凈，不含或含有極少量的雜質(zhì)、水分和水溶性酸堿等。二、選用合適的液壓油子任務(wù)1.2.2選擇合適的液壓油二、選用合適的液壓油子任務(wù)1.2.2選擇合適的液壓油謝謝觀看！任務(wù)1.3理解液壓傳動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)任務(wù)描述你今天隨師傅到倉庫查看儲(chǔ)油罐內(nèi)油液的高度，你看到罐子上方和罐子下方各安裝了一個(gè)壓力表。師傅要求你查看兩個(gè)壓力表的讀數(shù)，然后進(jìn)行計(jì)算，就得出了罐內(nèi)油液的高度，可是你不知道為什么。在接到任務(wù)后，請(qǐng)根據(jù)任務(wù)描述，分析以下問題：1．壓力表測出的壓力為什么不考慮大氣壓？2．液面高度的值和壓力有什么關(guān)系？3．這個(gè)高度值是怎么計(jì)算出來的？4．如果油液是高速流動(dòng)的，這種方法還是否可行？一、流體靜力學(xué)基本方程及其物理意義子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)研究內(nèi)容平衡狀態(tài)靜止?fàn)顟B(tài)流體在相對(duì)平衡狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律和這些規(guī)律的應(yīng)用問題。流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。兩種情形：絕對(duì)平衡：相對(duì)地球無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如固定不動(dòng)容器中流體。相對(duì)平衡：流體相對(duì)某物體或參考系無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如裝在等加速直線運(yùn)動(dòng)和做等角速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)容器內(nèi)液體。不呈現(xiàn)黏性液體整體可視同剛體作各種運(yùn)動(dòng)。平衡流體特點(diǎn)作用在液體的所有質(zhì)點(diǎn)上，如重力、慣性力、磁力。（力場作用）特點(diǎn)：非接觸力，與液體質(zhì)量成正比，作用于液體質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量中心。1）質(zhì)量力2）表面力作用在所研究的流體的表面上的力。如壓力，摩擦力特征：接觸產(chǎn)生，與接觸面積成正比。一、流體靜力學(xué)基本方程及其物理意義子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)1．分析流體的受力2．認(rèn)識(shí)靜壓力及其特征液體內(nèi)某點(diǎn)處單位面積上所受到的法向力就叫液體的靜壓力，在工程實(shí)際中，習(xí)慣上稱為壓力，即在面積ΔA上作用有法向力F，則液體內(nèi)某點(diǎn)處的壓力定義為:

若法向力F均勻地作用于面積A上，則壓力可表示為：一、流體靜力學(xué)基本方程及其物理意義子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)液體壓力的表示方法有兩種：一種是以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)所表示的絕對(duì)壓力；另一種是以大氣壓力為基準(zhǔn)所表示的相對(duì)壓力。絕大多數(shù)儀表所測得的壓力是相對(duì)壓力，故相對(duì)壓力也稱為表壓力。絕對(duì)壓力=大氣壓力十相對(duì)壓力3．靜壓力的表示一、流體靜力學(xué)基本方程及其物理意義子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力、真空度的相對(duì)關(guān)系4．分析流體靜壓力基本方程及其物理意義一、流體靜力學(xué)基本方程及其物理意義子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)設(shè)底面所受壓力為p,液柱側(cè)面受力相互抵消。由于液柱處于靜止?fàn)顟B(tài)，相應(yīng)液柱也處于平衡狀態(tài)，因此有:

靜止液體壓力分布規(guī)律

010203靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)處的壓力由兩部分組成：一部分是液面上的壓力p0；另一部分是該液體自重形成的壓力ρgh。靜止液體內(nèi)的壓力隨液體深度h的增加而增大。離液面深度相同處各點(diǎn)的壓力相等。壓力相等的點(diǎn)所組成的面稱為等壓面（等壓面為一水平面）。上式即為液體靜力學(xué)基本方程。由此基本方程可知，重力作用下的靜止液體其壓力分布有如下特征：4．分析流體靜壓力基本方程及其物理意義一、流體靜力學(xué)基本方程及其物理意義子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)1．在液柱壓差計(jì)中的應(yīng)用二、流體靜壓力基本方程的應(yīng)用子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)U形玻璃管內(nèi)裝指示液（圖中黑色液體）。要求測設(shè)備中兩點(diǎn)之間的壓差ρ1?ρ2，設(shè)指示液的密度為ρ0，被測流體的密度為ρ，R為壓差計(jì)的讀數(shù)。解：A與A'為等壓面，即，合理利用等壓面是立體靜力學(xué)解題的關(guān)鍵點(diǎn)。由流體靜力學(xué)基本方程可得

pA=p1+ρg(m+R)

pA'=p2+ρgm+ρ0gR又由

pA=pA'

，可得：p1-p2=(ρ0-ρ)gR如果被測流體是氣體，ρ＜＜ρ0，則p1?p2=ρ0gR。根據(jù)壓差計(jì)的讀數(shù)和被測流體及指示液的密度就能計(jì)算出被測流體的壓力差。U形管壓差計(jì)2．在液位測量中的應(yīng)用二、流體靜壓力基本方程的應(yīng)用子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)某化工生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備外面設(shè)置一個(gè)稱為平衡器的小室，用一個(gè)裝有指示液的U形管壓差計(jì)將容器與平衡器連接起來，指示液密度為ρ0，小室內(nèi)裝的液體與容器內(nèi)相同，密度為ρ，其液面的高度維持在容器液面允許到達(dá)的最大高度處。求液面高度h。解：A與A'為等壓面，即pA

