液压传动第1章_绪论

粘度 40℃时粘度 40℃时粘度 粘度 40℃时粘度 40℃时粘度
等级
平均值
范围
等级
平均值
范围
VG10 VG15 VG22 VG32
10
9.00~11.0 VG46
46
15
13.5~16. 5 VG68
68
22
19.8~24.2 VG100
100
32
28.8~35.2
41.4~50.6 61.2~74.8 90.0~110
t2之比。
1.5 液压传动工作介质的性质和选择
1.5.2 液压工作介质的性质
三、粘性
3）粘度与温度的关系
温度变化使液体内聚力发生变化，因此液体的粘度对温度的变 化十分敏感：温度升高，粘度下降。这一特性称为液体的粘－ 温特性。粘－温特性常用粘度指数VI来度量。VI表示该液体的 粘度随温度变化的程度与标准液的粘度变化程度之比。通常在 各种工作介质的质量指标中都给出粘度指数。粘度指数高，说 明粘度随温度变化小，其粘－温特性好 。
主要内容 本章重点
第1章 绪论
1. 液压传动的基本概念 2. 液压传动的工作原理和组成 3. 液压传动的特点 4. 液压传动的概况 5. 液压系统图的图形符号 6. 液压工作介质的性质和选择
1. 简单液压传动系统的工作原理分析 2. 粘度计算
第1章 绪论 机器设备的组成：
控制部分
原动机
传动部分
工作机构
1.3 液压传动的概况
液压系统的应用
1.3 液压传动的概况
液压系统的应用-注塑机
1.3 液压传动的概况
液压系统的发展
第一阶段：液压传动从17世纪帕斯卡提出静压传递原理、1795 年世界上第一台水压机诞生，已有200多年的历史，但由于没 有成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下，发 展缓 慢，几乎停滞。 第二阶段：20世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产 液压元件，并首先应用于机床。 第三阶段：20世纪50、60、70年代，工艺水平有了很大提高， 液压与气动技术也迅速发展，渗透到国民经济的各个领域。 第四阶段：20世纪80年代初期引进美国、日本、德国的先进技 术和设备，使我国的液压技术水平有了很大的提高。 总之：从蓝天到水下，军用到民用，从重工业到轻工业，到处 都有流体传动与控制技术的应用。
1.5 液压传动工作介质的性质和选择
1.5.2 液压工作介质的性质
③相对粘度。相对粘度是根据特定测量条件制定的，故又称条 件粘度。测量条件不同，采用的相对粘度单位也不同。如恩氏 粘度˚E（中国、德国）、通用塞氏秒SUS（美国、英国）、商用 雷氏秒R1S（英、美等国）和巴氏度˚B（法国）等 。
恩氏粘度˚E：200mL温度 为T的被测液体,流经恩氏 粘度计小孔（φ2.8mm） 所用时间t1，与同体积20 度的水通过小孔所用时间
为将重物从举高的位 置放下，系统中专门 设置了截止阀5（放 油螺塞）。
1.1.1 液压传动系统的工作原理
机床的工作台往复运动液压传动系统的工作原理
1. 启动系统 将开停（换向）阀9的开停手柄向左搬（图 d）。电动机带动液压泵4空载起动。 2. 往复运动(调速) 工作台向右、向左运动及工作台停止运动 的实现。 值得注意的是：液压泵的输出压力油的最 大压力由溢流阀7调节；工作压力有工作台 的负载决定；液压缸的速度由节流阀调节 流入液压缸的流量来实现。 3. 系统停止 先停止工作台的运动，然后将开停（换向） 阀9的开停手柄向左搬（图d）。停止电动 机。
5）液压传动系统操作简单，调整控制方便，易于实现自动化；
6）液压传动系统便于实现过载保护，使用安全、可靠，不会因 过载而造成元件损坏；
7）液压元件已实现了标准化、系列化和通用化。
1.2 液压传动的特点
液压传动的缺点
