液压复习章节概要课件

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1、一、系统的组成一、系统的组成动力元件动力元件动力元件动力元件把机械能转换成油液液压能的装置，是一种能量转把机械能转换成油液液压能的装置，是一种能量转换装置。最常见的形式就是换装置。最常见的形式就是液压泵液压泵液压泵液压泵，它给液压系统提供压力油。，它给液压系统提供压力油。执行元件执行元件执行元件执行元件把油液的液压能转换成机械能的元件，也把油液的液压能转换成机械能的元件，也是一种能量是一种能量转换装置转换装置。有作。有作直线运动直线运动直线运动直线运动的的液压缸液压缸液压缸液压缸，或作，或作回转运动回转运动回转运动回转运动的的液压马达液压马达液压马达液压马达。控制元件控制元件控制元件控制元件对

2、系统中流体压力、流量或油液流动方向进行控制对系统中流体压力、流量或油液流动方向进行控制或调节的元件。例如前图中的或调节的元件。例如前图中的溢流阀溢流阀溢流阀溢流阀、节流阀节流阀节流阀节流阀、换向阀换向阀换向阀换向阀、开停阀开停阀开停阀开停阀等。这些等。这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统元件的不同组合形成了不同功能的液压系统元件的不同组合形成了不同功能的液压系统元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。辅助元件辅助元件辅助元件辅助元件上述三部分以外的其他元件，例如上述三部分以外的其他元件，例如油箱油箱油箱油箱、过滤器过滤器过滤器过滤器、油管油管油管油管等。它们对保证系统正常工作有重要作用。

3、等。它们对保证系统正常工作有重要作用。工作介质工作介质工作介质工作介质工作介质的作用是在系统中用来进行能量和信号的工作介质的作用是在系统中用来进行能量和信号的传递，是液压能的载体。液压系统以传递，是液压能的载体。液压系统以液压油液液压油液或高水基液体作为或高水基液体作为工作介质。工作介质。液压与气压传动液压与气压传动2 2）粘性的度量）粘性的度量）粘性的度量）粘性的度量 度量粘性大小的物理量称为度量粘性大小的物理量称为粘度粘度粘度粘度。常用的粘度。常用的粘度 有三种，即有三种，即动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度、运动粘度运动粘度运动粘度运动粘度、相对粘度相对粘度相对粘度相对粘度 。动力粘度动力

4、粘度动力粘度动力粘度 由由式（式（式（式（2-62-6）可知，动力粘度可知，动力粘度是表征流动液体是表征流动液体 内摩擦力内摩擦力内摩擦力内摩擦力大小的粘性系数。其大小的粘性系数。其量值量值量值量值等于等于液体在以单位速度梯液体在以单位速度梯液体在以单位速度梯液体在以单位速度梯度流度流度流度流 动时动时动时动时，单位面积上的内摩擦力单位面积上的内摩擦力单位面积上的内摩擦力单位面积上的内摩擦力， （2-72-7）在我国在我国法定计量单位制法定计量单位制法定计量单位制法定计量单位制及及SISI制制制制中，中，动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度 的单位是的单位是PasPas（帕帕帕帕 秒秒秒秒）或用）

5、或用Ns/mNs/m2 2（牛牛牛牛 秒秒秒秒/ /米米米米2 2）表）表示示 。如果如果动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度只与只与液体种类液体种类液体种类液体种类有关有关有关有关而与而与速度梯度速度梯度速度梯度速度梯度无关无关无关无关，这种液体称为，这种液体称为牛顿液体牛顿液体牛顿液体牛顿液体，否则为非牛顿液体。石油基液压油一般为牛顿液体。，否则为非牛顿液体。石油基液压油一般为牛顿液体。液压与气压传动液压与气压传动运动粘度运动粘度运动粘度运动粘度v v 液体液体动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度与与其密度其密度其密度其密度之比之比之比之比称为该液体的称为该液体的运动粘运动粘运动粘运动粘度度度度v

6、 v， 即即（2-82-8）在我国在我国法定计量单位制法定计量单位制法定计量单位制法定计量单位制及及SISI制制制制中，运动粘度中，运动粘度v的单位是的单位是mm2 2/s/s（米（米2/秒）秒）。因其中只有长度和时间的量纲，故得名为运动粘度。因其中只有长度和时间的量纲，故得名为运动粘度。国际标准国际标准国际标准国际标准ISOISO按按运动粘度值运动粘度值运动粘度值运动粘度值对对油液的粘度等级油液的粘度等级油液的粘度等级油液的粘度等级（VGVG）进行划分，见）进行划分，见表表表表2-42-4 。粘度等级粘度等级40时粘度时粘度平均值平均值40时粘度时粘度范围范围粘度等级粘度等级40时粘度时粘度

