液壓傳動與氣動（微課版）課件 項目1.3-1.4 認(rèn)知靜力學(xué)與動力學(xué)基礎(chǔ)知識

1.3力學(xué)知識學(xué)習(xí)導(dǎo)航引導(dǎo)問題學(xué)習(xí)知識掌握技能拓展作業(yè)自我測試1.壓力是什么？壓力是怎樣產(chǎn)生的？壓力的大小與哪些因素相關(guān)？2.什么是流速？流速的大小與哪些因素相關(guān)？3.液壓系統(tǒng)中能量的傳遞遵循什么規(guī)律？1.3.1靜力學(xué)知識表面力質(zhì)量力液體作用在液體上的力有兩種類型:一種是質(zhì)量力，另一種是表面力。

質(zhì)量力作用在液體所有質(zhì)點上，它的大小與質(zhì)量成正比，比如重力、慣性力等。

表面力作用于液體的表面上，是其他物體(如活塞、大氣層)作用在液體上的力。

1．壓力定義及單位表面力液體由于液體不能抵抗拉力或切向力，即使是微小的拉力或切向力都會使液體產(chǎn)生流動。

因為靜止液體不存在質(zhì)點間的相對運動，也就不存在切向力，所以，靜止液體只能承受法向力。法向力切向力液體在單位面積上所受的法向力就是壓力，若法向力均勻地作用在面積A上，則壓力表示為:壓力的兩種表示方法：絕對壓力－以絕對真空為基準(zhǔn)度量；相對壓力－以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為基準(zhǔn)度量。真空度：絕對壓力比大氣壓小的那部分?jǐn)?shù)值。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為100000Pa，絕對壓力為80000Pa的真空度為20000Pa。此時，真空表上的讀數(shù)應(yīng)為-20000Pa。2．壓力的表示方法3．壓力的傳遞第二講液壓傳動的工作原理

BlaisePascal，1623—1662，法國著名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家和散文家。主要貢獻(xiàn)是在物理學(xué)上。布萊士·帕斯卡在密閉容器中，施加于靜止液體任意一點的壓力能等值地傳遞到液體內(nèi)部各點——帕斯卡原理壓力（Pa）=作用力（N）面積（m2）密閉容器內(nèi)各點的壓力相等。100kN10kN∵密閉連通∴壓力相等A1A21、液壓裝置具有力的放大作用2、壓力是在“前阻后擠”情況下產(chǎn)生的FW如果垂直液壓缸的大活塞上沒有負(fù)載，即W=0，不論怎樣推動小活塞也不能在液體中形成壓力。0kN10kNA1A2一個重要性質(zhì):液壓系統(tǒng)中的壓力大小由負(fù)載決定【例題1】將三個不同負(fù)載以并聯(lián)的方式與同一個液壓系統(tǒng)連接，如圖所示。若W1＜W2＜W3，試說明活塞A、活塞B、活塞C被頂起的順序。1.3.1動力學(xué)基礎(chǔ)1．流量與流速（1）理想液體和穩(wěn)定流動理想液體：無粘性且不可壓縮的液體。穩(wěn)定流動：液體中任一點的壓力、速度

和密度不隨時間而變化。通流截面：垂直于液體流動方向的截面。流量單位：升/分鐘(L/min)流量：單位時間內(nèi)流過通流截面液體的體積。流量速度=

面積（2）通流截面和流量2.流體連續(xù)性方程不可壓縮液體作定常流動時的連續(xù)性方程。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，單位時間內(nèi)流入截面A1的質(zhì)量應(yīng)該等于流出A2的質(zhì)量。Q1Q2【物理意義】在穩(wěn)定流動的情況下，連續(xù)液體通過管道各通流截面的流量相等。1、面積大處速度低2、面積小處速度高流量速度=

面積當(dāng)液壓缸有效面積一定時，活塞的運動速度決定于輸入液壓缸的流量活塞運行速度是多少?3.伯努利方程（1）理想伯努利方程穩(wěn)定流動時的伯努利方程【物理意義】理想液體作穩(wěn)定流動時，任意截面上的動能、壓力能和位能這三種能量的總和等于常數(shù)，三種能量之間可以相互轉(zhuǎn)換。面積?。核俣雀?，壓力小面積大：速度低，壓力大；實際液體的伯努利方程動能修正系數(shù)能量損耗

