2-1_液压传动工作介质
液压传动所用的工作介质为液压油或其他合成液体.1doc
液压传动的工作原理：以油液为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部压力传递动力。
液压传动所用的工作介质为液压油或其他合成液体。
气压传动所用的工作介质为空气。
在液压和气压传动中，工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。
活塞的运动的速度取决于进入液压缸的流量，而与流体压力大小无关。
液压与气压传动系统主要由几个部分组成：1、能源装置（把机械能转换成流体的压力能的装置）2、执行装置（把流体的压力能转换成机械能的装置）3、控制调节装置4、辅助装置5、传动介质矿物油型液压油的密度随温度的上升而有所减小，随压力的提高而稍有增加。
液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。
可压缩性：液体受压力作用而发生体积减小的特性。
液体的粘度随液体的压力和温度而变。
（压力增大时，粘度增大。
温度升高，粘度下降。
）（液压油）工作介质的选用原则：1、液压系统的工作条件2、液压系统的工作环境3、综合经济分析液体静止：指的是液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性而言，至于盛装液体的容器，不论它是静止的或是匀速、匀加速运动都没有关系。
压力的表示方法有两种，一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力。
另一种是以大气压力作为基准所表示的压力，称为相对压力。
大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对压力也称表压力。
真空度：液体中某点处的绝对压力小于大气压，这时在这个点上的绝对压力比大气压小的那部分数值在密封容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到各点静压传递原理或称帕斯卡原理。
把既无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。
单位时间内通过某通流截面的液体的体积称为流量。
在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象，称为空穴现象。
在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间会突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
液压动力元件是把原动机输入的机械能转变成液压能输出的装置。
《液压传动》液压工作介质
第三节 液压工作介质的类型
液压传动的工作介质(液压液)可分为两大类和四种基本类型， 即矿物(石)油基液压液和难燃液压液（包括乳化液、合成液和纯 水）。 一、矿物(石)油基液压液(Petroleum Hydraulic Oil) 液压油是以石油的精炼物为基础，加入各种添加剂 (Additive) 调制而成的。在 ISO 分类中，产品符号为 HH 、 HM 、 HL、HR、HG、HV型油液为矿物石油型液压油。现简介如下：
油液粘度随温度升高(降低)而变小(大)的特性称粘温特性， 可用粘度－温度曲线表示。部分液压介质的粘度－温度特性 曲线如图2-2所示。
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4．粘压特性 (Viscosity-pressure characteristics)
粘度随压力的升高(降低)而增大(减小)的特性称粘压特性。 部分液压介质的粘压特性曲线见图2-3。 一般而言，对中低压传动系统，温度和压力对粘度的影 响可不计。但对于高压系统，尤其润滑问题，必须考虑压力 温度，甚至混入的气体对粘度的影响。
油液还应具有良好的水解稳定性－抵抗与水起化学反应的能力。
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7. 操作特性(Operating character) 操作特性是指油液的毒性、气味、颜色和贮存特性。 对以油液为工作介质的液压系统，一般有如下要求： 适当的粘度和良好的粘温特性。 良好的相容性。 良好的抗磨性 良好的抗氧化性能 良好的流动性和抗燃性 良好的抗乳化性能 清洁性能好 良好的使用特性
直接测量动力粘度很不方便，在工程上采用简单的方法，即测量液体的 相对粘度(又称条件粘度)。它采用规定的粘度计，在规定的条件下测量液体 的粘度。根据测量方法和条件不同。 相对粘度有多种：中国和一些欧洲国家采用恩氏粘度(°E)，英国采用 商用雷氏粘度（°R），美国采用国际赛氏粘度（SSV）。