7、平均值平均值40时粘度时粘度范围范围VG10VG15VG22VG32101522329.0011.013.516. 519.824.228.835.2VG46VG68VG100466810041.450.661.274.890.0110表表表表2-42-4 常用液压油运动粘度等级常用液压油运动粘度等级 液压与气压传动液压与气压传动相对粘度相对粘度相对粘度相对粘度 相对粘度是根据相对粘度是根据特定测量条件特定测量条件特定测量条件特定测量条件制定的，故又称制定的，故又称条件条件条件条件粘度粘度粘度粘度。测量条件不同，采用的相对粘度单位也不同。如。测量条件不同，采用的相对粘度单位也不同。如恩氏粘恩氏

8、粘恩氏粘恩氏粘度度度度 E E（欧洲一些国家）、通用（欧洲一些国家）、通用塞氏秒塞氏秒塞氏秒塞氏秒SUSSUS（美国、英国）、商用（美国、英国）、商用雷雷雷雷氏秒氏秒氏秒氏秒R R1 1S S（英、美等国）和（英、美等国）和巴氏度巴氏度巴氏度巴氏度 B B（法国）等（法国）等 。国际标准化组织国际标准化组织国际标准化组织国际标准化组织ISOISO已规定统一采用已规定统一采用运动粘度运动粘度运动粘度运动粘度来表示油的粘度。来表示油的粘度。 液压与气压传动液压与气压传动我国采用法定计量单位我国采用法定计量单位Pa来计量压力，来计量压力，1Pa=1N/m1Pa=1N/m2 2。液压技术中。液压技术中

9、习惯用习惯用MPa，1MPa=101MPa=106 6PaPa。液体静压力有液体静压力有三个重要特性三个重要特性三个重要特性三个重要特性：1 1）液体静压力垂直于承压面）液体静压力垂直于承压面）液体静压力垂直于承压面）液体静压力垂直于承压面，其方向和该面的内法线方向一致。，其方向和该面的内法线方向一致。这是由于液体质量点间的内聚力很小，不能受拉只能受压之故这是由于液体质量点间的内聚力很小，不能受拉只能受压之故 ；2 2）静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等）静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等）静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等）静止液体内任一点所受到的压力在各

10、个方向上都相等。如果某。如果某点受到的压力在某个方向上不相等，那么液体就会流动，这就违点受到的压力在某个方向上不相等，那么液体就会流动，这就违背了液体静止的条件背了液体静止的条件 。3 3）在密封容器内在密封容器内在密封容器内在密封容器内，施加于静止液体上的压力将以等值传递到液体，施加于静止液体上的压力将以等值传递到液体，施加于静止液体上的压力将以等值传递到液体，施加于静止液体上的压力将以等值传递到液体中的所有各点，中的所有各点，中的所有各点，中的所有各点，这就是这就是这就是这就是帕斯卡原理，帕斯卡原理，帕斯卡原理，帕斯卡原理，或称为或称为或称为或称为液压传递原理。液压传递原理。液压传递原理。

11、液压传递原理。液压与气压传动液压与气压传动3. 3. 3. 3. 压力的表示方法压力的表示方法压力的表示方法压力的表示方法 根据度量基准的不同，压力有根据度量基准的不同，压力有两两两两种表示方法种表示方法种表示方法种表示方法：以绝对零压力作为：以绝对零压力作为基准所表示的压力，称为基准所表示的压力，称为绝对压绝对压绝对压绝对压力力力力；以当地大气压力为基准所表；以当地大气压力为基准所表示的压力，称为示的压力，称为相对压力相对压力相对压力相对压力。绝对。绝对压力与相当对压力之间的关系如压力与相当对压力之间的关系如图图图图2-32-3所示。绝大多数测压仪表所示。绝大多数测压仪表因其外部均受大气压力

12、作用，所因其外部均受大气压力作用，所以仪表指示的压力是相对压力。以仪表指示的压力是相对压力。今后，今后，如不特别指明如不特别指明如不特别指明如不特别指明，液压传动液压传动液压传动液压传动中所提到的压力均为相对压力中所提到的压力均为相对压力中所提到的压力均为相对压力中所提到的压力均为相对压力。 图图图图2-3 2-3 绝对压力与相对压力间的关系绝对压力与相对压力间的关系pappappap=0液压与气压传动液压与气压传动如果如果液体中某点处的绝对压力小于大气压力液体中某点处的绝对压力小于大气压力液体中某点处的绝对压力小于大气压力液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时该点的绝对压，这时该点的绝对压

13、力比大气压力小的那部分压力值，称为力比大气压力小的那部分压力值，称为真空度真空度真空度真空度。 真空度真空度=大气压力绝对压力大气压力绝对压力 （2-122-12）绝对压力绝对压力=表压力表压力+大气压力大气压力 （2-132-13）液压与气压传动液压与气压传动例例例例2 2 计算计算液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度 图图图图2-122-12 液压泵吸油装置液压泵吸油装置液压泵吸油装置如液压泵吸油装置如图图图图2-122-12所示。所示。设油箱设油箱设油箱设油箱液面压力为液面压力为液面压力为液面压力为p p1 1，液压泵吸油口处的绝对液压

