《液压、液力与气压传动技术 教学课件 ppt 作者 王丽君 第一章 液压传动基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压、液力与气压传动技术 教学课件 ppt 作者 王丽君 第一章 液压传动基础知识（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、液压、液力与气压传动技术,主编,第一章 液压传动基础知识,1.熟悉液压油的基本性质。 2.理解压力决定于负载这一重要概念。 3.理解流量、流速的概念，能运用连续性方程、伯努利方程计算液体流速和压力。 4.知道如何计算压力损失以及减少压力损失。 5.了解液压冲击和气穴现象产生的原因、危害。 1.能够分析和排除液压系统中一般的冲击和气穴问题。 2.掌握液压油正确的检测方法，能够准确判断油的质量状态，并会正确处理废油。 第一节 液压传动工作介质 第二节 液体静力学基础 第三节 液体动力学基础 第四节 液压传动中的几个问题,1.熟悉液压油的基本性质。,2.理解压力决定于负载这一重要概念。,3.理解流量
2、、流速的概念，能运用连续性方程、伯努利方程计算液体流速和压力。,4.知道如何计算压力损失以及减少压力损失。,5.了解液压冲击和气穴现象产生的原因、危害。,1.能够分析和排除液压系统中一般的冲击和气穴问题。,2.掌握液压油正确的检测方法，能够准确判断油的质量状态，并会正确处理废油。,第一节 液压传动工作介质,一、液压油的性质 1.密度 2.可压缩性 3.粘性,图1 - 1 液体粘性示意图,第一节 液压传动工作介质,(1)动力粘度 (2)运动粘度 (3)相对粘度 动力粘度和运动粘度是理论分析和计算时经常使用到的粘度，但它们都难以直接测量。 二、液压系统对工作介质的要求 不同的液压传动系统、不同的使
3、用条件对工作介质的要求也不相同，为了更好地传递动力和运动，液压传动系统所使用的工作介质（液压油）应具备以下的基本性能： 1)具有合适的粘度，润滑性能良好，并具有较好的粘温特性。 2)质地纯净、杂质少，并对金属和密封件有良好的相容性。 3)对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性。 4)抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小。,第一节 液压传动工作介质,5)体积膨胀系数小，比热容大，流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 6)对人体无害，对环境污染小，成本低，价格便宜。 三、液压油的选择 正确、合理地选择液压油，对保证液压传动系统正常工作、延长液压传动系统和液压元件的使用寿命以及提高液压传动系统的工作可靠
4、性等都有重要影响。,第二节 液体静力学基础,一、液体静压力及其特性 静止流体不能承受切应力，也不能承受拉力，只能承受静压力。 1)流体静压力的方向垂直指向承压面，与该面的内法线方向一致。 2)作用于流体中任意一点静压力的大小在各方向上均相等。 二、流体静压力的基本方程及分布规律 如图1 2所示，密度为的液体在容器内处于静止状态，作用在液面上的压力为p0，如果计算距液面深度为h处某一点的压力p，可以假想从液面往下切取高度为h、底面积为dA的小液柱为研究对象，这个液柱在重力和周围液体压力作用下，处于平衡状态，所以有,第二节 液体静力学基础,三、绝对压力、相对压力和真空度 压力的表示方法有绝对压力和
5、相对压力两种。,第二节 液体静力学基础,图1 - 2 静压力的分布规律,四、液体作用在固体壁面上的力,第二节 液体静力学基础,具有一定压力的液体与固体壁面相接触时，固体壁面将受到液压力的作用，如果忽略液体自重产生的压力，液体中各点的静压力是均匀分布的，且垂直作用于受压表面。,第二节 液体静力学基础,图1 - 4 液压力作用在曲面上的力,第三节 液体动力学基础,一、液体运动的基本概念 1.理想液体 2.流量与流速 (1)流量的定义、计算及单位 1)流量的定义：单位时间内流过某通流截面(即垂直于流动方向的截面)的液体体积称为体积流量，用q表示，本书中的流量一般为体积流量，简称为流量。 2)流量的计