1.4液压传动工作介质
（5）其它专用液压油：如航空液压油（红油）、炮 用液压油、舰用液压油等。
1.4.2.2
难燃液压液
难燃液压液分为合成型、油水乳化型和高水基型三大 类。 （1）合成型抗燃工作液 ① 水一乙二醇液 水一乙二醇液（L-HFC液压液）： 这种液体含有 35％～55％的水，其余为乙二醇及各种 添加剂（增稠剂、抗磨剂、抗腐蚀剂等）。 其优点是凝点低（−50℃），有一定的粘性，而且粘 度指数高，抗燃。适用于要求防火的液压系统。 其缺点是价格高，润滑性差，只能用于中等压力 （20MPa以下）。这种液体密度大，所以吸入困难。
其缺点是价格昂贵（为液压油的5～8倍）；有毒性； 与多种密封材料（如丁氰橡胶）的相容性很差，而与丁基 胶、乙丙胶、氟橡胶、硅橡胶、聚四氟乙烯等均可相容。
（2）油水乳化型抗燃工作液 油水乳化型抗燃工作液（L-HFB、L-HFAE液压液） 油水乳化型抗燃工作液 油水乳化液是指互不相溶的油和水，使其中的一种液 体以极小的液滴均匀地分散在另一种液体中所形成的抗燃 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ体。分水包油乳化液和油包水乳化液两大类。 （3）高水基型抗燃工作液 高水基型抗燃工作液（L-HFAS液压液） 高水基型抗燃工作液 这种工作液不是油水乳化液。其主体为水，占95％，其 余5％为各种添加剂（抗磨剂、防锈剂、抗腐剂、乳化剂、 抗泡剂、极压剂、增粘剂等）。其优点是成本低，抗燃性 好，不污染环境。其缺点是粘度低，润滑性差。
水一乙二醇液能使许多普通油漆和涂料软化或脱离， 水一乙二醇液能使许多普通油漆和涂料软化或脱离， 可换用环氧树脂或乙烯基涂料。 可换用环氧树脂或乙烯基涂料。 ② 磷酸酯液 磷酸酯液（L-HFDR液压液） 这种液体的优点是，使用的温度范围宽（−54～ 135℃），抗燃性好，抗氧化安定性和润滑性都很好。允许 使用现有元件在高压下工作。
2工作介质
进行能量的转换和传递。此外，它还对液压元
件和系统进行润滑和冷却。
2.1 工作介质的主要物理性质
工作介质的物理性质对液压传动系统的工
作性能有很大的影响，应认真理解和掌握。
2.1.1 粘性 1、粘性的定义
如图所示，将A、B
两圆盘浸在某种液体中
，当A盘被电动机带动以 一定转速旋转时，可以 发现B盘经一定时间后也 将以低于A盘的转速旋转
plim ）时，过饱和 为饱和状态，当压力继续降低到某一值（
的空气将从油液中分离出来形成气泡，该压力值称为空气 分离压。
2 气穴与气蚀现象
若压力继续降低到相应温度油液饱和蒸汽压时，油液将
沸腾汽化产生大量气泡。气泡混杂在油液中，产生了不连
续的空间，该空间即为气穴。 由于气穴的产生，使原来充满在管道和元件中的液体 成为不连续状态，这种现象称为气穴现象。 通常在液压技术中，常把Pabs是否< Plim作为产生气 穴的标志。
研究发现，工作介质的温度愈高，其氧化过程愈快。
对于一般的液压系统，当采用矿物油类的工作液体时,其
工作温度不应超过65℃，短期运转不许超过80℃；机床液 压系统的工作温度一般为55℃。国家标准为ZBE341014。
5、良好的抗锈蚀性能
空气和水对液压元件都有锈蚀作用。锈蚀严重时，也 会破坏系统的正常体空间或流体中的固体而言，可 以忽略不计，并且流体质点是均匀地分布在连续介质之中。
长江
钱塘江
乱石穿空，惊涛拍岸，卷起千堆雪…
一线潮
钱塘江
粘性分析 图中：Ⅰ和Ⅱ为互相平行的两块平板，其间充满流体。 经实验得知，两平板间各层流体的速度变化如图中
所示，各层间产生的内摩擦力T，与接触面积A，
称为乳化液。
液压传动与控制习题及答案
液压传动与控制习题1 液压传动概述思考题与习题1-1 液压传动系统由哪几个基本部分组成?它们的基本功能是什么?试用示意图说明。
1-2 试比较液压传动与机械传动和电力传动的主要优缺点。
1-3 用附录A中液压系统图形符号表示图l-l的液压千斤顶原理图。
1-4说明图1-2所示的机床工作台传动系统，若用机械传动来实现同样功能，至少应由哪些部分和零件组成，试用简图表示之。
1-5 如图1-1所示,某液压千斤顶(设效率为1)可顶起10t重物。
试计算在30MPa压力下，液压缸7的活塞面积A2为多大？当人的输入功率为100w时，将10t重物提起0.2m高所需的时间为多少？2 液压传动中的工作液体思考题与习题2-1说明工作介质在液压传动系统的作用。
2-2粘度有几种表示方法？它们之间的关系如何？2-3什么是乳化液？其有哪些类型？各自的特点如何？2-4 对液压工作介质有哪些基本要求？试说明理由。
2-5 在矿物油类工作介质中，有几种常用的工作介质？它们的性能和适用范围如何？2-6 什么液压工作介质的粘温特性？用什么指标来表示？2-7 液压工作介质中的污染物是如何产生的？2-8 为了减少液压工作介质的污染，应采取哪些措施？2-9 什么是气蚀现象？它有哪些危害？2-10 什么是液压冲击？举例说明其产生的过程。