14、泵吸油口处的绝对液压泵吸油口处的绝对液压泵吸油口处的绝对压力压力压力压力为为p p2 2，泵吸油口距油箱液面的高度泵吸油口距油箱液面的高度泵吸油口距油箱液面的高度泵吸油口距油箱液面的高度为为h h ，不计压力损失。，不计压力损失。，不计压力损失。，不计压力损失。解解解解 以油箱液面为基准，并定为以油箱液面为基准，并定为1-11-1截面截面截面截面，泵的吸油口处为泵的吸油口处为2-22-2截面截面截面截面。取动能修正系。取动能修正系数数 1 1= = 2 2=1=1对对1-11-1和和2-22-2截面建立实际液体截面建立实际液体的能量方程，则有的能量方程，则有 ：液压与气压传动液压与气压传动图图

15、图图1-151-15 液压泵吸油装置液压泵吸油装置图示图示油箱液面与大气接触油箱液面与大气接触油箱液面与大气接触油箱液面与大气接触，故，故p p1 1为大气压力，即为大气压力，即p p1 1= =p pa a；v v1 1为油箱液为油箱液面下降速度，由于面下降速度，由于v v1 1v v2 2,故故v v1 1可近似为零；可近似为零；v v2 2为泵吸油口处液体的为泵吸油口处液体的流速，它等于流体在吸油管内的流速；因此，上式可简化流速，它等于流体在吸油管内的流速；因此，上式可简化 为：为：所以所以液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度为：为：

16、由此可见，液压泵吸油口处的真空度由由此可见，液压泵吸油口处的真空度由两两部部部部分分分分组成：把组成：把油液提升到高度油液提升到高度油液提升到高度油液提升到高度h h所需的压力所需的压力所需的压力所需的压力、将将静止液体加速到静止液体加速到静止液体加速到静止液体加速到v v2 2所需的压力所需的压力所需的压力所需的压力. .液压与气压传动液压与气压传动 静压力基本方程静压力基本方程静压力基本方程静压力基本方程 1. 1. 1. 1. 静压力基本方程静压力基本方程静压力基本方程静压力基本方程 图图2-4 重力作用下的静止液体重力作用下的静止液体在重力作用下的静止液体，其在重力作用下的静止液体，其

17、受力受力受力受力情况情况情况情况如如图图图图2-4a2-4a所示，除了所示，除了液体重力液体重力液体重力液体重力，还有还有液面上的压力液面上的压力液面上的压力液面上的压力和和容器壁面作用容器壁面作用容器壁面作用容器壁面作用在液体上的压力在液体上的压力在液体上的压力在液体上的压力。如。如要求出液体内要求出液体内要求出液体内要求出液体内离液面深度为离液面深度为离液面深度为离液面深度为h h的某一点压力的某一点压力的某一点压力的某一点压力，可，可以从液体内取出一个底面通过该点以从液体内取出一个底面通过该点的垂直小液柱作为控制体。设的垂直小液柱作为控制体。设小液小液小液小液柱的底面积为柱的底面积为柱的

18、底面积为柱的底面积为 A A，高为高为高为高为h h，如，如图图图图2-2-4b4b所示。所示。这个小液柱在重力及周围液体的压力这个小液柱在重力及周围液体的压力 作用下处于平衡状态，其在垂直方向作用下处于平衡状态，其在垂直方向上的力平衡方程式为上的力平衡方程式为 ：式中，式中，ghA为小液柱的重力。为小液柱的重力。上式化简后得：上式化简后得： （2-152-15）液压与气压传动液压与气压传动式（式（式（式（2-152-15）即为即为静压力基本方程静压力基本方程静压力基本方程静压力基本方程。它说明液体静压力分布有如下。它说明液体静压力分布有如下特征特征特征特征： 1）静止液体内任一点的压力由）静

19、止液体内任一点的压力由两部分组成两部分组成两部分组成两部分组成：一部分是：一部分是液面上的液面上的液面上的液面上的压力压力压力压力p p0 0，另一部分是，另一部分是该点以上液体重力所形成的压力该点以上液体重力所形成的压力该点以上液体重力所形成的压力该点以上液体重力所形成的压力 g gh h。当当液面液面液面液面上只受大气压力上只受大气压力上只受大气压力上只受大气压力p pa a作用时作用时作用时作用时，则该点的压力为：，则该点的压力为： （2-162-16）2）静止液体内的压力随液体深度呈）静止液体内的压力随液体深度呈线性规律线性规律线性规律线性规律递增。递增。3）同一液体中同一液体中同一液

