第2章液压传动基础

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1、第二章 液压传动的基础n2.1液压传动工作介质n2.2液体静力学n2.3液体动力学n2.4液体流经管路内压力损失计算n2.5液体流经小孔及缝隙的流量n2.6液压冲击空穴与现象2.1液压传动工作介质n液压油的主要物理性质n对液压油的要求n液压油分类及选择2.1液压传动工作介质n2.1.1液压油的主要物理性质1. p v为保证为正值，式中须加负号01VVpk2.粘性 液体在外力作用下流动（或有流动趋势）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间的相对运时，分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力。动而产生一种内摩擦力。注意：静止液体不呈现粘性。液体的粘性大小可

2、用粘度来表示。液体的粘性大小可用粘度来表示。表示方法：动力粘度、运动粘度、相对粘度。粘度和压力的关系： P，F， 但其影响较小，一般在32Mpa以上才考虑。粘度和温度的关系：温度，内聚力，。2.1.2对液压油的要求p合适的粘度，粘温特性好；p润滑性好； p相容性好，化学稳定性好；p质地纯净，抗泡沫性好；p闪点要高，凝固点要低。p污染小，成本低，对人体无害。2.1.3液压油分类及选择1.种类：石油型 、乳化型、合成型2.选择：主要考虑系统的工作环境和工作条件。（1）按工作压力 p 高，大； p 低，小。（2）按环境温度 T 高，大； T 低，小。（3）按运动速度 v 高，小； v 低，大。2.2

3、 液体静力学n液体的静压力及其特性n压力的表示方法及单位n液体静压力基本方程n静止液体中的压力传递n静止液体对固体壁面的作用力2.2 液体静力学n2.2.1液体静压力及其特性 静压力: 是指液体处于静止状态时,其单位面积上所受的法向作用力n若法向力F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为:n静压力的特性:n液体的静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向n静止液体中任何一点所受到各个方向的压力都相等AFp 1、测压两基准、测压两基准绝对压力绝对压力以绝对零压为基准所测以绝对零压为基准所测相对压力相对压力*以大气压力为基以大气压力为基 准所测准所测2、关系绝对压力绝对压力 = 大气压力大气压力 + 相

4、对压力相对压力真空度真空度 = 大气压力大气压力 绝对压力绝对压力注：注： 液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力2.2.2压力的表示方法及单位n法定单位 :牛顿/米2(N/m2)即帕（Pa） 1 MPa=106Pan单位换算: 1工程大气压（at）=1公斤力/厘米2（kgf/m2）105帕 =0.1 MPa 1米水柱（mH20）=9.8103Pa 1毫米汞柱（mmHg）=1.33102Pa2.2.3液体静压力的基本方程1、计算静止液体内任意点、计算静止液体内任意点A处的压力处的压力 p = p0+gh 2、重力作用下静止液体压力分布特征、重力作用

5、下静止液体压力分布特征（1）静止液体中任一点处的压力由两部分）静止液体中任一点处的压力由两部分 液面压力液面压力p0 组成组成 液体自重所形成的压力液体自重所形成的压力gh（2) 静止液体内压力沿液深呈线性规律分布静止液体内压力沿液深呈线性规律分布（3) 离液面深度相同处各点的压力均相等，离液面深度相同处各点的压力均相等， 压力相等的点组成的面叫等压面压力相等的点组成的面叫等压面. 例2-1 如图所示，容器内盛油液。已知油的密度=900kg/m3，活塞上的作用力F=1000N，活塞的面积A=110-3m2，假设活塞的重量忽略不计。问活塞下方深度为h=0.5m处的压力等于多少？解：活塞与液体接触

6、面上的压力均匀分布，有 深度为h处的液体压力p =106 +9009.80.5 =1.0044106(N/m2)106(Pa)结论：在液压系统中液体自重的影响常可忽略不计26230/101011000mNmNAFp2.2.4静止液体中的压力传递n帕斯卡原理:2.2.5 静止液体对固体壁面的作用力作用在平面上的总作用力：作用在平面上的总作用力：P = pA 如：液压缸，若设活塞直径为如：液压缸，若设活塞直径为D,则则 P = pA = pD2/4 作用在曲面上的总作用力：作用在曲面上的总作用力： Fx = pAx结论：结论：曲面在某一方向上所受的作用力，等于液体压力曲面在某一方向上所受的作用力，

7、等于液体压力与曲面在该方向的垂直投影面积之乘积。与曲面在该方向的垂直投影面积之乘积。2.3 液体动力学n基本概念n连续性方程n伯努利方程n动量方程2.3.1 基本概念1、理想液体、定常流、理想液体、定常流 理想液体：既无粘性又不可压缩的液体。 定常流动：流动液体中任一点的p、u和都不随时间而变化流动。2、流量和平均流速、流量和平均流速 通流截面：液体在管道中流动时，垂直与液体流动方向的截面。用A表示 流量：单位时间内流过某通流截面的液体体积。用q 表示， q=vA 单位为 m3/s 或 L/min 。 平均流速：通流截面上各点均匀分布假想流速。Aqv 单位：单位：m/s3. 层流和紊流层流和紊

8、流 层流：液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层层流：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；状，且平行于管道轴线； 紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动以外，还存在着剧烈的横向运动。轴线的运动以外，还存在着剧烈的横向运动。 液体流动时，究竟是层流还是紊流，要用液体流动时，究竟是层流还是紊流，要用雷诺数雷诺数来来判定判定n当液流实际流动时的雷诺数小于临界雷诺数时，液当液流实际流动时的雷诺数小于临界雷诺数时，液流为层流，反之液流则为紊流。流为层流，反之液流则为紊流。对金属圆管对金属圆管Re临临 2000。vdRe2