3 液压流体力学思考题与习题3-1 流体静压力有那些特性？3-2 什么是定常流动？举例说明3-3流管具有什么特性？并进行证明3-4 比较微小流束和流线两个概念的异同3-5 什么流动阻力、沿程阻力和局部阻力？3-6 如图3-22所示，断面为50×50cm2的送风管，通过a、b、c、d四个50×50cm2送风口向室内输送空气，送风口气流平均速度为5m/s,求通过送风管1、2、3断面的流速和流量。
面高出管道出口中心的高度H =4m ,管道的损失假设沿管道均匀发生，v h 32=。
4-3 什么是齿轮泵的因油现象？有什么危害？怎样消除？4-4 减小齿轮泵径向力的措施有哪些？4-5 提高高压齿轮泵容积效率的方法有哪些？4-6双作用叶片泵定子内表面的过渡曲线为何要做成等加速-等减速曲线？其最易磨损的地方在进液区还是排液区？4-7 简述斜盘式轴向柱塞泵的工作原理和手动伺服变量机构的变量原理。
第二章 液压传动基础知识1
1、液压油 2、液体静力学 3、液体动力学
目的任务：
了解油液性质、静压特性、方程、传递规律
掌握静力学基本方程、压力表达式和结论
重点难点：
液压油的粘性和粘度 粘温特性 静压特性 压力形成 静力学基本方程
第一节 液压传动的工作介质—液压油
油液的物理性质
常用液压油及其选用
三、液压油的合理使用
（一）防止污染
（1）加强油液库存及现场管理，建立严格 的油料管理制度和化验制度。 （2）保持液压元件的清洁，特别是油箱周 围的清洁 （3）经常清洗滤网，滤芯，换油。 （4）油液要定期检查更换。
（二）防止油温过高
（1）油液黏度降低，泄漏量增加。
（2）油液的氧化加快，油液变质 （3）元件受热膨胀，配合间隙减小 （4）密封胶圈迅速老化变质 （三）防止空气混入液压油 （1）在油箱中，防止空气被油液带入系统中
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、伯努利方程及其应用
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。 或：外力对物体所做的功应该等 于该物体机械能的变化量。
理想液体伯努利方程的推导
理想液体伯努利方程
Pa
测压两基准
绝对压力—以绝对零压为基准所测 相对压力—以大气压力为基准所测
三种压力之间的相互关系
四、静压传递原理
（一）液压系统压力的形成
p = F/S F=0 p=0 F↑ p↑ F↓ p↓ 结论：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。
F
（二）静压传递原理（帕斯卡原理）
0E
液压传动基础知识
运动粘度ν没有什么明确的物理意义，它不能像μ一样直接表示流体的粘性大小，但对ρ值相近的流体，例如各种矿物油系液压油之间，还是可用来大致比较它们的粘性。由于在理论分析和计算中常常碰到绝对粘度与密度的比值，为方便起见才采用运动粘度这个单位来代替μ/ρ。它之所以被称为运动粘度，是因为在它的量纲中只有运动学的要素长度和时间因次的缘故。机械油的牌号上所标明的号数就是表明以厘斯为单位的，在温度50℃时运动粘度ν的平均值。例如10号机械油指明该油在50℃时其运动粘度ν的平均值是10cSt。蒸馏水在20.2℃时的运动粘度ν恰好等于1cSt，所以从机械油的牌号即可知道该油的运动粘度。例如20号油说明该油的运动粘度约为水的运动粘度的20倍，30号油的运动粘度约为水的运动粘度的30倍，如此类推。动力粘度和运动粘度是理论分析和推导中经常使用的粘度单位。它们都难以直接测量，因此，工程上采用另一种可用仪器直接测量作用二体积减小的特性称为液体的可压缩性。
体积压缩系数 β= - ▽V/▽pV0
▽体积弹性模量K = 1 /β
4、 4、 流体的粘性
液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。由于液体具有粘性，当流体发生剪切变形时，流体内就产生阻滞变形的内摩擦力，由此可见，粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。处于相对静止状态的流体中不存在剪切变形，因而也不存在变形的抵抗，只有当运动流体流层间发生相对运动时，流体对剪切变形的抵抗，也就是粘性才表现出来。粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。
(3)相对粘度。相对粘度是以相对于蒸馏水的粘性的大小来表示该液体的粘性的。相对粘度又称条件粘度。各国采用的相对粘度单位有所不同。有的用赛氏粘度，有的用雷氏粘度，我国采用恩氏粘度。恩氏粘度的测定方法如下：测定200cm3某一温度的被测液体在自重作用下流过直径2.8mm小孔所需的时间tA，然后测出同体积的蒸馏水在20℃时流过同一孔所需时间tB(tB=50～52s)，tA与tB的比值即为流体的恩氏粘度值。恩氏粘度用符号°E表示。被测液体温度t℃时的恩氏粘度用符号°Et表示。
