2液压传动工作介质的性质
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。
液压传动复习题参考答案(一到四)
A．牛顿液体内摩擦定律
B．阿基米德定律
C．查理定律
D．帕斯卡原理
5、一水平放置双杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液
压泵卸荷，且液压缸浮动，其中位机能应选用（D）；要求阀处于中位时，液
压泵卸荷，液压缸闭锁不动，其中位机能应选用（B）。
A．O 型；
B．M 型；
C．Y 型； D．H 型；
A、B 两个油口封闭的称为（M）型机能。 89、液压传动的工作介质是（液压油），靠（有压液体）来传递能量。
90、将既无（粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。
91、（动力粘度/μ）是表征液体流动时相邻液层间的内摩擦力的内摩擦系数。 92、高压系统宜选用（柱塞）泵。 93、在液压系统中采用钢管作油管时，中压以上用（无缝钢）管，低压用（有 缝钢）管。 94、液压传动中最重要的参数是（压力）和（流量），它们的乘积是（功率）。 95、以大气压力为基准测得的压力是（相对压力），也称为（表压力）。 96、为了防止产生（气穴）现象，液压泵吸油口油箱液面高度不宜太高。 97、柱塞缸的运动速度 v 与缸筒内径 D 的关系（无）。 98、锥阀不产生泄漏，滑阀则由于（阀芯）和（阀体孔）有一定间隙，在压力 作用下要产生泄漏。
99、油箱的有效容量指油面高度为油箱高度的（80%）时油箱内所储存油液的容
积。
100、（橡胶软管）比硬管安装方便，还可以吸收振动。
二、选择
1、以下（C）不能用于描述工作介质的性质。
A．粘性
B．可压缩性 C．惯性
D．稳定性
2、以下（B）不是液压泵吸油口真空度的组成部分。
A．把油液提升到一定高度所需的压力
液压传动复习题及参考答案
一、填空 1、液压传动是利用液体的（压力）能来传递能量的一种传动方式。其主要参数
液压介质
（2）滤除系统产生的杂质：应在系统的相应部位安装适当精度的过滤器，
并且要定期检查、清洗或更换滤芯。
（3）控制液压介质的工作温度：液压介质的工作温度过高会加速其氧化
变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限。所以要限制油液的最高使用温度。
（4）定期检查更换液压介质：应根据液压设备使用说明书的要求和维护
保养规程的有关规定，定期检查更换液压介质。更换液压介质时要清洗油箱， 冲洗系统管道及液压元件。
3、工作介质污染的控制 （1）减少外来的污染：液压传动系统的管路和油箱等在装配前必须严格清
洗，用机械的方法除去残渣和表面氧化物，然后进行酸洗。液压传动系统在组装 后要进行全面清洗，最好用系统工作时使用的油液清洗，特别是液压伺服系统最 好要经过几次清洗来保证清洁。油箱通气孔要加空气滤清器，给油箱加油要用滤 油车，对外露件应装防尘密封，并经常检查，定期更换。液压传动系统的维修、 液压元件的更换、拆卸应在无尘区进行。
通流截面 垂直于液体流动方向的截面称为通 流截面，也叫过流截面，符号：A，单位：m2。 流 量 单位时间内流过某通流截面的液体体积 称为流量(体积流量)，符号：q，单位：m3／s。 平均流速 流过某通流截面的流量与通流截面 积的比值 。
v q/ A
2.3.1
连续性方程
连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种具体表现 形式 。 如图所示的液体在任意形状 的管道中作稳定流动，任取1、2 个不同的通流截面。根据质量守 恒定律，单位时间内流过这两个 截面的液体质量是相等的，即
2.3
液体动力学
液体动力学的主要内容是研究液体流动时速度和压力的变 化规律。涉及到三个基本方程：流量连续性方程、伯努利方程和 动量方程。前两个方程反映压力、流速与流量之间的关系，后一 个方程用来解决流动液体与固体壁面间的作用力问题。
液压传动的工作介质
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；（定期抽检用对液压系统的工作状态影响很大。
• 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： 阻滞流体内部的相互滑动； 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。
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
