液压与气压技术第2章 液压流体力学基础1.ppt

第2章 液压流体力学基础 本章 学习目标 了解液压油的物理性质、粘温关系 掌握液体静压力基本方程和伯努利方程的应用 掌握管路内压力损失的计算方法 了解液压冲击和气穴现象 2.1 工作介质 2.1.1 工作介质使用要求和种类 液压工作介质的种类 按抗燃烧特性可分为两大类：一类为矿物油系；一类为不燃或难燃油系。 大多数设备的液压系统采用是矿物油系 。 液压传动中广泛采用石油基液压油作为工作液体，特殊情况下可采用抗燃液压油。 不燃或难燃油系可分为水基液压油和合成液压油两种。 常用的液压油种类见表2－1。 2.1.1 工作介质使用种类和要求 2.1.1 工作介质使用种类和要求 可分为含水液压油和合成液压油两种。 2.1.2 工作介质的物理性质 2.1.2 工作介质的物理性质 2.1.2 工作介质的物理性质 2.1.2 工作介质的物理性质 式中： 是比例常数，称为粘性系数或动力粘度。 2.1.2 工作介质的物理性质 液体的粘性大小可用粘度来表示。粘度的表示方法有：动力粘度μ、运动粘度ν、相对粘度。 2.1.2 工作介质的物理性质 运动粘度：液体动力粘度与液体密度之比。 2.1.2 工作介质的物理性质 （3）相对粘度：又称条件粘度。它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的粘度。可分为恩氏粘度、赛氏粘度SSU、雷氏粘度Re等。 2.1.2 工作介质的物理性质 3）粘度与压力、温度的关系 2.1.3 液压工作介质的选择 总之，选择液压油时一是考虑液压油的品种，二是考虑液压油的粘度。 2.1.4 工作介质的污染及控制 液压油使用一段时间后会受到污染，常使阀内的阀芯卡死，并使油封加速磨耗及液压缸内壁磨损等。 1 工作介质污染的原因 造成液压油污染的原因有三方面： （1）残留物的污染： （2）侵入物的污染： （3）生成物的污染： 2 工作介质污染的危害 （1）固体颗粒及胶状生成物会加速元件磨损，堵塞泵及过滤器，堵塞元件相对运动缝隙，使液压泵和阀性能下降，使泄漏增加，产生气蚀和噪声。 （2）空气的侵入会降低液压油的体积模量，使系统响应变差，刚性下降，系统更易产生振动、爬行等现象。 （3）水和悬浮气泡显著削弱运动副间的油膜强度，降低液压油的润滑性。油液中的空气、水、热量、金属磨粒等加速了液压油液的氧化变质，同时产生气蚀，使液压元件加速损坏。 2.1.4 工作介质的污染及控制 3 污染度等级 液压油的污染用污染等级来表示，它是单位体积液压油中固体颗粒污染物的含量，即液压油中所含固体颗粒的浓度。 污染度等级标准有两个，一个是国家标准( ISO4406国际标准)；另一个是美国NAS1638标准。 ISO4406等级标准用两组数码表示液压油中固体颗粒的污染度，前面一组数码代表1mL工作介质中尺寸不小于5μm的颗粒数等级，后面一组数码代表1mL工作介质中尺寸不小于15 μm的颗粒数等级，两组数码之间用一斜线分隔。 例如：污染度等级代号为18／15的液压油，表示它在每毫升内不小于5μm的颗粒数在l300—2500之间，不小于15 μm的颗粒数在160—320之间。 2.1.4 工作介质的污染及控制 2.1.4 工作介质的污染及控制 美国NAS1638污染度等级标准如表2-3所示。它以颗粒浓度为基础，按100mL油液中在给定5个颗粒尺寸区间内的最大允许颗粒数划分为14个等级，最清洁为00级，污染度最高为12级。 2.1.4 工作介质的污染及控制 2.2 液体静力学 作用在液体上的力有两种，即质量力和表面力。 质量力：单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在数值上等于加速度。 表面力：是与液体相接触的其它物体（如容器或其它液体）作用在液体上的力，这是外力；也可以是一部分液体作用在另一部分液体上的力，这是内力。 单位面积上作用的表面力称为应力，它有法向应力和切向应力之分。当液体静止时，液体质点间没有相对运动，不存在摩擦力，所以静止液体的表面力只有法向力。液体内某点处单位面积△A上所受到的法向力△F，称为压力p（静压力）. 即 2.2 液体静力学 由于液体质点间的凝聚力很小，不能受拉，只能受压，所以液体的静压力具有两个