《液压传动与气动技术》课程标准
《液压传动与气动技术》课程标准一、课程定位1.课程性质必修课；专业课（含实验课）。
2.课程作用《液压传动与气动技术》是机电一体化技术专业的一门重要的专业技术课程。
无论对学生的思维素质、创新能力、科学精神以及在工作中解决实际问题的能力的培养，还是对后继课程的学习，都具有十分重要的作用。
该课程主要研究液压与气压传动技术一般规律和具体应用的一门科学。
这门技术与其它传动形式有不可比拟的优势而应用广泛，以优良的静态、动态性能成为一种重要的控制手段，无论是机械制造、模具、数控，还是自动化都有广泛的实际应用价值。
该课程实现了高职的培养目标，满足了机电类教育人才的要求，是专业教学必不可少的重要组成部分。
二、课程目标通过本课程的学习，使学生较系统地掌握液压气动技术的基本原理和实际应用。
获得基本的理论基础知识、方法和必要的应用技能；认识到这门技术的实用价值，增强应用意识；逐步培养学生学习专业知识的能力以及理论联系实际的能力，为学习后继课程和进一步学习现代科学技术打下专业基础；同时培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。
具体目标：1、知识目标职业能力要求（1）能较好的掌握液压与气压传动的基本概念和基础知识；（2）能较好的掌握液压与气压元件的功用、组成、工作原理和应用；（3）能教好的掌握液压与气压回路的组成和功能；2、能力目标（1）具有阅读并分析典型液压与气压传动系统组成、工作原理及特点的能力；（2）具有初步的液压与气压传动系统调试和排故的能力。
；（3）通过网络、期刊、专业书籍、技术手册等获得信息能力，收集资料的能力；（4）具有制定、实施工作计划的能力；3、素质目标（1）具有团队协作的意识，良好的小组成员协作能力；（2）具备良好沟通能力和评价他人的能力；（3）正确面对困难和挫折的处理能力；（4）负责任的工作习惯；（5）节约并保护环境的意识；三、课程设计一、设计思想教学内容框架（1）坚持以高职教育培养目标为依据，基于本课程在机电类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点，突出应用能力和综合素质培养，充分注意“教、学、做”三结合。
液压传动工作原理
液压传动工作原理液压传动是利用液体作为传动介质，通过液压能量转换实现力和运动传递的一种传动方式。
液压传动具有体积小、动力密度大、可靠性高、输出速度平稳等优点，在机械制造、军工、航空航天等领域得到广泛应用。
本文将介绍液压传动的工作原理。
一、液压传动的基本结构液压传动由液压泵、液压控制阀、液压执行器、液压油路和附件等部分组成。
其中，液压泵是液压传动的动力源，控制阀是对液压系统进行流量和压力控制的组成部分，执行器包括油压缸和液压马达等，液压油路则负责液体的传输、积聚和释放，附件则包括各种液压元件。
二、液压传动的工作原理液压传动通过将液体作为传动介质，通过液压能量转换实现力和运动的传递。
液压传动的工作原理可以概括为压力流量控制和液动机作用。
1. 压力流量控制液压传动系统中的液体通过液压泵产生压力，随后通过液压控制阀分配压力和流量，并流向液压执行器。
液压系统中的压力和流量可以通过调整液压泵和液压控制阀的工作状态来控制。
控制阀调节液体经过系统的流量和压力大小，通过流量和压力的调控可以达到使液压执行器产生稳定的运动以及大约恒定的速度和位置，从而完成特定的工作。
2. 液动机作用液动机是液压传动中的一个重要部件。
与电机和发动机一样，液动机也是将能量转换为动力的机械。
在液压传动系统中，液压马达是一种重要的液动机。
液压马达的作用是将液压能转换为机械能，通过机械传动实现力和运动传递。
液压马达采用液体推动转动的转子进行液动转换，从而带动液压泵输出扭矩或完成特定的工作。
三、液压传动的优点与应用液压传动具有诸多优点，例如体积小、动力密度大、应用范围广、可靠性高、输出速度平稳等。
这些优点使得液压传动在重载、高精度和高速、长行程的执行器控制中得到广泛应用，如汽车、航空、机床、管道等领域。
此外，液压传动还具有满足其它特殊要求的性能优势，如可靠的远程控制、耐腐蚀性和耐高温等。
总之，液压传动作为一种现代机电一体化传动方式，具有许多优点和广泛的应用前景。
液压传动基础知识—液压传动的工作介质
2.1 液压传动的工作介质
三、液压油的污染与控制
➢ 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。造成液压油污染的原因有 以下三个方面：
01 污染 1）外部浸入的污物 2）外部生成的不纯物
02 恶化
液压油的恶化速度与含水量、气泡、压力、油温、金属粉末等 有关，其中以温度影响最大，故液压设备运转时，须特别注意油温 之变化。