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
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
液体的可压缩性一般用体积弹性模量K来表示 K
温度增加时，K值减小，在正常工作范围内，有5%~25%的变化；
整理课件
压力增大时，K值增大，当p≥3MPa时，K基本上不再增大；
当工作介质中混有气泡时，K值将大大减小。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
3、粘性
粘度与温度、压力的关系：
温度升高，粘度下降。变化率的大小直接影响液压传动 工作介质的使用。粘度对温度的变化十分敏感。 压力增大，粘度增大，在整一理课般件 液压系统使用的压力范围 内，增大的数值很小，可忽略不计。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
4、其它性质 液压传动介质还有其它一些性质，如：
可认为是常值
压力提高，密度稍有增加。
我国采用20℃时的密度作为油液的标准密度，以ρ20表示。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
2、可压缩性 压力为p0、体积为V0的液体，如压力增大△p时，体积减小 △V，则体积的可压缩性可用体积压缩系数来表示
1 V
p V0
即单位压力变化下的体积相对变化量
稳定性（热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性
等）
抗泡沫性 抗乳化性 防锈性 润滑性 相容性（对所接触的金属整、理密课件封材料、涂料等的作用程度）
《液压与气压传动》
二、对液压传动工作介质的要求
不同的工作机械、不同的使用情况对工作介质的要求有很大不同。 液压传动工作介质应具备如下性能： ➢合适的粘度，ν40=（15-68）×10-6m2/s，较好的粘温特性 ➢润滑性能好 ➢质地纯净，杂质少 ➢对金属和密封件有良好的相容性 ➢对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性 ➢抗泡沫好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好 ➢体积膨胀系数小，比热容大 整理课件 ➢流动点和凝固点低，闪点和燃点高 ➢对人体无害，成本低
9.17第2章 液压传动的流体力学基础
kg
V
一、液压油的性质
（二）可压缩性
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
定义：液体受压力作用而发生体积减小的性质。 压缩系数： 1 V
K
1 体积弹性模量： T k
p V
m
2
N
一般液压系统认为油液不可压缩。研究液压系 统动态特性、高压情况，尤其液压油中混入空 气，考虑油液的可压缩性。
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
图中是运用帕斯卡原理寻找推力和负载间关 系的实例。图中垂直、水平液压缸截面积为A1、 A2；活塞上负载为F1、F2。两缸互相连通，构成 一个密闭容器，则按帕斯卡原理，缸内压力到处 相等，p1=p2，于是F2＝F1 . A2/A1，如果垂直液缸 活塞上没负载，则在略 去活塞重量及其它阻力 时，不论怎样推动水平 液压缸活塞，不能在液 体中形成压力。
第一节 液压传动工作介质 一、液压油的性质 密度、压缩性、粘性
二、对液压油的要求与选用 要求、种类和选用
一、液压油的性质
（一）密度
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
定义：单位体积液体的质量。以 表示。 定义式： m 单位： 3 m 密度随温度升高而下降，随压力升高而增大。 常用温度、压力范围，变化很小，视为常数。 15℃液压油密度900 kg 3
F=p.A=p.D2/4
式中 p－油液的压力； D－活塞的直径。
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
2、当固体壁面为曲面时
当承受压力作用的表面是曲面时，作用在曲面上的 所有压力的方向均垂直于曲面（如图所示），图中将曲面 分成若干微小面积dA，将作用力dF分解为x、y两个方向上 的分力，即 Fx＝p.dAsin=p.Ax FY= p.dAcos=p.Ay 式中，Ax、Ay分别是 曲面在x 和y方向上的投影面积。