=pA?，由流體靜力學(xué)基本方程可得pA=p+ρg（m?R）+ρ0GrpA?=p+ρg（m+h）又由pA=pA?，可得

h=U形管壓差計(jì)測量液位3．在液體對(duì)容器壁面的壓力計(jì)算中的應(yīng)用二、流體靜壓力基本方程的應(yīng)用子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)靜止液體和固體壁面接觸時(shí)，固體壁面上各點(diǎn)在某一方向上所受靜壓力的總和就是液體在這一方向上作用于固體壁面上的總壓力。這個(gè)作用力總是指向壁面，通常稱作液壓作用力。液壓作用力的大小、方向、作用點(diǎn)都與受壓面形狀和液體壓力分布有關(guān)。（1）固體承壓面為平面?；钊芰ζ胶夥匠蹋簆1A1=p2A2+F，液體作用在固體壁面上的總壓力F等于液體靜壓力p與該平面承壓面積A的乘積，其作用方向與該平面垂直。（2）固體承壓面為曲面。固體承壓面為曲面時(shí)。接觸力計(jì)算較為復(fù)雜，簡化算法為：作用在曲面上的液壓作用力在某方向上的分力=靜壓力×曲面在該方向垂直面內(nèi)的投影面積，即流體對(duì)平面固體表面的接觸力流體對(duì)曲面固體表面的接觸力子任務(wù)1.2.1認(rèn)識(shí)液壓油的物理性質(zhì)儲(chǔ)油罐示意圖已知：密閉容器（儲(chǔ)油罐）液體密度為900kg/m3，容器上方的壓力表讀數(shù)為42kPa，記為p1，液面下方壓力表讀數(shù)為58kPa，記為p2，下方壓力表的水平中心線在測壓口以上0.55m。解：測壓口壓力p=p1+ρgΔz=p2+ρgh，可得

代入數(shù)據(jù)可得Δz≈2.36m。子任務(wù)1.3.2認(rèn)識(shí)流體動(dòng)力學(xué)在液壓傳動(dòng)中的應(yīng)用儲(chǔ)油罐示意圖已知：密閉容器（儲(chǔ)油罐）液體密度為900kg/m3，容器上方的壓力表讀數(shù)為42kPa，記為p1，液面下方壓力表讀數(shù)為58kPa，記為p2，下方壓力表的水平中心線在測壓口以上0.55m。解：測壓口壓力p=p1+ρgΔz=p2+ρgh，可得

代入數(shù)據(jù)可得Δz≈2.36m。一、連續(xù)性方程及應(yīng)用1.理想液體和恒定流動(dòng)1）理想液體在研究流動(dòng)液體時(shí)，將假設(shè)的，既無黏性又無壓縮性的液體稱為理想液體，事實(shí)上存在的有黏性和可壓縮性的液體稱為實(shí)際液體。2）恒定流動(dòng)液體流動(dòng)時(shí)，若液體中任意一點(diǎn)的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化，則這種液體流動(dòng)稱為恒定流動(dòng);若在壓力、速度和密度中有一個(gè)量隨時(shí)間變化，則這種液體流動(dòng)就稱為非恒定流動(dòng)。恒定流動(dòng)和非恒定流動(dòng)(a)恒定流動(dòng)；(b)非恒定流動(dòng)子任務(wù)1.3.2認(rèn)識(shí)流體動(dòng)力學(xué)在液壓傳動(dòng)中的應(yīng)用一、連續(xù)性方程及應(yīng)用流量和平均流速

2．流量和平均流速流速v稱為過流斷面上的平均流速，以后所指的流速，除特別說明外，均按平均流速來處理。于是有qv=vA，故平均流速v為：子任務(wù)1.3.2認(rèn)識(shí)流體動(dòng)力學(xué)在液壓傳動(dòng)中的應(yīng)用一、連續(xù)性方程及應(yīng)用連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達(dá)形式。

管路的通流面積分別為A1、A2，液體流速分別為v1、v2，液體的密度為ρ，則有液體流動(dòng)的連續(xù)子任務(wù)1.3.2認(rèn)識(shí)流體動(dòng)力學(xué)在液壓傳動(dòng)中的應(yīng)用一、連續(xù)性方程及應(yīng)用子任務(wù)1.3.2認(rèn)識(shí)流體動(dòng)力學(xué)在液壓傳動(dòng)中的應(yīng)用兩缸串聯(lián)，不考慮泄漏和任何損失，缸1的速度傳遞到缸2，缸1有桿腔排出的油液質(zhì)量等于缸2無桿腔獲得的油液的質(zhì)量，即ρv1A2=ρv2A1，可得v2=v1A2/A1，即得串聯(lián)缸的速度傳遞特性。串聯(lián)缸的速度傳遞特性泵輸入缸的流量為q1，有ρq1=ρv1A1，即q1=v1A1，可得液壓