01 温度
温度上升，粘度降低，造成泄漏、磨损增加、效率降低
1
等问题；温度下降，粘度增加，造成流动困难及泵转动不易
等问题。
02 压力
当液体所受的压力增加时，其分子间的距离将减小，于是
1
内摩擦力将增加，即粘度也将随之增大。在中、低压液压系统 中由于压力变化很小，因而通常压力对粘度的影响忽略不计。
2.1 液压传动的工作介质
2.1 液压传动的工作介质
第2章 液压传动基础知识 1 液压传动的工作介质
教学 内容
2 液压传动的主要参数 3 液体流动时的能量 4 液体流经小孔和间隙时的流量 5 液压冲击和空穴现象
2.1 液压传动的工作介质
➢ 液压系统中完全靠液压油把能量从液压泵经管路、控制阀传递 到执行元件，根据统计，许多液压设备的故障，皆起因于液压 油的使用不当，故应对液压油要有充分的了解。
01
液压油的用途：
传递运动与动力；润滑；密封；冷却
液压油的种类：
02
石油基液压油、难燃型液压液、高
水基液和水介质等
2.1 液压传动的工作介质
一、液压油的主要性质
01 1、粘性
02 2、可压缩性
1、粘性
粘性 液体分子之间存在内聚力，液体在外力作用下流动时，液体分子 间的相对运动导致内摩擦力的产生，液体流动时具有内摩擦力的性质 被称为粘性。
液压传动的工作介质
• 一、黏性 • 1定义：液体分子之间存在内聚力，液体在外力作用下流动时， 液体分子之间的相对运动导致内摩擦力的产生，液体流动时具 有内摩擦力的性质称为黏性。 • 2特点： 静止液体丌呈现黏性。 在流动截面上各点的流速丌同。 3作用： 阻滞流体内部相互滑动； 4黏度： 以40度时运动黏度的中心值来划分的 例：N32=32mm²/s 5影响因素： 温度：温度升高→黏度下降 压力：压力增大→分子间距减小→内摩擦力增大→黏度增加 二、可压缩性 定义：液体受到压力后容积发生变化的性质称为液体的可压缩 性。
液压油的主要性质
二、液压传动介质的选用 选用液压传动介质的种类要考虑设备的性能、使用环境等 综合因素。例如，一般机械可采用普通液压油；设备在高 温环境下，就应选用抗燃性能好的介质；在高压、高速的 工程机械上，可选用抗磨液压油；当要求低温时流动性好， 则可用加了降凝剂的低凝液压油。液压油黏度的选用应充 分考虑环境温度、工作压力、运动速度等要求。例如：温 度高时可以选用高黏度油，温度低时可用低黏度油；压力 越高，选用的黏度越高；执行元件的速度越高，选用的黏 度越低。
三、工作介质的污染和控制
• • • • • • 一、正确使用和防止液压油的污染； 二、控制油液的污染常用的措施； 减少外来的污染； 滤除系统产生的杂质；（设置过滤器。） 控制液压油液的工作温度；（控制油温。） 定期检查更换液压油液；（定期抽检、定期更换。）
2.1液压传动的工作介质
要求：了解液压系统中工作介质的主要性质极其 选用和污染控制。
14G电维5班 杜珂
一、工作介质的分类
一、定义； 工作介质是液压系统丌可缺少的组成部分，主要的作用是 完成能量的转换和传递，除此之外，还有散热、减少摩擦 和磨损、沉淀和分离丌可溶污物的作用。 二、液压油； 用的工作介质有石油基液压油、难燃型液压油、高水基 液和水介质（海水、淡水）等，一般称为液压油。
液压传动的工作原理
液压传动的工作原理
液压传动是利用液体作为传动介质的一种传动方式。
它通过调节液体的压力来实现机械装置的传递和控制动作。
液压传动的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 液体供应：液压传动系统中通常会有一个液体供应装置，如液压泵。
当液体被泵送到系统中时，会形成一定的压力。
2. 压力传递：液压传动系统中通过管道将液体压力传递给执行元件，如液压缸或液压马达。
传递过程中液体会受到管道和部件的阻力影响，从而导致液体压力下降。
3. 压力控制：为了实现传动和控制动作，液压传动系统通常会使用液压阀来调节液体压力。
液压阀可以改变液体通道的开闭程度，从而控制液体的流动和压力。
4. 动力转换：当液体压力传递到执行元件时，它们会转换为机械能。
例如，液压缸会将液体压力转变为线性运动，液压马达会将液体压力转变为旋转动力。
5. 执行工作：执行元件根据液体压力的变化进行相应的工作。
例如，液压缸可以推动工作物体进行线性运动，液压马达可以驱动机械设备进行旋转。
总的来说，液压传动通过调节液体压力来实现传动和控制。
通过控制液压系统中的液体流动，可以实现各种复杂的运动和动
作控制。
这种传动方式在工程领域中广泛应用，具有传动效率高、传动力大、传动平稳等优点。
简述液压传动的基本工作原理
简述液压传动的基本工作原理液压传动是一种将液体作为工作介质，通过液压元件（如液压缸、液压马达、液压阀等）来传递能量和控制运动的传动方式。
它具有传动效率高、反应灵敏、可靠性高等优点，在机械工程、冶金、石油化工等领域得到广泛应用。
