液压与气压传动复习资料

《液压与气压传动复习资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压与气压传动复习资料（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第一章流体力学基础第一节：工作介质一、液体的粘性(一) 粘性的物理本质液体在外力作用下流动时,由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附 着力,导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为粘性，或流动液体 流层之间产生内部摩擦阻力的性质。内摩擦力表达式：Ff二口Adu/dy牛顿液体内摩擦定律: 液层间的内摩擦力与液层接触面积及液层之间的速度 成正比。du/dy变化时，口值不变的液体液压油均可看作牛顿液体。静止液体不呈现粘性1、动力粘度 口：口二Tdy/du (Ns/m2)物理意义：液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间单位面积上内摩擦力2、运动粘度v：动力粘度与液体密度之比值公式：v

2、二u/p (m2/s)单位：m2/s。单位中只有长度和时间的量纲， 类似运动学的量。三、液体的可压缩性1、液体的体积压缩系数(液体的压缩率)定义：体积为V的液体，当压力增大Ap时，体积减小 V,则液体在单位压 力变化下体积的相对变化量物理意义：单位压力所引起液体体积的变化2、液体的体积弹性模数定义:液体压缩系数的倒数公式：K = 1/K= - Ap V /物理意义：表示单位体积相对变化量所需要的压力增量，也即液体抵抗压缩能力的大小。一般认为油液不可压缩（因压缩性很小），计算时取：K = （0.7 1.4）X 103 MPa。若分析动态特性或p变化很大的高压系统，则必须考虑1、粘度和压力的关系：

3、 pf,Fft,ut口随pt而f,压力较小时忽略，50MPa以上影响趋于显著2、粘度和温度的关系：温度f, Ff !,u! 粘度随温度变化的关系叫粘温特性，粘度随温度的变化较小，即粘温特性 较好，常用粘度指数VI来度量，VI高，说明粘一温特性好。2、选择液压油粘度慢速、高压、高温：口大（以!q）快速、低压、低温：口小（以!Ap）第二节液体静力学静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，以至于液体整体完全可以象 刚体一样做各种运动。液体的压力：液体单位面积上所受的法向力，物理学中称压强，液压传动中 习惯称为压力静止液体特性：（1）垂直并指向于承压表面（2）各向压力相等1、液体静力学基本方程式P*

4、十珞心风1燿偽-巧物理意义：静止液体内任何一点具有压力能和位能两种形式，且其总和保持 不变，即能量守恒，但两种能量形式之间可以相互转换绝对压力：以绝对零压为基准所测测压两基准 ；相对压力：以大气压力为 基准所测关系：绝对压力二大气压力+相对压力或相对压力（表压）二绝对压力-大 气压力注液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力；真空度=大气压力-绝对压力1、帕斯卡原理（静压传递原理）在密闭容器内，液体表面的压力可等值传递到液体内部所有各点p = F/A。液压系统的工作压力取决于负载，并且随着负载的变化而变化。第三节流体动力学（一）基本概念：1、理想液体：既无粘性又不可压缩的液体定常流动（稳定流

5、动、恒定流动）：流动液体中任一点的p、u和P都不随时间而 变化的流动一维流动：液体整个作线形流动2、流线-流场中的曲线；流管-由任一封闭曲线上的流线所组成的表面；流束- 流管内的流线群3、通流截面：流束中与流线正交的截面，垂直于液体流动方向的截面A流量：单位时间内流过某通流截面的液体的体积q平均流速：通流截面上各点流速均匀分布（假想）u q = V / t = Al / t = Au液压缸的运动速度取决于进入液液压缸的流量，并 且随着流量的变化而变化。（二）连续性方程一质量守恒定律在流体力学中的应用1、连续性原理：理想液体在管道中恒定流动时，根据质量守恒定律，液体 在管道内既不能增多，也不能减