6、算：若液体平均流速为v，通流截面面积为A，则,3)流量的单位：流量的法定计量单位为m3/s，工程上常用的法定计量单位为L/min，两者的换算关系为,第三节 液体动力学基础,(2)流量与液压缸运动速度的关系 在液压传动中，由于液压缸的有效面积A是一定的，液体在液压缸中的平均流速与活塞的运动速度相同。 二、连续性方程 连续性方程是质量守恒定律在流体运动中的具体应用。,图1 - 5 管道内的某段液体,第三节 液体动力学基础,三、伯努利方程 能量守恒是自然界的客观规律，流动液体也遵守能量守恒定律，这个规律是用伯努利方程的数学形式来表达的。 1.理想液体的伯努利方程,图1 - 6 伯努利方程示意图,第三
7、节 液体动力学基础,2.实际液体的伯努利方程,3.伯努利方程的应用,四、动量方程 动量方程是动量定理在流体力学中的具体应用。,第三节 液体动力学基础,图1 - 7 液流对液体的作用力,例1 如图1 - 7所示，流量为Q的一股液流射流到一个可转动的叶片上，求液流给叶片的作用力F。,第三节 液体动力学基础,解 根据式(1 - 18)，液流在v1方向上受到叶片的作用力F1为,第四节 液压传动中的几个问题,一、管路中液体的压力损失 实际粘性液体在流动时存在阻力，为了克服阻力就要消耗一部分能量，就会有能量损失。 二、液体流经孔口和缝隙的流量 在液压传动系统中常遇到油液流经小孔或间隙的情况，例如节流调速中
8、的节流小孔，液压元件相对运动表面间的各种间隙。 1.液体流经孔口的流量 (1)薄壁孔口流量 图1 - 8所示为进口边做成刃口形的典型薄壁孔口。,第四节 液压传动中的几个问题,图1 - 8 进口边做成刃口形的典型薄壁孔口,(2)短孔、细长孔口流量 短孔的流量公式仍然采用式(1 - 19)，但流量系数Cq的算法不同，图1 - 9所示为短孔的流量系数。,第四节 液压传动中的几个问题,2.液体流经缝隙的流量,图1 - 9 短孔的流量系数,第四节 液压传动中的几个问题,(1)油液在平行平板缝隙中的流量 研究表明，在平行平板缝隙两端有压差的前提下，平行平板相对固定时，通过平行平板缝隙的流量与缝隙值的三次方
9、成正比，这说明液压元件内缝隙的大小对其泄漏量的影响是很大的；平行平板有相对运动时，缝隙h越小，泄漏的功率损失也越小。 (2)圆环缝隙流量 圆环缝隙有同心和偏心两种情况。 1)同心环形间隙在压差作用下的流动。,图1 - 11 平行平板缝隙液流,第四节 液压传动中的几个问题,2)偏心环形间隙在压差作用下的流动。,图1 - 13 偏心环形间隙间的液流,第四节 液压传动中的几个问题,三、冲击及气穴现象 在液压传动系统中，液压冲击和气穴现象会给系统带来不利影响，因此，需要了解这些现象产生的原因，并采取相应措施加以防止。 1.液压冲击 1)缓慢开关阀门。 2)限制管路中液流的速度。 3)系统中设置蓄能器和
10、溢流阀。 4)在液压元件中设置缓冲装置(如节流阀)。 2.气穴现象 1)减小液流在间隙处的压力降。 2)降低吸油高度，适当加大吸油管的内径，限制吸油管的流速，及时清洗过滤器。,第四节 液压传动中的几个问题,3)管路要有良好的密封性，防止空气进入。 一、填空题 1.液压传动的工作原理是 定律。 2.液压油(机械油)的牌号是用 表示的。 3.绝对压力不足于大气压力的数值称为。 4.当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较的液压油;当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较的液压油。 5.液压系统的工作压力取决于 。 6.在液压元件
11、中，为了减小环形间隙的泄漏，应使其配合件尽量处于 状态。,第四节 液压传动中的几个问题,7.液体在直管中流动时，产生 压力损失；在变直径管、弯管中流动时产生 压力损失。 8.某一元件的工作状态突变引起液体压力急剧上升，一瞬间突然产生很高的压力峰值，同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为。 二、简答题 1.温度和压力对液压油的粘度有什么影响？ 2.连续性方程的本质是什么？它的物理意义是什么？ 3.说明伯努利方程的物理意义并指出理想液体伯努利方程和实际液体伯努利方程的区别。 4.试分析减少平行平板间隙泄漏量的主要措施有哪些？什么措施相对更有效？,第四节 液压传动中的几个问题,三、计算题 1.