本文将详细介绍液压传动的基本工作原理。
一、液体的物理性质在了解液压传动的基本工作原理之前，需要先了解液体的物理性质。
液体是一种流体，其特点是没有固定形状，可以自由流动，并且具有不可压缩性。
这意味着当外力施加在一个封闭的容器内的液体上时，它们会均匀地承受这个力，并且容器内的所有部分都会产生相同的压力。
二、基本结构和组成部分1. 液体在液压传动中，使用的主要是油类或水类流体。
对于不同类型的应用场合，需要选择不同类型和规格的流体。
2. 液源装置为了保证系统中始终有足够的工作流体，需要使用液源装置，如油箱、泵等。
3. 液压元件液压元件是实现能量传递和运动控制的关键组成部分，包括液压缸、液压马达、液压阀等。
4. 辅助元件辅助元件包括滤清器、冷却器、油位计等，用于保证系统正常运行和维护。
三、基本工作原理在液压传动中，主要是通过将流体从一个位置转移到另一个位置来实现能量传递和运动控制。
具体来说，它是通过以下几个步骤实现的：1. 液源装置提供高压流体液源装置（如泵）通过机械或电力驱动产生高压流体，并将其输送到系统中。
2. 流体通过管道输送到液压元件高压流体经过管道输送到需要进行能量传递和运动控制的液压元件（如液压缸）处。
3. 液压元件将能量转化为运动或力当高压流体进入液压元件时，它会对活塞施加一定的力。
这个力可以用于推动活塞运动或产生一定的力。
4. 液压阀控制流体的流动为了实现对液压元件的精确控制，需要使用液压阀来控制流体的流动。
通过开启和关闭液压阀，可以实现对液压元件的运动和力的精确控制。
四、优点和应用领域液压传动具有以下优点：1. 传动效率高由于液体具有不可压缩性，能量可以在系统内快速传递，从而实现高效率的能量转换。
工作介质
1液压与气压传动的工作介质液压与气压传动是以流体(液压液或压缩空气)作为工作介质对能量进行传递和控制的一种传动形式。
工作介质在传动及控制中起传递能量和信号的作用。
流体传动及控制(包括液压与气动)，它在工作、性能特点上和机械、电气传动之间的差异主要取决于载体的不同，前者采用工作介质。
液压与气压传动系统，特别是液压传动系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决于系统中所使用的工作介质。
因此，掌握液压与气动技术之前，必须先对其工作介质有一清晰的了解。
1.1 液压传动的工作介质1.1.1 液压传动工作介质的基本要求和种类在液压系统中，工作介质传递动力和信号。
同时，它还起到润滑、冷却和防锈的作用。
液压系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决于系统中所用的工作介质。
工作介质应当具备的性质如下：①可压缩性可压缩性尽可能小，响应性好。
②粘性温度及压力对粘度影响小，具有适当的粘度，粘温特性好。
③润滑性能对液压元件滑动部位充分润滑。
④安定性不因热、氧化或水解而变质，剪切稳定性好，使用寿命长。
⑤防锈和抗腐蚀性对铁及非铁金属的锈蚀性小。
⑥抗泡沫性介质中的气泡容易逸出并消除。
⑦抗乳化性除含水液压液外的油液，油水分离要容易。
⑧阻燃性燃点高，挥发性小，最好具有阻燃性。
⑨洁净性质地要纯净、尽可能不含污染物，当污染物从外部侵入时能迅速分离。
⑩相容性对金属、密封件、橡胶软管、涂料等有良好的相容性。
⑪其它无毒性和臭味；比热容和热导率要大；体胀系数要小等。
能够同时满足上述各项要求的理想的工作介质是不存在的。
液压系统中使用的工作介质按国际标准组织(ISO)的分类如表1.1所示。
目前大多数液压设备采用的是石油级液压油液。
矿物油型液压油是以机械油为基料，为了改善液压油液的性能，往往在油液中加入各种各样的添加剂。
添加剂有两类：一类是用以改善油液物理性能的，如增粘剂、抗泡剂、抗磨剂等；另一类是用以改善油液化学性能的，如抗氧化剂、防腐剂、防锈剂等。
液压与气压传动 02液压传动基础知识
通流截面：在流束中与所有流线正交的截面。在液压传动 系统中，液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面即 为通流截面，也称为过流断面。
3、流量和平均流速
流量—单位时间内通过某通流截面的液体的体积。 单位：m3/s，实际使用中常用L/min或mL/s 流量的计算：
对于微小流束，可以认为通流截面上各点的流速是相等的，所以通 过此微小截面的流量为
三、伯努利方程
是能量守恒定律在流动液体中的表现形式。 推导过程略 1、理想液体的伯努利方程为
p1 u1 p2 u2 z1 z2 g 2 g g 2g
2、实际液体的伯努利方程
2
2
p1
z1 g
1v1
2
2
p2
z2 g
2v2
2
2
hw g
式中α为动能修正系数，层流取2，紊流取1 hw为能量损耗
du Ft A dy
粘性系数 或粘度
动力粘度（绝对粘度）μ