《液压传动》知识要点
第１单元知识要点1．液压传动的概念液压传动是用液体作为工作介质，依靠运动液体的压力能来传递动力。
液压传动和气压传动称为流体传动。
液压传动是依靠液体在密封容积变化中的压力能来实现运动和动力传递的。
液压传动装置本身是一种能量转换装置，它先将机械能转换为便于输送的液压能，然后又将液压能转换为机械能对外界负载做有用功。
2．液压传动的两个工作特性负载决定压力；流量决定速度。
3．液压系统的组成液压系统一般由液压动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件以及工作介质组成。
（1）动力元件：动力元件最常见的形式是液压泵。
它的作用是将机械能转换成液体压力能，并且向液压系统提供压力油，是液压系统的能源装置。
（2）执行元件：它的作用是将液体压力能转换成机械能，以驱动工作机构的元件，包括液压缸和液压马达。
（3）控制元件：它的作用是对系统中油液压力、流量、方向进行控制和调节，包括压力、方向、流量控制阀。
（4）辅助元件：为保证液压系统正常工作的上述三个组成部分以外的其他元件，如管道、管接头、油箱、滤油器、压力表等。
（5）工作介质：工作介质是传递能量和运动的流体，即液压油等。
4．液压传动的优点①安装方便灵活。
由于液压系统通过管路连接，液压传动的各种元件不受位置的限制，可根据具体的实际需要任意布置。
②重量轻、体积小，功率大。
产生相同功率，液压系统所需的设备重量轻、体积小。
例如，功率为300kW的液压马达重量约为2kN，而功率为300kW的电动机重量约为16kN。
因此利用较轻的液压设备就能获得大的驱动力和转矩。
③工作平稳，由于液压传动重量轻、体积小，从而惯性小，可以迅速起动和制动，容易实现频繁起动和调速。
液压传动与气压传动_第2章 液压流体力学
（2） 运动粘度ν 液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值，称为液体的 运动粘度ν， 即 ν=μ/ρ （1-6） 运动粘度的单位为m2 /s。 就物理意义来说，ν不是一个粘度的量，但习 惯上常用它来标志液体粘度，液压油液的粘度等 级是以40℃时运动粘度（以mm2/s计）的中心值 来划分的。 例如，牌号为L—HL22的普通液压油在40℃ 时运动粘度的中心值为22 mm2/s（L表示润滑剂 类，H表示液压油，L表示防锈抗氧型）。
个弹簧（称为液压弹簧）：外力增大，体积减小； 外力减小，体积增大。 ► 液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统 在稳态下工作时可以不考虑可压缩的影响。但在 高压下或受压体积较大以及对液压系统进行动态 分析时，就需要考虑液体可压缩性的影 响。
三、油液中的气体对粘性及压缩的影响
气体混入液体有两种方式： 溶入：对粘性和压缩性没影响。 混入：使液体的粘度增加，体积弹性模 量减小。
z
dy
p
dz
dx
Xdxdydz
六面体在x方向的受力 平衡方程：
x
p p dx x
y
p pdydz ( p dx)dydz Xdxdydz 0 x
p pdydz ( p dx)dydz Xdxdydz x 0 dydz
1 p 整理后：X 0 x
液体内某点处单位面积△A上所受到的法向力 △F之比，称为压力p（静压力），即
由于液体质点间的凝聚力很小，不能受拉，只能 受压，所以液体的静压力具有两个重要特性： ► 液体静压力的方向总是作用在内法线方向上； ► 静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都 相等。
二、静止液体平衡的微分方程
单位质量力在各坐标 轴的分量记为X、Y、 Z。则在x分量上为：
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。
第一章 液压传动基础知识a
第二节 液体静力学
一、静压力（或压力）及其性质 静压力（或压力） 静止液体： 静止液体：液体内部质点与质点无相对运动 单位面积上所受的力
p= F A
m2
p = lim(
液体静压力有两个重要性质： 液体静压力有两个重要性质： 1. 液体静压力垂直于作用面，其方向永远沿着作 液体静压力垂直于作用面， 用面的法线方向。 用面的法线方向。 2. 在静止液体中任意一点的静压力在各个方向上 均相等。 均相等。
三、压力的表示方法及单位
绝对压力=相对压力 大气压力 绝对压力 相对压力+大气压力 相对压力 真空度=大气压力 大气压力-绝对压力 真空度 大气压力 绝对压力 单位： 单位：