20、体中同一液体中，离液面深度相等的各点压力相等离液面深度相等的各点压力相等离液面深度相等的各点压力相等离液面深度相等的各点压力相等。由压力相等。由压力相等的点组成的面称为的点组成的面称为等压面等压面等压面等压面。在重力作用下静止液体中的等压面是。在重力作用下静止液体中的等压面是一个水平面。一个水平面。不计自重时不计自重时，液体静压力可认为是，液体静压力可认为是处处相等处处相等的。的。 液压与气压传动液压与气压传动2. 2. 2. 2. 静压力基本方程的物理意义静压力基本方程的物理意义静压力基本方程的物理意义静压力基本方程的物理意义 将将图图图图2-42-4所示盛有液体的蜜闭容器放在基准水平面（所

21、示盛有液体的蜜闭容器放在基准水平面（O-x）上加以）上加以考察，如考察，如图图图图2-52-5所示，则静压力基本方程可改写成所示，则静压力基本方程可改写成 ：图图图图2-5 2-5 静压力基本方程的静压力基本方程的物理意义物理意义 式中式中 z z0 0液面与基准水平面之间的距液面与基准水平面之间的距 离；离； z z深度为深度为h的点与基准水平面之间的点与基准水平面之间 的距离的距离 。上式整理后可得：上式整理后可得： （2-182-18）液压与气压传动液压与气压传动式（式（式（式（2-182-18）是静压力基本方程的另一形式。是静压力基本方程的另一形式。式中式中p/(g)表示了单位重力液体

22、的压力能，故又常称作表示了单位重力液体的压力能，故又常称作压力水头压力水头压力水头压力水头；z表示了单位重力液体的位能，也常称作表示了单位重力液体的位能，也常称作位置水头位置水头位置水头位置水头。因此，静压力基本方程的物理意义是：静止液体内任何一点具有因此，静压力基本方程的物理意义是：静止液体内任何一点具有压力能压力能压力能压力能和和位能位能位能位能两种能量形式，且其两种能量形式，且其总和保持不变总和保持不变总和保持不变总和保持不变，即，即能量守恒能量守恒能量守恒能量守恒。但是但是两种能量形式之间可以相互转换两种能量形式之间可以相互转换两种能量形式之间可以相互转换两种能量形式之间可以相互转换

23、。第第2 2章章 液压传动的基础知识液压传动的基础知识例例3 3 如图如图2-52-5所示为装有水银的所示为装有水银的U U形管测压计，左端与形管测压计，左端与水的容器相连，右端与大气相通。汞的密度为水的容器相连，右端与大气相通。汞的密度为 汞汞=13.610=13.6103 3 kg kgmm3 3，标准大气压，标准大气压1atm=101325Pa1atm=101325Pa。 1) 1)如图如图 2-5a 2-5a，已知，已知 h = 20cm h = 20cm，h h1 1=30cm=30cm，试计，试计算算A A点的相对压力和绝对压力。点的相对压力和绝对压力。 2) 2)如图如图2-5b

24、2-5b，已知，已知 h h1 1=15cm=15cm，h h2 2=30cm=30cm，试计算，试计算A A点的真空度和绝对压力。点的真空度和绝对压力。图图2-5 U2-5 U形管测压计形管测压计第第2 2章章 液压传动的基础知识液压传动的基础知识上式求得是相对压力，上式求得是相对压力，A A点的绝对压力是点的绝对压力是 解：解：a a）图取）图取B-BB-B面为等压面，列静力学方程，即面为等压面，列静力学方程，即第第2 2章章 液压传动的基础知识液压传动的基础知识b b）图取）图取C-CC-C面为等压面，面为等压面，p pC C 压力等于大气压压力等于大气压 p pa a，列静力学方程，列

25、静力学方程，即即上式求得是绝对压力，上式求得是绝对压力，A A点的真空度是点的真空度是例例1 如图所示液压千斤顶在压油过 程中，已知活塞1的直径d=30mm， 活塞2的直径D=100mm，管道5的 直径d1=15mm。假定活塞1的下压 速度为200mm/s，试求活塞2上升 速度和管道5内液体的平均流速。解解 1）活塞）活塞1排出的流量排出的流量2）根据连续性原理，推动活塞）根据连续性原理，推动活塞2上升的流量，由上面公式可上升的流量，由上面公式可得活塞得活塞2上升速度上升速度 综上所述，液压传动是依靠密封容积的变化传递运动的，综上所述，液压传动是依靠密封容积的变化传递运动的，而密封容积的变化所

26、引起流量变化要符合等量原则，所以液流而密封容积的变化所引起流量变化要符合等量原则，所以液流连续性原理也是液压传动的基本原理之一。连续性原理也是液压传动的基本原理之一。想一想想一想 液压缸有效面积一定时，其活塞运动的速度由什么来决定？ 3）同理，在管道）同理，在管道5内流量内流量 ，所以，所以第第2 2章章 液压传动的基础知识液压传动的基础知识图2-9 伯努利方程示意图 设密度为设密度为 的液体在通道内流动如图的液体在通道内流动如图2-92-9所示。现任取两通流截面所示。现任取两通流截面 1-11-1和和2-22-2为研究对象，两截面至为研究对象，两截面至水平参考面水平参考面的距离分别为的距离分