實際液體具有粘性，在流動時就有阻力，為了克服阻力就必然要消耗能量，這樣就有能量損失。（2）實際伯努利方程4.能量損失液壓系統(tǒng)中的能量損失主要表現(xiàn)為壓力損失。（1）壓力損失可分為兩大類：沿程壓力損失和局部壓力損失。局部壓力損失:液體流經(jīng)管徑突然變化處或流動方向突變產(chǎn)生的壓力損失。（空穴氣蝕+液壓沖擊）(2)減少壓力損失的措施a.降低流速；b.選擇黏度適當(dāng)?shù)囊后w；c.保證管壁光滑；d.縮短管路的長度；e.增大管徑；f.減少管路截面變化峰值壓力管路中流動的液體因為換向或閥門關(guān)閉而突然停止，由于液流和運動部件的慣性，在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生一個很大的瞬時壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。5.液壓沖擊原因1：載荷沖擊原因1：載荷沖擊原因1：載荷沖擊原因1：載荷沖擊原因1：載荷沖擊原因2：換向閥動作原因2：換向閥動作原因2：換向閥動作(2)減少液壓沖擊的措施a.延長閥門關(guān)閉和運動件換向制動的時間；b.限制管道內(nèi)液體的流速及運動件的速度；c.適當(dāng)增大管徑或采用橡膠軟管，盡量縮短管道長度；d.在系統(tǒng)中設(shè)置蓄能器和安全閥，在液壓元件中設(shè)置緩沖裝置?？昭程幍膲毫Φ陀诳諝夥蛛x壓時，溶解在液體中的空氣就會分離出來，液體中出現(xiàn)大量氣泡的現(xiàn)象，稱為空穴。6.空穴現(xiàn)象壓力低→出現(xiàn)大量氣泡氣泡進(jìn)入高壓區(qū)→破裂

→氣蝕1.4、氣動基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)導(dǎo)航引導(dǎo)問題學(xué)習(xí)知識掌握技能拓展作業(yè)自我測試第一階段，2000年前，希臘人KSTESIBIOS制造了一門空氣弩炮，成為使用氣動技術(shù)第一人。風(fēng)箱、自然風(fēng)力推動風(fēng)車、帶動水車提水灌溉，是我國古人最早利用氣動技術(shù)。氣動技術(shù)在生活中經(jīng)典應(yīng)用剪刀氣缸氣動剪床學(xué)習(xí)導(dǎo)航引導(dǎo)問題學(xué)習(xí)知識掌握技能拓展作業(yè)自我測試1.氣動剪切機是如何工作的？2.氣動系統(tǒng)由哪幾部分組成？3.氣動系統(tǒng)中的工作介質(zhì)是什么？1.4.1氣動原理與特點1.氣動原理與系統(tǒng)組成學(xué)習(xí)導(dǎo)航掌握技能拓展作業(yè)自我測試知識學(xué)習(xí)引導(dǎo)問題復(fù)位進(jìn)料剪切氣動剪切機工作過程分析氣源裝置執(zhí)行元件控制元件輔助元件二、氣壓傳動系統(tǒng)組成

工作介質(zhì)氣源裝置執(zhí)行元件控制元件輔助元件空氣壓縮機氣源凈化設(shè)備氣缸氣馬達(dá)壓力閥方向閥流量閥二、氣壓傳動系統(tǒng)組成工作介質(zhì)1）用過之后可直接排入大氣，不污染環(huán)境；2）便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送；3）具有動作迅速、反應(yīng)快、管路不易堵塞的特點；4）對環(huán)境適應(yīng)性好，安全等級低，可用于易燃易爆場所。；5）氣壓傳動裝置結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，安裝、維護方便。；6）氣壓傳動系統(tǒng)能自動實現(xiàn)過載保護。2.氣壓傳動特點優(yōu)點1.由于空氣具有可壓縮性，所以氣缸的動作速度受負(fù)載的影響比較大。2.系統(tǒng)工作壓力較低（一般為0.4～0.8MPa），系統(tǒng)輸出動力較小。3.工作介質(zhì)沒有自潤滑性，一般需要另設(shè)裝置進(jìn)行潤滑動作穩(wěn)定性較差；2.氣壓傳動特點缺點1.4.2氣壓工作介質(zhì)——空氣的性質(zhì)1.空氣的黏性和黏度空氣的黏性是空氣分子相對運動時產(chǎn)生阻力的性質(zhì)。空氣的黏性很小?？諝獾酿ざ入S著溫度增加，黏度增大。這主要是由于溫度升高后，空氣內(nèi)分子運動加劇，使原本間距較大的分子之間的碰撞增多。2.濕度濕度的表示方法有相對濕度和絕對濕度。相對濕度：絕對濕度：3.可壓縮性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)生顯著的改變。學(xué)習(xí)導(dǎo)航掌握技能引導(dǎo)問題學(xué)習(xí)知識拓展作業(yè)自我測試技能訓(xùn)練：液壓系統(tǒng)壓力測定學(xué)習(xí)導(dǎo)航拓展作業(yè)引導(dǎo)問題學(xué)習(xí)知識掌握技能自我測試氣動剪床作剪切動作，但不能切割工料，可能原因是？Q1答案——系統(tǒng)壓力不足，調(diào)節(jié)減壓閥，提高供氣系統(tǒng)壓力；——工料太厚或太硬、