牛顿/ 米2 N / m2 )( Pa) （
1Pa = 1N/ m2 1bar = 1×105 N/ m2 = 1×105 Pa
二、在重力作用下静止液体中的压力分布
p = p0 + ρgh p = pa + ρgh h = Z0 − Z p P Z+ = Z0 + 0 = 常数 ρg ρg
１、静压力由两部分组成：液面 静压力由两部分组成： 静压力由两部分组成 上的压力和液柱重量； 上的压力和液柱重量； 1.静止液体内的压力沿深度呈直 静止液体内的压力沿深度呈直 线分布； 线分布； 2.离液面深度相同处各点的压力 离液面深度相同处各点的压力 都相等， 都相等，压力相等的所有点组成 等压面。 等压面。
o
单位： 单位：Pa ⋅ s(帕.秒）
t1 Et = t2
以被测液体粘度相对于同温度下水的粘度之比值来 表示粘度的大小。 表示粘度的大小。
机械油的牌号是表示温度为50度时， 机械油的牌号是表示温度为 度时，该种油运动 度时 粘度以厘沲为单位的平均值。单位： 粘度以厘沲为单位的平均值。单位： 2 / s 沲 cm
液压系统基础知识
液压系统基础知识§1 工作介质——液压油液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起这润滑、冷却和防锈作用。
液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。
故此，合理的选用液压油也是很重要的。
一、工作介质的性质1、密度ρρ = m/V [kg/ m3]一般矿物油的密度为850~950kg/m32、重度γγ= G/V [N/ m3]一般矿物油的重度为8400~9500N/m3因G = mg 所以γ= G/V=ρg3、液体的可压缩性当液体受压力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 /β4、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。
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。
粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。
二、对工作介质的要求液压油是液压传动系统的重要组成部分，是用来传递能量的工作介质。
除了传递能量外，它还起着润滑运动部件和保护金属不被锈蚀的作用。
液压油的质量及其各种性能将直接影响液压系统的工作。
从液压系统使用油液的要求来看，有下面几点：1.适宜的粘度和良好的粘温性能。
2.应具有良好的润滑性能。
为了改善液压油的润滑性能，可加入添加剂以增加其润滑性能。
3.良好的化学稳定性，即对热、氧化、水解、相容都具有良好的稳定性。
4.对液压装置及相对运动的元件具有良好的润滑性5.对金属材料具有防锈性和防腐性6.抗泡沫性好，抗乳化性好7.油液纯净，含杂质量少8.流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气内燃，但油本身不燃烧的温度)和燃点高三、工作介质的分类及选用1、分类普通液压油专用液压油1)、石油基液压油抗磨液压油高粘度指数液压油合成液压油——磷酸酯液压油2)、难燃液压油水——乙二醇液压油含水液压油油包税乳化液乳化液水包油乳化油3)乳化液乳化液属抗燃液压油，它由水、基础油和各种添加剂组成。
液压传动知识点
液压传动知识点一、液压传动：以液压油作为工作介质，利用液体的压力能实现能量传递。
二液压传动的工作特性1）力的传递按照帕斯卡原理进行。
（2）液压传动中压力取决于负载。
（3）负载的运动速度取决于流量。
（4）液压传动中的能量参数：压力P流量Q1)力的传递按照帕斯卡原理进行。
小活塞底面单位面积上的压力为：P1=F/A1大活塞底面上的压力为:P1=W/A2根据流体力学中的帕斯卡原理，平衡液体内某一点的压力等值地传递到液体各点，因此有:P=P1=P1=F/A1=W/A22)液压传动中压力取决于负载只有大活塞上有了重物W（负载），小活塞上才能施加上作用力F，并使液体受到压力，所以负载是第一性的，压力是第二性的。
即有了负载，并且作用力足够大，液体才受到压力，压力的大小取决于负载。
3)负载的运动速度取决于流量液压传动中传递运动时，速度传递按照容积变化相等的原则进行。
A1·L1=A2·L2 V1=L1/t V2=L2/t A1·V1=A2·V2=QQ 为流量，负载（重物）的运动速度取决于进入大液压缸的流量Q 。