12、如图1 - 14所示，液压柱塞缸筒直径D=150mm，柱塞直径d=100mm，负载F=5104N。 2.如图1 - 15所示，容器内盛有油液。,图1 - 14 题1图,第四节 液压传动中的几个问题,图1 - 16 题3图,3.如图1,第四节 液压传动中的几个问题,4.如图1 - 17所示，油液在喷管中的流动速度v1=6m/s，喷管直径d1=5mm，油液的密度900kgm3，喷管前方放置一挡板。 1)壁面与射流垂直时，如图1 - 17a所示。 2)壁面与射流成60角时，如图1 - 17b所示。,图1 - 17 题4图,5.图1 - 18所示机构中，活塞面积A1=10mm2，A2=50mm2。,第
13、四节 液压传动中的几个问题,1)当Ff=5kN、F=0.5kN及Ff=5kN、F=2kN时，两液压缸活塞的运动情况，及两缸中的压力各是多少? 2)为推动重块，在缸的活塞上应施加多大的力F? 3)如果已测出活塞的运动速度v1=0.5m/min，那么重块的运动速度v2应为多少? 6.如图1 - 19所示，减振器的活塞在冲击力FG=50N的作用力下向上移动，将液压缸中的油液经过=0.05mm的缝隙排到下腔中。,图1 - 18 题5图,第四节 液压传动中的几个问题,一、训练目的 1)通过了解各种负载对液压缸工作压力的影响，从而深入理解液压系统中工作压力和外加负载的关系，分析液压系统中的负载体现在哪些方
14、面，进而理解液压系统中工作压力的组成，包括有效工作压力和压力损失(无效工作压力)。 2)通过实验认识执行元件运动速度和系统流量的关系。 3)通过实验认识压力损失对系统效率的影响。 二、训练准备 设备：QCS002液压教学实验台。 三、训练步骤 1.准备 1)检查系统油箱的油位是否正常、系统是否有漏油现象。,第四节 液压传动中的几个问题,图1 - 20 压力形成实验油路图,2)检查开机前有关元件的控制装置位置是否正确。 3)电源接通后，按下液压泵起动按钮。,第四节 液压传动中的几个问题,2.训练内容及步骤 (1)液压缸中摩擦阻力变化对液压缸工作压力的影响 液压缸的摩擦阻力指活塞与缸筒内壁和活塞杆
15、与端盖密封处的摩擦阻力。 1)从三个液压缸中任选一个为实验缸，调节压力阀4使泵口压力为2MPa。 2)将单向节流阀8手轮全开(阀9和阀10仍然关闭，将缸12、缸13锁紧)。 3)调节换向阀7到“0”位，使活塞杆上行。 4)活塞杆运行到顶部再使之下行，然后分多次逐级旋紧调节螺母。 5)最后调节换向阀7到“1”位，使活塞杆处于下端位。 (2)验证液压缸的外加负载变化时对工作压力的影响 1)选一个缸为实验缸。,第四节 液压传动中的几个问题,2)将砝码数从0逐渐增加，记录下每次活塞杆上行时各压力表指示值(p1、p8、p6)并计算出有效工作压力p有效填入表1 - 2中。 3)实验完毕，使活塞杆处于下端位
16、，取下砝码，并松开压力阀4的手轮，使泵卸荷。 (3)液压缸流量变化对工作压力的影响 1)选定一个实验缸(缸12)，将泵口压力调至2MPa。 2)将调速阀6开度由小到大逐级增大，记录下每次活塞杆上行时各压力表的指示值(p1、p8、p6)，至少3次，填入表1 - 3中。 3)实验完毕，将调速阀6的开度再调至适中位置，活塞杆停在上端，使泵卸荷。 (4)系统背压力变化对工作压力的影响 液压系统中的背压力是指执行元件回油腔(即出口)的压力。,第四节 液压传动中的几个问题,1)选定一个实验缸(缸12)，将泵口压力调至2MPa。 2)将单向节流阀8的开度由大到小逐级关小，记录下每次活塞杆下行时泵口压力p1、工作压力p8和系统背压力p6的值，填入表1 - 4中。 3)实验完毕，将单向节流阀8手轮全松，活塞杆处下端位，使泵卸荷。 (5)多缸并联系统中外加负载不同时对工作压力的影响 由于系统中的工作压力决定于负载，所以在多缸并联系统中，当外加负载不同时，轻载缸先动(此时工作压力较低)，重载缸后动(此时工作压力较高)。 1)选缸11、缸12为实验缸(任选)，