27、别为h h1 1和和h h2 2，两截面处液体的流速分别为，两截面处液体的流速分别为 v vl l 和和 v v2 2，压力分别为，压力分别为 p p1 1和和 p p2 2。 1.1.理想液体的伯努利方程理想液体的伯努利方程 由于理想液体由于理想液体无粘性无粘性，在管道中作，在管道中作稳定稳定流动流动时就时就不存在能量损失不存在能量损失，这样，这样同一管道中任意截面上的总能量都应相同一管道中任意截面上的总能量都应相等等，这就是能量守恒定律。，这就是能量守恒定律。 伯努利方程伯努利方程第第2 2章章 液压传动的基础知识液压传动的基础知识 根据能量守恒定律可导出重力作用下液体在通道内稳定流动时方

28、程：根据能量守恒定律可导出重力作用下液体在通道内稳定流动时方程：式中式中 单位重量液体的单位重量液体的压力能压力能（压力头）；（压力头）； h h 单位重量液体的的单位重量液体的的位能位能（位置头）；（位置头）；单位重量液体的的单位重量液体的的动能动能（速度头）。（速度头）。由于由于截面截面截面截面1 1、2 2是任意是任意取的，故上式也可写成取的，故上式也可写成 ：（2 2 2 2-34-34）（2 2 2 2-35-35）液压与气压传动液压与气压传动式（式（式（式（2-342-34）或或式（式（式（式（2-352-35）就是就是理想液体微小流束作恒定流动时的能理想液体微小流束作恒定流动时的

29、能理想液体微小流束作恒定流动时的能理想液体微小流束作恒定流动时的能量方程量方程量方程量方程或或伯努利方程伯努利方程伯努利方程伯努利方程。它与液体静压基本方程。它与液体静压基本方程式（式（式（式（2-182-18）相比相比多了一项单位重力液体的动能多了一项单位重力液体的动能u u2 2/2/2g g（常称（常称速度水头速度水头速度水头速度水头）。）。 因此，理想液体能量方程的因此，理想液体能量方程的物理意义物理意义物理意义物理意义是：理想液体作是：理想液体作恒定流动恒定流动恒定流动恒定流动时具时具有有压力能压力能压力能压力能、位能位能位能位能和和动能动能动能动能三种能量形成，在任一截面上这三种能

30、量形三种能量形成，在任一截面上这三种能量形式之间可以相互转换，但式之间可以相互转换，但三者之和为一定值三者之和为一定值三者之和为一定值三者之和为一定值，即，即能量守恒能量守恒能量守恒能量守恒 。液压与气压传动液压与气压传动例例例例2 2 计算计算液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度 图图图图2-122-12 液压泵吸油装置液压泵吸油装置液压泵吸油装置如液压泵吸油装置如图图图图2-122-12所示。所示。设油箱设油箱设油箱设油箱液面压力为液面压力为液面压力为液面压力为p p1 1，液压泵吸油口处的绝对液压泵吸油口处的绝对液压泵吸油口处的绝对液压

31、泵吸油口处的绝对压力压力压力压力为为p p2 2，泵吸油口距油箱液面的高度泵吸油口距油箱液面的高度泵吸油口距油箱液面的高度泵吸油口距油箱液面的高度为为h h ，不计压力损失。，不计压力损失。，不计压力损失。，不计压力损失。解解解解 以油箱液面为基准，并定为以油箱液面为基准，并定为1-11-1截面截面截面截面，泵的吸油口处为泵的吸油口处为2-22-2截面截面截面截面。取动能修正系。取动能修正系数数 1 1= = 2 2=1=1对对1-11-1和和2-22-2截面建立实际液体截面建立实际液体的能量方程，则有的能量方程，则有 ：液压与气压传动液压与气压传动图图图图1-151-15 液压泵吸油装置液压

32、泵吸油装置图示图示油箱液面与大气接触油箱液面与大气接触油箱液面与大气接触油箱液面与大气接触，故，故p p1 1为大气压力，即为大气压力，即p p1 1= =p pa a；v v1 1为油箱液为油箱液面下降速度，由于面下降速度，由于v v1 1v v2 2,故故v v1 1可近似为零；可近似为零；v v2 2为泵吸油口处液体的为泵吸油口处液体的流速，它等于流体在吸油管内的流速；因此，上式可简化流速，它等于流体在吸油管内的流速；因此，上式可简化 为：为：所以所以液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度液压泵吸油口处的真空度为：为： 由此可见，液压泵吸油口处的真空度由由此可