三，液压系统组成1、动力元件—泵（机械能——压力能）把原动机的机械能转换成液体压力能的转换元件2、执行元件—缸、马达（压力能——机械能）把液体的液压能转换成机械能的转换元件3、控制元件—阀（控制方向、压力及流量）对液压系统中油液的压力、流量或流动方向进行控制或调节的元件4、辅助元件—油箱、油管、滤油器、压力表在系统中起储存油液、连接、滤油、测量等作用四，液压传动的优缺点优点：1.在同等输出功率下，液压传动装置的体积小，重量轻，结构紧凑。
2.液压装置工作比较平稳。
3.液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达1：2000），且调速性能好。
4.液压传动容易实现自动化。
5.液压装置易于实现过载保护。
液压元件能自行润滑，寿命较长。
6.液压元件已实现标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。
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
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序号 2 日期2008.9.16 班级数控0701/05 课题 1.1液压传动工作介质
重点与难点重点： 1液压传动工作介质的性质
2对液压传动工作介质的要求
教师魏志强2008 年8 月27日一引入
复习：（5分钟）
1液压传动系统的工作原理
2液压传动系统的组成
二正课
1液压传动工作介质
1.1液压传动工作介质的性质
密度ρ：单位体积液体的质量
式中 m：液体的质量(kg)；
V：液体的体积（m3）；
ρ=900 kg/ m3
可压缩性：
液体受压力作用而发生体积变化的性质。
可用体积压缩系数κ或体积弹性模量K表示
体积压缩系数κ：= - ▽V/▽pV0
体积弹性模量K = 1 /β
式中 V：液体加压前的体积（m3）；
△V：加压后液体体积变化量（m3）；
△p：液体压力变化量（N/ m2）；
液体的粘性：液体在流动时产生内摩擦力的特性静止液体则不显示粘性
液体的粘度：液体粘性的大小可用粘度来衡量。
粘度是液体的根本特性，也是选择液压油的最重要指标
常用的粘度有三种不同单位：即动力粘度、运动粘度和相对粘度
二、对液压传动工作介质的要求
液压油是液压传动系统的重要组成部分，是用来传递能量的工作介质。
除了传递能量外，它还起着润滑运动部件和保护金属不被锈蚀的作用。
液压油的质量及其各种性能将直接影响液压系统的工作。
从液压系统使用油液的要求来看，有下面几点：
1.适宜的粘度和良好的粘温性能一般液压系统所用的液压油其粘度范围为：
ν=11.5×10-6～35.3×10-6m2/s(2～5°E50)
2.润滑性能好在液压传动机械设备中，除液压元件外，其他一些有相对滑动的零件也要用液压油来润滑，因此，液压油应具有良好的润滑性能。
为了改善液压油的润滑性能，可加入添加剂以增加其润滑性能。
3.良好的化学稳定性即对热、氧化、水解、相容都具有良好的稳定性。
4.对液压装置及相对运动的元件具有良好的润滑性
5.对金属材料具有防锈性和防腐性
6.比热、热传导率大，热膨胀系数小
7.抗泡沫性好，抗乳化性好
8.油液纯净，含杂质量少
9.流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气内燃，但油本身不燃烧的温度)和燃点高此外，对油液的无毒性、价格便宜等，也应根据不同的情况有所要求。
三、工作介质的分类及选用
1、分类
普通液压油
专用液压油
1、石油基液压油
抗磨液压油
高粘度指数液压油
石油基液压油是以石油地精炼物未基础，加入抗氧化或抗磨剂等混合而成的液压油，不同性能、不同品种、不同精度则加入不同的添加剂。
合成液压油——磷酸酯液压油
2、难燃液压油水——乙二醇液压油
含水液压油油包税乳化液
乳化液
水包油乳化油
1)石油基液压油这种液压油是以石油的精炼物为基础，加入各种为改进性
能的添加剂而成。
添加剂有抗氧添加剂、油性添加剂、抗磨添加剂等。
不同工作条件要求具有不同性能的液压油，不同品种的液压油是由于精制程度不同和加入不同的添加剂而成。
2)成添加剂磷酸脂液压油是难燃液压油之一。
它的使用范围宽，可达-54~135℃。
抗燃性好，氧化安定性和润滑性都很好。
缺点是与多种密封材料的相容性很差，有一定的毒性。
3)—乙二醇液压油这种液体由水、乙二醇和添加剂组成，而蒸馏水占35％~55％，因而抗燃性好。
这种液体的凝固点低，达-50℃，粘度指数高（130~170），为牛顿流体。
缺点是能使油漆涂料变软。
但对一般密封材料无影响。
