液压与气压传动基本知识

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1、第二章液压与气压传动基本知识第一节液压与气压传动的组成及工作原理第二节流体静力学基础第三节流体动力学基础第四节孔口和缝隙流动第五节液压冲击与气蚀现象第一节液压与气压传动的组成及工作原理一、液压与气压传动系统的组成液压与气压传动系统除工作介质(液压油与空气)外，一般由以下五部分组成:1.动力元件它们是为液压与气动系统提供一定流量与压力的流体装置，它将原动机输人的机械能转换为流体的压力能，主要有液压泵、空气压缩机等。2.执行元件它们是将流体压力能转换为机械能的装置。主要有:实现直线运动的执行元件液压缸或气缸，它输出力和速度;实现旋转运动的液压电动机或气电动机，它输出转矩和转

2、速。下一页返回第一节液压与气压传动的组成及工作原理3.控制元件即各种液压控制阀。它们是对液压、气压系统中流体的压力、流量和方向进行控制的装置，如溢流阀、节流阀、换向阀和逻辑元件等。4.辅助装置它们是起连接、储油、过滤、密封等作用的装置或部件，主要包括各种管件、油箱、过滤器、蓄能器、仪表和密封装置等。5.工作介质如液压油。其作用是实现运动和动力的传递。上一页下一页返回第一节液压与气压传动的组成及工作原理二、液压与气压传动的工作原理为了对液压与气压传动有一个初步了解，下面以液压千斤顶为例，介绍其工作原理与组成。图2-1所示为液压千斤顶工作原理图，首先关闭截止阀11，上提手柄

3、1，小活塞3被带动上升使小活塞3下腔的容积增大，此时单向阀7因受上腔油液压力作用而关闭，使小活塞3下腔形成局部真空，油箱12中的油液在大气压力的作用下，推开吸油阀4进人小活塞3的下腔。当下压手柄1时，小活塞3下移，小活塞3下腔的容积减小，油液受外力挤压作用而产生压力，迫使吸油阀4关闭，液体通过管道6打开单向阀7，进人液压缸9的下腔，推动大活塞8连同重物W一起向上移动。上一页下一页返回第一节液压与气压传动的组成及工作原理如果反复上提、下压手柄1，液体就会不断地被送入大活塞下腔，推动大活塞及负载(重物)上升。如果打开截止阀11，可以控制液压缸9下腔的油液通过管道10流回油箱

4、，大活塞8在重物的作用下向下移动并回到原始位置。由此可见液压传动是依靠密封容积的变化来传递运动、依靠油液的压力来传递动力的。气压传动与液压传动的工作原理极为相似，只不过液压系统是以液体作为其工作介质，而气动系统是以气体作为其工作介质的，两种工作介质的不同之处在于:液体几乎是不可压缩的，而气体却具有较大的可压缩性。上一页下一页返回第一节液压与气压传动的组成及工作原理图2-1中所示的液压传动系统是用结构示意图来表示的，它直观性强，容易理解，但绘制较复杂、无规范，为此，目前国内外都广泛采用元件的图形符号来绘制液压与气压的系统图。我国根据国际标准化组织(ISO)制定的液压与气动

5、图形符号标准，也制定了相应的标准GB/T768.1一1993。液压与气压图形符号脱离元件的具体结构，只表示元件的功能，使系统简化，原理简单明了，便于阅读、分析、设计和绘制。上一页返回第二节流体静力学基础一、流体的物理性质1.流体的可压缩性和膨胀性流体体积随压力变化而变化。在一定温度下，液体体积相对压力变化的属性，称为液体的可压缩性。流体的体积也随温度的变化而变化，通常温度升高，流体的体积增大，流体的这种属性称为膨胀性。对于液压系统用矿物油，在一般使用温度与压力范围内，其体积随压力和温度的变化小，但对气体的影响极大。气体体积随温度和压力的变化规律遵循气体状态方程。下一页返

6、回第二节流体静力学基础2.流体的密度单位体积中流体的质量称为流体的密度，用σ表示:σ=m/Vm—流体的质量(kg);V一流体的体积(m3)。流体的密度是随温度和压力而变化的，对于液压系统用矿物油，在一般使用与压力范围内，其密度变化小，可近似认为不变。其密度σ≈900kg/m3，空气的密度在标准状态下为12.93kg/m3。上一页下一页返回第二节流体静力学基础3.流体的砧性流体在外力的作用下流动时，分子间的内聚力阻止其相对运动而产生内摩擦力的性质称为瓤性。摩擦阻力是流体瓤性的表现形式，只有在运动时才呈现出瓤性，静止时不呈现瓤性。黏性是流体的基本属性，对元件的性能和系统的工

7、作特性有极大影响。流体瓤性的大小用瓤度来表示，它是选择工作介质的重要依据。常用的瓤度有运动瓤度、动力瓤度和相对瓤度。上一页下一页返回第二节流体静力学基础(1)运动瓤度动力瓤度与其密度P的比值，即γ=μ/σ，单位为m2/s。运动瓤度没有明确的物理意义，因为在其单位中只有长度和时间量纲，所以称为运动瓤度。在工程上习惯用运动瓤度来标志液体瓤度。液压油的牌号就是采用温度为40℃时运动瓤度(单位为mm2/s)的平均值来表示的。例如L—H32号液压油，是指这种油在40℃时的运动瓤度的平均值为32mm2/s。(2)动力瓤度表征液体瓤性的内摩擦系数(又称