牛顿内摩擦定律 du Ft A dy 两边同除以A，得
Ft du A dy
式中
μ:称为动力粘度系数（Pa· s） τ:单位面积上的摩擦力（即剪切应力） 速度梯度，即液层间速度对液层距离的变化率
物理意义 ： 当速度梯度为 1 时接触液层间单位面积上
石油型 液 压 油 乳化型 合成型
最常用的液压系统工作介质
水包油乳化液 油包水乳化液 水－乙二醇液 磷酸酯液
工作介质的污染是液压系统发生故障的主要原因。 固体 颗粒
最普遍 危害最大
1.污染物质 根据物体形 态
液体 气体
从外界侵入的水 空气
已被污染的新油
液压传动是以液体为工作介质
液压传动是以液体为工作介质，通过能量转换来实行执行机构所需运动的一种传动方式。
首先，液压泵将电动机（或其它原动机）的机械能转换为液体的压力能，然后，通过液压缸（或液压马达）将以液体的压力能再转化为机械能带动负载运动。
二．液压系统的组成液压传动系统通常由以下五部分组成。
1.动力装置部分。
其作用是将电动机（或其它原动机）提供的机械能转换为液体的压力能。
简单地说，就是向系统提供压力油的装置。
如各类液压泵。
2.控制调节装置部分。
包括压力、流量、方向控制阀，是用以控制和调节液压系统中液流的压力、流量和流动方向，以满足工作部件所需力（或力矩）、速度（或转速）和运动方向（或运动循环）的要求。
3.执行机构部分。
其作用是将液体的压力能转化为机械能以带动工作部件运动。
包括液压缸和液压马达。
4.自动控制部分。
主要是指电气控制装置。
5.辅助装置部分。
除上述四大部分以外的油箱、油管、集成块、滤油器、蓄能器、压力表、加热器、冷却器等等。
它们对于保证液压系统工作的可靠性和稳定性是不可缺少的，具有重要的作用。
三．液压缸液压缸是把液压能转换为机械能的执行元件。
液压缸常见故障有：液压缸爬行、液压外泄漏、液压缸机械别劲、液压缸进气、液压缸冲击等。
1.液压缸爬行故障分析及处理（1）缸或管道内存有空气，处理方法：设置排气装置；若无排气装置，可开动液压系统以最大行程往复数次，强迫排除空气；对系统及管道进行密封。
（2）缸某处形成负压，处理方法：找出液压缸形成负压处加以密封；并排气。
（3）密封圈压得太紧，处理方法：调整密封圈，使其不松不紧，保证活塞杆能来回用手拉动。
（4）活塞与活塞杆不同轴，处理方法：两者装在一起，放在V形块上校正，使同度误差在0.04mm以内；换新活塞。
（5）活塞杆不直（有弯曲），处理方法：单个或连同活塞放在V形块上，用压力机控直和用千分表校正调直。
（6）导轨或滑块夹得太紧或与液压缸不平行，处理方法：调整导轨或滑块的压紧（条）的松紧度，既保证运动部件的精度，又保证滑动阻力要小；若调整无效，应检查缸与导轨的平行度，并修刮接触面加以校正。
工作介质
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液压传动
Part 2.2.1 液压传动介质
2. 基本要求与种类
第二章 液压传动基础
液压传动及控制所用的工作介质为液压油液或其他合成液体，其 应具备的功能如下 ： 1）传动 2）润滑 3）冷却 4）去污 5）防锈 把由液压泵所赋予的能量传递给执行元件； 润滑液压泵、液压阀、液压执行元件等运动件 ； 吸收并带出液压装置所产生的热量 ； 带走工作中产生的磨粒和来自外界的污染物 ； 防止液压元件所用各种金属的锈蚀 。
油包水乳化液 含聚合物水溶液/水－乙二醇液 磷酸酯无水合成液 氯化烃无水合成液
合成液压液
HFDR和HFDS液混合的无水合成液 其他成分的无水合成液
high-technical institute of Shanghai Dian Ji University
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液压传动
第二章 液压传动基础
目前90%以上的液压设备采用石油基液压油液。基油为精制的石 油润滑油馏分。为了改善液压油液的性能，以满足液压设备的不 同要求，往往在基油中加入各种添加剂。添加剂有两类：一类是 改善油液化学性能的，如抗氧化剂、防腐剂、防锈剂等；另一类 是改善油液物理性能的，如增粘剂、抗磨剂、防爬剂等 。 为了军事目的，近年来在某些舰船液压系统中，也有以海水或淡 水为工作介质的。而且正在逐渐向水下作业、河道工程、海洋开 发等领域延伸。
考虑方面系统工作环境是否阻燃闪点燃点抑制嗓声的能力空气溶解度消泡性废液再生处理及环保要求系统工作条件压力范围润滑性承载能力温度范围粘度粘温特性剪切损失热稳定性挥发度低温流动性转速气蚀对支承面浸润能力工作介质的品质物理化学指标对金属和密封件等的相容性过滤性能吸气情况去垢能力锈蚀性抗氧化稳定性剪切稳定性经济性价格及使用寿命货源情况维护更换的难易程度表表116选择工作介质时考虑的因素上海电机学院高职学院hightechnicalinstituteshanghaidianjiuniversity第二章第二章液压传动基础液压传动基础液压传动液压传动工作介质的选择通常要经历下述四个基本步骤四个基本步骤
