液压传动第二章

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1、第2章　液压传动基础知识主讲教师：张萌主要内容2.1液压传动的工作介质2.2液体静力学基本规律2.3液体动力学基本规律2.4流体流动时的能量损失2.5流体流经孔口及缝隙的力学特性2.6液压冲击及气蚀现象22.1液压传动的工作介质液压传动中的工作介质起着重要的作用，是能量传递的中间媒介。因此了解液体的基本性质，掌握液体在平衡和运动状态下的力学规律，有助于正确理解液压传动原理，也是合理地设计和使用液压系统的理论基础。32.1.1液压油的物理特性液压油的物理特性主要包括：密度和重度、质量和重量等、其中最重要的物理特性为黏度。液压油的其它一些特性还包括：流动点、凝固点、闪点、燃点及热膨胀系数

2、等。41.粘性附着力液体与固体表面内聚力液体分子与分子之间液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩檫力，它使液体各层间的运动速度不等，这种现象叫做液体的粘性。图2-1液体流动的速度分布粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力，粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动。51.粘性(续）根据实际测定的数据所知，流体层间的内摩擦力F与流体层的接触面积A及流体层的相对流速du成正比，而与此二流体间的距离dz成反比下板固定上板以u0运动附着力A点：u=0B点：u=u0内摩擦力两板之间液流速度逐渐小。62.牛顿内摩擦力式中：μ—粘度系数A—液层接触面积du/

3、dz—速度梯度—牛顿内摩擦定律——两液层的速度差——两液层间的距离切应力:dzduAFfm=dzduAFfmt==当速度梯度变化时，μ为不变常数的流体称为牛顿流体，μ为变数的流体称为非牛顿流体。73.粘度的表示方法（2)运动粘度：由于在理论分析和计算中常常碰到绝对粘度与密度的比值。单位：Pa.S（帕秒）单位：m2/s（1)动力粘度:动力粘度μ在物理意义上讲，是当速度梯度du/dz=1时，单位面积上的内摩擦力的大小。dzdu=mt83.粘度的表示方法(续）（3)相对粘度：以相对于蒸馏水的粘性的大小来表示该液体的粘性的式中：t1–油流出的时间t2－20OC蒸馏水流出时间（平均51秒）恩

4、氏粘度与运动粘度的换算关系通常以20、50、100OC作为标准测定温度，记为：200mlφ=2.8mm恩氏粘度计94.粘度与压力的关系当压力低于5MPa时，粘度值的变化很小，可以不考虑。当液体所受的压力加大时，分子之间的距离缩小，内聚力增大，其粘度也随之增大。在压力很高以及压力变化很大的情况下，粘度值的变化就不能忽视。在工程实际应用中，当液体压力在低于50MPa的情况下，可用下式计算其粘度：νp=ν0(1+αp)式中：νp为压力在p(Pa)时的运动粘度；ν0为绝对压力为1个大气压时的运动粘度；p为压力(Pa)；α为决定于油的粘度及油温的系数。105.粘度与温度的关系液压油粘度对温度的

5、变化是十分敏感的，当温度升高时，其分子之间的内聚力减小，粘度就随之降低。不同种类的液压油，它的粘度随温度变化的规律也不同。112.1.2液压油的作用作为液压传动介质的液压油主要有以下功能：传动：把由泵产生的压力能传递给执行部件润滑：对泵、阀、执行元件等运动部件进行润滑密封：保持由泵所产生的压力冷却：吸收并带出液压装置所产生的热量防锈：防止液压系统中所用的各种金属部件锈蚀传递信号：传递信号元件或控制元件发出的信号吸收冲击：吸收液压回路中产生的压力冲击122.1.3对液压油的要求1.合适的粘度，粘温性好2.润滑性能好3.杂质少4.相容性好5.稳定性好6.抗泡性好、防锈性好7.凝点低,闪点

6、、燃点高8.无公害、成本低132.1.4液压油液的种类和选择石油型难燃型机械油汽轮机油液压油水-乙二醇液磷酸酯液水包油油包水乳化液合成型1.液压油的种类142.1.4液压油液的种类和选择（续）2.液压油的选择工作条件工作环境油液质量经济性1.优先考虑粘性ν=11.5～41.3cSt即20、30、40号机械油2.按工作压力p高，选μ大；p低，选μ小3.按环境温度T高，选μ大；T低，选μ小4.按运动速度v高，选μ小；v低，选μ大5.其他（污染、抗燃、毒性）（相容性、稳定性、防锈抗腐）（价格、使用寿命、更换）152.1.5液压油液的使用1.控制油温2.防止污染3.定期抽检、定期更换4.油箱

7、储油充分5.确保密封6.防止空气进入162.2液体静力学基本规律2.2.1静压力及其特性1.液体的静压力静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。p=limΔF/ΔA（ΔA→0）若在液体的面积A上所受的作用力F为均匀分布时，静压力可表示为p=F/A液体静压力在物理学上称为压强，工程实际应用中习惯称为压力式中：A为液体有效作用面积；F为液体有效作用面积A上所受的法向力。172.压力的表示方法及单位液压系统中的压力就是指压强，液体压力通常有绝对压力、相对压力