6、少，因此在单位时间内流入液体的质量应恒等于流 出液体的质量。2、连续性方程：P1U1A1二p2u2A2=q=常数结论：液体在管道中流动时，流过各个断面的流量是相等的，因而流速和过 流断面成反比。（三）伯努利方程一能量守恒定律在流体力学中的应用1，能量守恒定律:理想液体在管道中稳定流动时，根据能量守恒定律,同一管道内任一截面上的总能量应该相等。2、理想液体伯努利方程物理意义：在密闭管道内作恒定流动的理想液体具有三种形式的能量，即压 力能、位能和动能。在流动过程中，三种能量可以互相转化，但各个过流断面上三 种能量之和恒为定值。旦+冇込=邑乜+込+札理诜23、实际液体伯努利方程实际液体具有粘性液体流

7、动时会产生内摩擦力，从而损耗能量，故应考虑能量损失hw，并考虑动 能修正系数a,贝V：应用伯努利方程时必须注意的问题：(1) 断面1、2需顺流向选取(否则hw为负值)，且应选在缓变的过 流断面上。(2) 断面中心在基准面以上时，z取正值；反之取负值。通常选取特 殊位置水平面作为基准面4，动量定理：作用在物体上的外力等于物体单位时间内的动量变化量即 EF 二dl/dt=d(mv) /dt 考虑动量修正问题，则有： EF 二Pq(B2v2-B1v1)X 向动量方程EFx = pqv(B22x-B1v1x)X 向稳态液动力Fx = -EFx = pqv(B1v1x-B2v2x)结论：作用在滑阀阀芯上

8、的稳态液动力总是力图使阀口关闭第四节 液体流动时的压力损失实际液体具有粘性流动中必有阻力，为克服阻力，须消耗能量，造成能量损失（即压力损失）分类：沿程压力损失、局部局部损失（一）液体的流动状态层流：液体的流动是分层的，层与层之间互不干扰；湍流：液体的流动不分 层，做混杂紊乱流动判断层流和图湍流：采用雷诺数圆形管道雷诺数：Re = vd/过流断面水力直径：dH = 4A/x x湿周；水力直径大，液流阻力小，通流能力 大。Re Recr为湍流 雷诺数物理意义：液流的惯性力对粘性力的无因次之比（二）沿程压力损失（粘性损失）定义：液体沿等径直管流动时，由于液体的粘性摩擦和质点的相互扰动作用 而产生的压

9、力损失。产生原因：外摩擦一液体与管壁间；内摩擦一因粘性，液体分子间摩擦1、层流时的沿程压力损失（p41, p42）1）通流截面上的流速分布规律（p41）结论:液体在圆管中作层流运动时，速度对称于圆管中心线并按抛物线规律分布。2）通过管道的流量q I尿人 册d2 Au = = Az?, =Ap =Ar,A陀。32出3）管道内的平均流速4）沿程压力损失：Ap入二Ap = 32口lu/d2结论：液流沿圆管作层流运动时，其沿程压力损失与管长、流速、粘度成正比，而与管径的平方成反比。理论值1 =1 =64 / Re；实际值1 =1 =75/Re2、湍流时的沿程压力损失I puzL pUZ对于光滑管，当

10、3000Re105 时，入=0.3164Re-0.25湍流运动时，Ap入比层流大液压系统中液体在管道内应尽量作层流运动（三）局部压力损失定义：液体流经管道的弯头、接头、突变截面以及阀滤网等局部装置时，液流会产 生旋涡，并发生强烈紊动现象，由此而产生的损失称为局部损失。产生原因：碰撞、旋涡（突变管、弯管）产生附加摩擦。附加摩擦一只有紊流时才有，是由于分子作横向运动时产生的摩擦，即速度分布规律改变，造成液体的附加摩擦。公式：Apg = gpvzvz/2（四）管路系统的总压力损失p = PxPz+ P第第五节孔口和缝隙流量概述：孔口和缝隙流量在液压技术中占有很重要的地位，它涉及液压元件的 密封性，系

