液压与气压传动课件 第一章 液压流体力学基础.ppt

液压与气压传动教学大纲 课程的性质：该课程是车辆工程专业的必修专业基础课。 课程的要求： 1. 要求掌握各种液压元件的结构原理和特点。 2. 要求掌握各种液压与气动基本回路的功用和组成。 3. 要求掌握分析液压系统工作原理的方法。 学时安排：总学时数32，课内讲授26学时， 实验6学时；期末考试(闭卷)。 典型液压系统原理图形符号图 在机床工作台液压系统中，电机带动液压泵旋转，为系统提供压力油，液压缸驱动工作台作往复运动，换向阀使工作台换向，节流阀与溢流阀共同作用，调节工作台的运动速度，再加上油箱、管道、过滤器等保证了系统正常工作。 液压与气压传动系统的组成 能源装置——将机械能转换为流体压力能的装置。液压泵或空气压缩机。 执行元件——将流体的压力能转换为机械能的元件。液压缸或气缸、液压马达或气马达。 控制元件——控制系统压力、流量、方 向的元件以及进行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件。如溢流阀、节流阀、方向阀等。 辅助元件——保证系统正常工作除上述三种元件外的装置。如油箱、过滤器、蓄能器、油雾器、消声器、管件等。 液压与气动技术的优缺点 布置方便灵活。 无级调速，调速范围可达2000：1。 传动平稳，易于实现快速启动、制动和频繁换向。 操作控制方便，易于实现自动控制、中远距离控制和过载保护。 标准化、系列化、通用化程度高，有利于縮短设计周期、制造周期和降低成本。 传动效率不高；维护要求较高。 液压与气动技术的发展 液压与气动技术是一门有着悠久发展历史的技术，从1795年世界上第一台水压机诞生，到现在已有200多年的历史。至上世纪50～70年代，随着工艺水平的极大提高，液压技术也得到了迅速发展，成为实现现代传动和控制的关键技术，其发展速度仅次于电子技术。特别是近年来流体技术与微电子、计算机技术相结合，使液压与气动技术进入了一个新的发展阶段。 据有关资料记载，国外生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%的自动生产线，均采用了液压与气动技术。在国民经济很多领域均需应用液压与气动技术，其水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志之一。 元件小型化、系统集成化、机电液（气）一体化是液压与气动技术的必然发展趋势；元件与系统的CAD/CAT与计算机实时控制是当前的发展方向。 1.1 液压油液 一、液压油液的性质 1.密度：一般认为液压油的密度为900kg/m3 2.可压缩性：对于一般液压系统，可认为油液是不可压缩的。 3.粘性：液体流动时分子之间产生的一种内摩擦力，用动力粘度，运动粘度，相对粘度来度量。 动力粘度表征液体粘性的内摩擦系数 μ=( F/A )/( du/dy ) 运动粘度ν=μ/ρ，没有明确的物理意义， 但是工程实际中常用的物理量。 相对粘度又称条件粘度，我国采用恩氏粘度。 粘度随着温度升高而显著下降（粘温特性）。 粘度随压力升高而变大（粘压特性）。 二、对液压油液的要求与选用 1.2 液体静力学 液压流体力学是研究液体平衡和运动的力学规律的一门学科。 液体静力学 研究液体在静止状态下的力学规律及其应用。 液体动力学 研究液体流动时流速和压力的变化规律。 管道中液流的特性 用于计算液体在管路中流动时的压力损失。 孔口及缝隙的压力流量特性 是分析节流调速回路性能和计算元件泄漏量的理论依据。 一、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。 2.液体静压力的特性 液体静压力垂直于承压面，方向为该面内法线方向。 液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等。 二、静压力基本方程式 1.静压力基本方程式 p=p0+ρgh 2.重力作用下静止液体压力分布特征： 压力由两部分组成：液面压力p0，自重形成的压力ρgh。 液体内的压力与液体深度成正比。 离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的所有点组成等压面，重力作用下静止液体的等压面为