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1. 静止液体不呈现粘性。
2. 在流动截面上各点的流速不同。
相邻液层间的内摩擦力
du F f A dy
μ－动力粘度（粘性系数） A－液层接触面积
du －液层间的速度梯度 dy
动力粘度的单位是 Pa s
单位面积上的内摩擦力 Ff du A dy
牛顿液体内摩擦定律
运动粘度
液体动力粘度与液体密度之比称为运动粘度
ERF
也称电流变流体，是一种新型工作介质。 组成：液体介质中加入10%-40%的固体 颗粒，形成悬浊液。 特征：通电时，液体固化；断电时，恢复 液体状态。 优点：可延长液压元件的寿命，降低元件 制造精度等。具有较高的响应速度。
（四）液压系统的污染控制
1. 污染根源：被污染的新油，残留污染， 侵入污染，生成污染 2. 污染引起的危害 1) 影响液压系统的性能 2) 影响液压系统的使用寿命 3) 造成液压系统的故障 3. 污染的测定：称重法、颗粒计数法 4. 污染度的等级 5. 工作介质的污染控制
项目二 流体力学基础
工作介质 流体静力学、动力学、运动学 气体状态方程 充放气参数的计算
管道流动、孔口流动、缝隙流动、瞬变流动
穿透多孔物质的液流
任务一：液压传动介质
基本功能： 1. 传动：传递能量 2. 润滑：润滑执行元件 3. 冷却：吸收、带走热量 4. 去污：带走污染物 5. 防锈：防止元件
机械油的牌号
是以40℃时运动粘度的中心值来划分的 例：20号机械油 ν=17~23 cSt（厘斯）
温度对粘度的影响
T ↑ ， μ↓。
影响： μ 大，阻力大，能耗↑
μ 小，油变稀，泄漏↑
限制油温：T↑↑，加冷却器 T↓↓，加热器
压力对粘度的影响
p↑ μ↑ 应用时忽略影响
p a e a 1 cp
（三）工作介质的分类和选用
1. 分类：石油型，乳化型，合成 型
2. 工作介质的选用原则 1) 液压系统的工作条件 2) 液压系统的工作环境 3) 综合经济分析
工作介质的选择
1) 优先考虑粘性 ν=11.5 ~ 41.3 cSt 2) 按工作压力 p 高，选μ大；p 低，选μ小 3) 按环境温度 T 高，选μ大；T 低，选μ小 4) 按运动速度 υ 高，选μ小；υ低，选μ大 5) 其他 环境 （污染、抗燃） 经济 （价格、使用寿命） 特殊要求（精密机床、工程机械）
cp
p
：压力为p时液体的运动粘度 ：大压力下液体的运动粘度
a
ห้องสมุดไป่ตู้
C ：系数
气泡对粘度的影响
气泡的体积分数增加，粘度增加。
b 0 1 0.015b
b 0
：混入空气时液体的运动粘度 ：不含空气时液体的运动粘度
b ：混入气泡的体积分数
（二）对液压传动工作介质的要求
1) 可压缩性：小 2) 粘性：粘温特性好 3) 润滑性：必须能充分润滑 4) 安定性：防热、氧化、水解等，剪切稳定 5) 相容性好：与金属、密封件、橡胶管、涂料等 6) 抗泡沫性好 7) 防锈、抗腐蚀性好 8) 杂质少 9) 抗乳化性：油水分离容易 10) 凝点低, 闪点、燃点高 11) 无公害、成本低
工作介质的污染控制
控制油温 2) 设置过滤器 3) 定期抽检、定期更换 4) 加工组装后系统清洗 5) 确保密封
1)
重点复习
液体的三项性能（密度、可压缩性、
粘性），及其与温度、压力的关系。 两种粘度的概念及其单位。 工作介质的分类、性能要求、选择方 法 工作介质的污染及其控制方法
子右边增加一个负号以保证k为正数。
纯油的可压缩性变动量不大，对液 压系统性能影响不大，在一般情况下 不予考虑。但在高压情况下以及在研 究系统动态性能时则不能忽略。由于 空气的可压缩性很大，且与工作压力 的改变而大幅度变化，所以在油中游 离空气对体积弹性模量影响很大。
3、粘性
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相对运动而 产生的一种内摩擦力，这种现象称为液体的 粘性。粘性液体有以下特点：
（一）传动介质的物理性质
1、密度ρ 和重度γ
ρ = M/V M-液体的质量, V-液体的体积 γ = G/V G-液体的重量 温度上升，液压油密度减小 压力升高，液压油密度增加
2、可压缩性
1 V 体积压缩系数 k p V
p —压力的增量
V —体积的增量 V —被压缩的液体体积 V 是负值（压力增大，体积减小），在式
运动粘度的单位是
m /s
2
粘度的单位
动力粘度：P（泊）； 1Pa· s=10P=103cP（厘泊） 运动粘度：St（斯）； 1m2/s=104St=106cSt （厘斯） 相对粘度：根据特定条件制定的，又称条 件粘度。恩氏粘度、通用赛氏秒、商用雷 氏秒、巴氏度等。我国用恩氏粘度°E来 表示。