11、统的容积效率，更为重要的是它是设计计算的基础，因此，小孔虽小， 缝隙虽窄，但其作用却不可等闲视之，宽度一般在0.1mm以下，直径一般在1mm以 内（五）孔口流量孔口分类：薄壁小孔:-dr - d,Cd = 0.82细长短孔、细长孔口流量计算短孔：孔口：结论：T q * p反比于口 流量受油温影响较大（Tf u!qt）（六）空穴现象和液压冲击1空穴现象：液压系统中，由于某种原因（如速度突变），使压力降低而使气泡产生的现象2液压冲击（水锤、水击）液压冲击：液压系统中，由于某种原因（如速度急剧变化），引起压力突然急剧上升，形成很高压力峰值的现象。应搞清的概念:P、压缩性、测压两基准（绝对 相对）、压

12、力表指示压力（实为表压力 或相对压力）、理想液体、稳定流动、流量概念、动量方程之结论、层流、紊流概 念、沿，局产生原因，小孔类型、缝隙类型。应记住的公式、概念和结论：粘度、粘温特性、静力学基本方程及静压两个特性、压力表达式（p二F/A）及 结论、液压力公式（F二pA）曲面A受力的计算、速度公式（v二q/A）及结论、连续 性方程及结论、伯努利方程及物理意义、雷诺数表达式、薄壁小孔流量公式及特 点。第二、三章 液压泵及液压马达一、液压泵概念1、定义：将原动机输入的机械能转换为液体的压力能向系统供油。2、液压泵基本工作条件（必要条件）：（1）形成密封容积；（2）密封容积变化；（3）吸压油口隔开3、液

13、压泵按结构形式分类:齿轮式 、叶片式、柱塞式二、液压泵性能参数1、排量和流量（1）排量V在没有泄露的情况下，泵每转一周所排出的液体体积（2）理论流量qt 不考虑泄露的情况下，单位时间内qt =Vn （V是排量n是 转速）（3）实际流量q指泵工作时实际输出的流量q = qt -Aq（Aq是泄露流量）2、功率理论功率Pt二Aqp t输入功率即泵轴的驱动功率PI = 3T=2nnT（3是角速度T是转矩）输出功率一一%P 口= Apq结论：液压传动系统中，液体所具有的功率，即液压功率等于压力和流量的乘积。3、容积效率液压泵实际流量与理论流量的比值 nv = q/qt机械效率一一理论转矩与实际输入转矩之

14、比值ff =气 To 町/ 初； P（%总效率泵的输出功率与输入功率之比值结论：泵的总效率等于容积效率与机械效率之乘积。4、效率（液压泵和液压马达）主要性能参数的计算液压泵液压马达理论流量qpt 二vp*nqmt二vm*n实际流量qpqm理论输入功率Pip=Ap *qptPim=wTmt实际输入功率Pip=wTpPim=Ap *qm实际输出功率Pop二qpApPom二wTm理论转矩TptTmt实际转矩TpTm理论转矩与实际转矩关系Tpt ,Tm容积效率nvp二qp/qp tnvm二qm t/qm机械效率nmp=Tp t/Tpnmm二Tm/Tm t总效率np二nvp *nmpnm二nvm *nm三、齿轮泵齿轮泵分类： 按啮合形式可分为：外啮合、内啮合1、外啮合齿轮泵的突出问题及解决方法（p72）2、泄漏主要来自：（1） 径向泄漏 （2） 齿侧泄漏 （3） 端面泄漏（占 主要）3、径向不平衡作用力（看书 P72）径向力的结果：加速轴承磨损，降低轴承寿命，还可能使齿轮轴弯曲，导致 齿顶与泵体摩擦加剧，使泵不能正常工作。4、改善措施：1） 缩小压油口，以减小压力油作用面积。2） 扩