4)乳化液乳化液属抗燃液压油，它由水、基础油和各种添加剂组成。
分水包油乳化液和油包水乳化液，前者含水量达90％~95％，后者含水量大40％。
2、选用
正确而合理地选用液压油，乃是保证液压设备高效率正常运转的前提。
选用液压油时，可根据液压元件生产厂样本和说明书所推荐的品种号数来选用液压油，或者根据液压系统的工作压力、工作温度、液压元件种类及经济性等因素全面考虑，一般是先确定适用的粘度范围，再选择合适的液压油品种。
同时还要考虑液压系统工作条件的特殊要求，如在寒冷地区工作的系统则要求油的粘度指数高、低温流动性好、凝固点低；伺服系统则要求油质纯、压缩性小；高压系统则要求油液抗磨性好。
在选用液压油时，粘度是一个重要的参数。
粘度的高低将影响运动部件的润滑、缝隙的泄漏以及流动时的压力损失、系统的发热温升等。
所以，在环境温度较高，工作压力高或运动速度较低时，为减少泄漏，应选用粘度较高的液压油，否则相反。
液压油的牌号(即数字)表示在40℃下油液运动粘度的平均值(单位为cSt)。
原名内为过去的牌号，其中的数字表示在50℃时油液运动粘度的平均值。
但是总的来说，应尽量选用较好的液压油，虽然初始成本要高些，但由于优质油使用寿命长，对元件损害小，所以从整个使用周期看，其经济性要比选用劣质油好些。
表2-3
常见液压油系列品种
四、液压油的污染与防护
液压油是否清洁，不仅影响液压系统的工作性能和液压元件的使用寿命，而且直接关系到液压系统是否能正常工作。
液压系统多数故障与液压油受到污染有关，因此控制液压油的污染是十分重要的。
1.液压油被污染的原因液压油被污染的原因主要有以下几方面：
(1)液压系统的管道及液压元件内的型砂、切屑、磨料、焊渣、锈片、灰尘等污垢在系统使用前冲洗时未被洗干净，在液压系统工作时，这些污垢就进入到液压油里。
(2)外界的灰尘、砂粒等，在液压系统工作过程中通过往复伸缩的活塞杆，流回油箱的漏油等进入液压油里。
另外在检修时，稍不注意也会使灰尘、棉绒等进入液压油里。
(3)液压系统本身也不断地产生污垢，而直接进入液压油里，如金属和密封材料的磨损颗粒，过滤材料脱落的颗粒或纤维及油液因油温升高氧化变质而生成的胶状物等。
2.油液污染的危害
液压油污染严重时，直接影响液压系统的工作性能，使液压系统经常发生故障，使液压元件寿命缩短。
造成这些危害的原因主要是污垢中的颗粒。
对于液压元件来说，由于这些固体颗粒进入到元件里，会使元件的滑动部分磨损加剧，并可能堵塞液压元件里的节流孔、阻尼孔，或使阀芯卡死，从而造成液压系统的故障。
水分和空气的混入使液压油的润滑能力降低并使它加速氧化变质，产生气蚀，使液压元件加速腐蚀，使液压系统出现振动、爬行等。
3.防止污染的措施
造成液压油污染的原因多而复杂，液压油自身又在不断地产生脏物，因此要彻底解决液压油的污染问题是很困难的。
为了延长液压元件的寿命，保证液压系统可靠地工作，将液压油的污染度控制在某一限度以内是较为切实可行的办法。
对液压油的污染控制工作主要是从两个方面着手：一是防止污染物侵入液压系统；二是把已经侵入的污染物从系统中清楚出去。
污染控制要贯穿于整个液压装置的设计、制造、安装、使用、维护和修理等各个阶段。
为防止油液污染，在实际工作中应采取如下措施：
(1)使液压油在使用前保持清洁。
液压油在运输和保管过程中都会受到外界污染，新买
来的液压油看上去很清洁，其实很“脏”，必须将其静放数天后经过滤加入液压系统中使用。
(2)使液压系统在装配后、运转前保持清洁。
液压元件在加工和装配过程中必须清洗干净，液压系统在装配后、运转前应彻底进行清洗，最好用系统工作中使用的油液清洗，清洗时油箱除通气孔(加防尘罩)外必须全部密封，密封件不可有飞边、毛刺。
(3)使液压油在工作中保持清洁。
液压油在工作过程中会受到环境污染，因此应尽量防止工作中空气和水分的侵入，为完全消除水、气和污染物的侵入，采用密封油箱，通气孔上加空气滤清器，防止尘土、磨料和冷却液侵入，经常检查并定期更换密封件和蓄能器中的胶囊。
(4)采用合适的滤油器。
这是控制液压油污染的重要手段。
应根据设备的要求，在液压系统中选用不同的过滤方式，不同的精度和不同的结构的滤油器，并要定期检查和清洗滤油器和油箱。
(5)定期更换液压油。
更换新油前，油箱必须先清洗一次，系统较脏时，可用煤油清洗，排尽后注入新油。
(6)控制液压油的工作温度。
液压油的工作温度过高对液压装置不利，液压油本身也会加速化变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限，一般液压系统的工作温度最好控制在65℃以下，机床液压系统则应控制在55℃以下。