液压与气压传动02液压传动基础知识详解.ppt

第2章 液压传动基础知识 第一节 液压传动工作介质 第二节 液体静力学 第三节 液体动力学 第四节 定常管流的压力损失计算 第五节 孔口和缝隙液流 第六节 空穴现象 第一节 液压传动工作介质 液压传动以液体的静压能传递动力，它的工作介质是油液 本章主要内容就是介绍 一、 液压传动工作介质的性质 1.密度ρ：单位体积液体的质量 2.可压缩性 可压缩性：液体受压力作用而发生体积变化的性质。可用体积压缩系数κ或体积弹性模量K表示 体积压缩系数κ：单位压力变化所引起的体积相对变化量。（m2/N） 3、粘性 动力粘度（绝对粘度）μ 牛顿内摩擦定律 式中 μ:称为动力粘度系数（Pa·s） τ:单位面积上的摩擦力（即剪切应力） 速度梯度，即液层间速度对液层距离的变化率 物理意义 ：当速度梯度为1时接触液层间单位面积上的内摩擦力 ? 法定计量单位 ：帕·秒（Pa·s） 运动粘度ν 定义：动力粘度μ与密度ρ之比 相对粘度（恩式粘度oΕ） 恩氏粘度：它表示200mL被测液体在toC时，通过恩氏粘度计小孔（ф=2.8mm）流出所需的时间t1，与同体积20oC的蒸馏水通过同样小孔流出所需时间t2之比值， t2=51s 1、分类 工作介质品种的组成：代号+数字 代号中L—石油产品的总分类号“润滑剂及有关产品” H—表示液压系统用的工作介质 数字 —表示该工作介质的某个粘度等级 如 L-HL表示石油型普通液压油 L-HH表示石油型精致矿物油 工作介质的污染是液压系统发生故障的主要原因。 为了减少工作介质的污染，应采取如下一些措施： 对元件和系统进行清洗 防止污染物从外界侵入 设置合适的过滤器 控制工作介质的温度 定期检查和更换工作介质 第二节 液体静力学 液体静力学主要讨论液体静止时的平衡规律以及这些规律的应用。 液体静止—液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性，至于盛装液体的容器，不论它是静止的或是匀速、匀加速运动都没有关系。 2、静压力基本方程式的物理意义 四、帕斯卡原理 五、液体静压力对固体壁面的作用力 第三节 液体动力学 液体动力学主要讨论作用在流体上的力以及这些力和流体运动特性之间的关系。 本节主要讲述三个基本方程：流量连续性方程、伯努利方程和动量方程。 一、基本概念 1、理想液体、定常流动和一维流动 理想液体—既无粘性又不可压缩的液体。 定常流动—液体流动时，液体中任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化。这种流动称定常流动。 反之，只要有一个随时间变化，就是非定常流动，或称时变流动。 一维流动—液体整个地作线形流动。 2、迹线、流线、流束和通流截面 二、连续性方程 从流动液体的质量守恒定律中演化出来。 三、伯努利方程 推导过程略 1、理想液体的伯努利方程为 第四节 定常管流的压力损失计算 在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失。 液压系统中的压力损失分为两类： 沿程压力损失—油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失。由液体流动时的内、外摩擦力所引起。 局部压力损失—油液流经局部障碍（如弯管、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流的方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间、以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失。 压力损失过大就是功率损耗的增加，将导致油液发热加剧，泄漏量增加，效率下降和系统性能变坏。 液流在管道中的流动状态将直接影响液流的压力损失。 一、流态、雷诺数 1、层流和紊流(湍流) 液体有两种流动状态：层流和紊流 层流—液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层状，且平行于管道轴线。 紊流（湍流）—液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在着剧烈的横向运动。 2、雷诺数 二、液体在直管中流动时的压力损失(沿程压力损失） 1、层流时的压力损失 （1）液流在通流截面上的速度分布规律 （2）圆管中的流量 三、局部压力损失 计算公式为: 第五节 孔口和缝隙流动 一、孔口液流特性 节流装置—在液压系统的管路中，装有截面突然收缩的装置 节流—截面突然收缩处的流动 一般均采用各种形式的孔口来实现节流。 在液压传动控制中，要人为地制造这种节流装置来实现对流量和压力的控制 二、缝隙液流特性 （一）平行平板的间隙流动 （二）圆柱环形间隙流动 （三）流经平行圆盘间隙径向流动的流量 （四）圆锥状环形间隙流动 第六节 空穴现象 一、油液的空气分离压和饱和蒸气压 二、节流口处的空穴现象 三、空穴现象的危害 雷诺实验 层流和紊流（湍流）是两种不同性质的流态。 层流：液体流速低，质点受粘性制约，不能随意运动，粘性力起主导作用