33、见，液压泵吸油口处的真空度由两两部部部部分分分分组成：把组成：把油液提升到高度油液提升到高度油液提升到高度油液提升到高度h h所需的压力所需的压力所需的压力所需的压力、将将静止液体加速到静止液体加速到静止液体加速到静止液体加速到v v2 2所需的压力所需的压力所需的压力所需的压力. .由圆管层流的流量公式（由圆管层流的流量公式（182）可求得）可求得 ，即为，即为沿程压力损失沿程压力损失沿程压力损失沿程压力损失液压与气压传动液压与气压传动1. 沿程压力损失沿程压力损失 （1-861-861-861-86）将将 代入上式并整理后得代入上式并整理后得（1-871-871-871-87）液压与气压传

34、动液压与气压传动式中式中 液体的密度；液体的密度； 沿程阻力系数，理论值沿程阻力系数，理论值 。考虑到实际流。考虑到实际流动时还存在温度变化等问题，因此液体在金属管道中流动时动时还存在温度变化等问题，因此液体在金属管道中流动时宜取宜取 ，在橡胶软管中流动时则取，在橡胶软管中流动时则取 。第第2 2章章 液压传动的基础知识液压传动的基础知识 例例 3 3 某液压系统中，采用管长为某液压系统中，采用管长为25 m25 m，内径为，内径为 20 mm 20 mm，油液的密度为，油液的密度为900 kg900 kgmm3 3，运动粘度为，运动粘度为40104010-6 -6 mm2 2/s/s，当流量

35、为，当流量为18 L18 Lminmin时，试计算沿程压力损失？时，试计算沿程压力损失？解：计算雷诺数解：计算雷诺数ReRe：m/s=477.5第第2 2章章 液压传动的基础知识液压传动的基础知识 = 80578 Pa 0.081 MPa 查表查表2-42-4知知光滑金属圆管光滑金属圆管ReRec c=2320=2320ReRe=477.5=477.5，故流，故流动状态为层流。故沿程压力损失为：动状态为层流。故沿程压力损失为：液压与气压传动液压与气压传动液体在直管中作湍流流动时，其沿程压力损失的计算公式与液体在直管中作湍流流动时，其沿程压力损失的计算公式与层流时相同，即仍为层流时相同，即仍为液

36、压与气压传动液压与气压传动构成液压泵的基本条件（必要条件）1 1 1 1）结构上具有能实现结构上具有能实现周期性变化周期性变化的的密封密封工作腔；工作腔；2 2 2 2）必须具有配流装置）必须具有配流装置）必须具有配流装置）必须具有配流装置（容积变大时工作容腔与吸油口相通，（容积变大时工作容腔与吸油口相通，容积变小时工作容腔与压油口相通）容积变小时工作容腔与压油口相通）3 3 3 3）吸压油腔隔开（隔离封油装置）。吸压油腔隔开（隔离封油装置）。4 4 4 4）邮箱中的油液必须有一定的压力，以保证液压泵工作容邮箱中的油液必须有一定的压力，以保证液压泵工作容积增大时能及时供油。积增大时能及时供油。

37、液压泵的基本特点1 1 1 1）具有一个或若干个周期性变化的密封容积；具有一个或若干个周期性变化的密封容积；2 2 2 2）具有配流装置；具有配流装置； 3 3 3 3）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。3.1.2 液压泵的分类和图形符号液压泵的分类和图形符号 1）按泵的结构可分为：）按泵的结构可分为：齿轮泵、叶片泵及柱塞泵等。2）按泵的输油方向能否改变可分为：）按泵的输油方向能否改变可分为：单向泵和双向泵。3）按其输出的流量能否调节可分为：）按其输出的流量能否调节可分为：定量泵和变量泵。4）按额定压力的高低又可分为：）按额定压力的高低

38、又可分为：低压泵、中压泵和高压泵等。 液压泵的图形符号液压泵的图形符号单单向定量向定量泵泵双向定量双向定量泵泵单单向向变变量量泵泵双向双向变变量量泵泵双双联泵联泵Part Part 液压泵液压泵液压泵液压泵的主要性能参数的主要性能参数的主要性能参数的主要性能参数1.1.1.1.液压泵的压力液压泵的压力液压泵的压力液压泵的压力 吸油压力吸油压力是指液压泵进口处的压力。是指液压泵进口处的压力。 工作压力工作压力工作压力工作压力pp是指是指液压泵出口处的实际压力液压泵出口处的实际压力液压泵出口处的实际压力液压泵出口处的实际压力 额定压力额定压力额定压力额定压力p pn n是指液压泵在连续使用中允许达

39、到的最高压力。是指液压泵在连续使用中允许达到的最高压力。 最高允许压力最高允许压力pmax是指是指超过额定压力允许短暂运行的最高压力。超过额定压力允许短暂运行的最高压力。 额定压力额定压力额定压力额定压力p pn n （公称压力、铭牌压力）（公称压力、铭牌压力）3.3.3.3.液压泵的排量、流量液压泵的排量、流量液压泵的排量、流量液压泵的排量、流量排量排量排量排量V V V V是指泵每转一弧度，由其几何尺寸计算而得到的排出液是指泵每转一弧度，由其几何尺寸计算而得到的排出液体的体积。体的体积。排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关排

40、量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关。Part Part 液压泵液压泵液压泵液压泵的主要性能参数的主要性能参数的主要性能参数的主要性能参数2.2.2.2.液压泵的额定转速和最高转速液压泵的额定转速和最高转速液压泵的额定转速和最高转速液压泵的额定转速和最高转速1 1 1 1）额定转速）额定转速）额定转速）额定转速n n n nn n n n 液压泵在液压泵在液压泵在液压泵在额定压力额定压力额定压力额定压力下能连续长时间运转的下能连续长时间运转的下能连续长时间运转的下能连续长时间运转的最最最最高高高高转速。转速。转速。转速。2 2 2 2）最高转速）最高转速）最高转速）最高转速n n n nmax m

41、ax max max 液压泵在额定压力下液压泵在额定压力下液压泵在额定压力下液压泵在额定压力下超过额定转速超过额定转速超过额定转速超过额定转速允许短允许短允许短允许短暂时间运行的最高转速。暂时间运行的最高转速。暂时间运行的最高转速。暂时间运行的最高转速。液压与气压传动液压与气压传动额定流量额定流量额定流量额定流量q qpnpnpnpn：在额定转速和额定压力下输出的实际流量。：在额定转速和额定压力下输出的实际流量。理论流量理论流量理论流量理论流量q qp pt t t t：在没有泄漏情况下，单位时间内所输出的油液在没有泄漏情况下，单位时间内所输出的油液体积。体积。其大小与泵轴转速其大小与泵轴转速

42、其大小与泵轴转速其大小与泵轴转速n n和排量和排量和排量和排量V V有关有关有关有关。实际流量实际流量实际流量实际流量q q：单位时间内实际输出的油液体积（考虑泄漏，压：单位时间内实际输出的油液体积（考虑泄漏，压缩）。缩）。液压泵的流量液压泵的流量可分为可分为理论流量理论流量理论流量理论流量、瞬时流量瞬时流量、实际流量实际流量实际流量实际流量和和额定额定额定额定流量流量流量流量。瞬时流量瞬时流量瞬时流量瞬时流量q qshshshsh：每一瞬时的流量，称为泵的瞬时流量。一般指：每一瞬时的流量，称为泵的瞬时流量。一般指泵的瞬时理论流量。泵的瞬时理论流量。液压与气压传动液压与气压传动4. 4. 4.

43、 4. 功率与效率功率与效率功率与效率功率与效率1）理论理论输入功率输入功率输入功率输入功率P Pt t为理论流量与液压泵进出口压力差的乘积。为理论流量与液压泵进出口压力差的乘积。2）实际实际输入功率输入功率输入功率输入功率P P为实际驱动液压泵所需的机械功率。为实际驱动液压泵所需的机械功率。3）实际实际输出功率输出功率输出功率输出功率P Po o为泵实际输出流量与泵进出口压差的乘积。为泵实际输出流量与泵进出口压差的乘积。实际上，液压泵在能量转换过程中是有损失的，因此输出功实际上，液压泵在能量转换过程中是有损失的，因此输出功率总是比输入功率小，即率总是比输入功率小，即P POO 轮齿体积轮齿体

44、积 所以所以 通常取通常取 V=（1.061.12）zm2bu流量计算流量计算 理论流量：理论流量： qt=V = （1.061.12）zm2b 实际流量：实际流量： q=qtv=（1.061.12）zm2bv结结结结 论论论论 1.1.1.1. 齿轮泵的齿轮泵的qt是是齿轮几何参数齿轮几何参数齿轮几何参数齿轮几何参数和和转速的函数转速的函数转速的函数转速的函数。 2. 2. 2. 2. 因为转速等于常数，流量等于常数，因为转速等于常数，流量等于常数， 所以定量泵。所以定量泵。 （2-72-72-72-7）第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达图3-2 泵的能量转换示意图6.泵的能量

45、转换示意图为了看清楚泵在能量转换中的情况，现将以上分析内容绘制成图3-2。由此可以得到泵的常用计算公式：机械效率：理论功率： Tth=pqth 容积效率：输出功率：总 效 率：输入功率：第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达=0.8696=87例2 某齿轮泵的齿轮模数为4 mm，齿数9个，齿宽为18 mm，在额定压力下，转数为2000 rmin时，泵的实际输出流量为 30Lmin，泵的最大工作压力为 2.5MPa，机械效率为0.9。求:1.泵的容积效率?2.齿轮泵的输入功率；3.齿轮泵输入理论转矩和实际转矩。 解：1.泵的容积效率 泵的理论流量 泵的容积效率=34.5Lmin第第3

46、3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达KW 2. 齿轮泵的输入功率齿轮泵的输入功率3. 齿轮泵输入理论转矩和实际转矩齿轮泵输入理论转矩和实际转矩NmW=1.6kW液压与气压传动液压与气压传动Part Part 液压马达的液压马达的液压马达的液压马达的主要性能参数主要性能参数主要性能参数主要性能参数1. 1. 1. 1. 工作压力和额定压力工作压力和额定压力工作压力和额定压力工作压力和额定压力 工作压力工作压力工作压力工作压力 是指液压马达是指液压马达实际工作时实际工作时实际工作时实际工作时进口处的压力；进口处的压力；额定压力额定压力额定压力额定压力 是指液压马达在是指液压马达在正常工作正常工

47、作正常工作正常工作条件下，按条件下，按试验标准试验标准试验标准试验标准规定规定能连能连能连能连续运转的最高压力续运转的最高压力续运转的最高压力续运转的最高压力 。2. 2. 2. 2. 排量和理论流量排量和理论流量排量和理论流量排量和理论流量 排量排量排量排量V V 是指液压马达轴是指液压马达轴转一弧度转一弧度转一弧度转一弧度所需输入液体的体积称为液压马所需输入液体的体积称为液压马达的排量达的排量VM理论流量理论流量理论流量理论流量q qt t 是指在是指在没有泄漏没有泄漏没有泄漏没有泄漏的情况下，由的情况下，由液压马达排量计算液压马达排量计算液压马达排量计算液压马达排量计算得到得到指定转速指

48、定转速指定转速指定转速所需输入油液的流量所需输入油液的流量 。液压与气压传动液压与气压传动Part Part 液压马达的液压马达的液压马达的液压马达的主要性能参数主要性能参数主要性能参数主要性能参数3. 3. 3. 3. 容积效率和转速容积效率和转速容积效率和转速容积效率和转速 容积效率容积效率容积效率容积效率：由于有：由于有泄漏损失泄漏损失泄漏损失泄漏损失，为了达到液压马达要求的转速，实际，为了达到液压马达要求的转速，实际输入的输入的流量流量流量流量q q 须须大于大于大于大于理论流量理论流量理论流量理论流量q qt t。容积效率。容积效率 为：为：（4-224-224-224-22）转速转

49、速转速转速：（4-234-234-234-23）液压与气压传动液压与气压传动4. 4. 4. 4. 转矩和机械损失转矩和机械损失转矩和机械损失转矩和机械损失在不计液压马达损失的情况下，其输出功率等于输入功率，即：在不计液压马达损失的情况下，其输出功率等于输入功率，即：（4-274-274-274-27）由于马达实际存在机械损失而产生转矩损失，液压马达输出的由于马达实际存在机械损失而产生转矩损失，液压马达输出的实际转矩实际转矩实际转矩实际转矩T T为：为：（4-284-284-284-28）机械效率机械效率机械效率机械效率：由于有：由于有摩擦损失摩擦损失摩擦损失摩擦损失，液压马达的，液压马达的实

50、际输出转矩实际输出转矩实际输出转矩实际输出转矩T T一定一定小于小于小于小于理论转矩理论转矩理论转矩理论转矩T Tt t。因此机械效率为。因此机械效率为 ：（4-294-294-294-29）液压与气压传动液压与气压传动Part Part 液压马达的液压马达的液压马达的液压马达的主要性能参数主要性能参数主要性能参数主要性能参数5. 5. 5. 5. 效率和功率效率和功率效率和功率效率和功率 液压马达的液压马达的总效率总效率总效率总效率为：为： 液压马达液压马达输入功率输入功率输入功率输入功率P Pi i 为为：液压马达液压马达输出功率输出功率输出功率输出功率P Po o为为 ：式中式中 p p

51、液压马达进、出口的压力差；液压马达进、出口的压力差； 、n n液压马达的角速度和转速。液压马达的角速度和转速。（4-244-244-244-24）（4-254-254-254-25）（4-264-264-264-26） 例例2-62-6 液压泵和液压马达组成系统，已知泵的排量液压泵和液压马达组成系统，已知泵的排量=60cm=60cm3 3/rad/rad，转速转速=24r/s，容积效率，容积效率V=0.9，泵的工作压，泵的工作压力力PP=10MPa；马达的排量；马达的排量=60cm3/rad，机械效率，机械效率=0.92，容积效率，容积效率V=0.9；液压泵至液压马达管路的压力损失为；液压泵至液压马达管路的压力损失为0.3MPa.其他损失不计。其他损失不计。1 求该液压泵输出功率是多少求该液压泵输出功率是多少? ?2 2 泵的输入功率（驱动功率）？泵的输入功率（驱动功率）？3 3 马达输出转矩？马达输出转矩？4 4 马达输出转速？马达输出转速？