1)工作介质的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准 确性； 2)工作介质对温度的变化比较敏感； 3)液压传动系统工作过程中的能量损失 ( 泄漏损失、溢流损失、 节流损失、摩擦损失等) 较大； 4)为减少泄漏，液压元件的制造和装配精度要求较高； 5)系统出现了故障时，不易查找原因。
1.5 液压传动工作介质的性质和选择
1.5.1 液压工作介质的种类
1.5 液压传动工作介质的性质和选择
1.5.1 液压工作介质的种类
一、种类
石油基液压油、合成液体、乳化液(水包油/油包水)
二、石油基液压油
石油基液压油是以精炼后的机械油为基料，按需要加入适当的 添加剂而制成。
三、石油基液压油中使用的添加剂
动力粘度计算内摩擦力举例：
例1-1，图示一液压缸，内径D=12cm，活 塞直径d=11.96cm。活塞宽度L=14cm，油 液动力粘度μ=0.065pa.s，活塞回程要求的 稳定速度为v=0.5m/s，试求不计油液压力
时，拉回活塞所需的力F等于多少。 解：分析可知拉回活塞所需的力F等于拉 回活塞时受到的液体内摩擦力Ff。即：
在静止液体中，速度梯 度du/dy=0，故其内摩擦 力为零，因此静止液体 不呈现粘性，液体只在 流动时才显示其粘性。
y
O
x
图1-6 液体粘性示意图
h
1.5 液压传动工作介质的性质和选择
1.5.2 液压工作介质的性质
三、粘性
2）粘性的度量。度量粘性大小的物理量称为粘度。常用的粘度 有三种，即动力粘度μ 、运动粘度v 、相对粘度 。
1.1.1 液压传动系统的工作原理
由以上两个液压系统的工作原理可以用如下流程图来表示：
F, v
原动机
液压泵
T,n
p,q
节流阀 溢流阀 p,q
液压缸
F, v T,n
工作台 重物
液压工作介质（液压油液）
液压传动的工作原理：通过液压泵将机械能（F、v或T、
n）转换为液体的压力能(具有一定压力p和流量q的液体)，通过 控制调节元件对液体的压力能（压力p、流量q）进行调节，最 后由液压缸将压力能转换为机械能（F、v或T、n），去推动负 载工作台或重物。
动力装置：机械能→液压能，典型液压元件：液压泵； 执行元件：液压能→机械能，典型液压元件：液压缸，液压马 达；
控制调节元件：控制工作介质的流动压力、流量及方向，从而 控制执行元件的力(力矩) 、运动速度及运动方向；这些元件的 不同组合形成了不同功能的液压系统。
压力控制元件：溢流阀 ，减压阀，顺序阀 典型液压元件 流量控制元件：节流阀 ，调速阀
一般要求工作介质的粘度指数应在90以上，优异在100以上。 当液压系统的工作温度范围较大时，应选用粘度指数高的介 质。
1.5 液压传动工作介质的性质和选择
1.5.2 液压工作介质的性质
三、粘性
3）粘度与压力、气泡的关系
➢压力增大时，液体分子间距离缩小，内聚力增加，粘度也会 有所变大。但是这种影响在低压时并不明显，可以忽略不计； 当压力大于50MPa时，其影响才趋于显著。
1.5.3 液压工作介质的要求
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 通用性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）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； 9）相容性 对金属、密封件、橡胶软管、涂料等有良好的相容性； 10）阻燃性 燃点高，挥发性小，最好具有阻燃性； 11）其他 对工作介质的其他要求还有；无毒性和臭味；比热容和热导率要 大；体胀系数要小等。
1.4 液压传动的图形符号表示
关于图形符号的几点说明：
1 ） GB/T786.1-2001 规 定 了 液压元件图形符号。液压系 统原理图采用图形符号绘制。 2）在液压系统原理图中， 图形符号只表示液压元件的 种类，不表示元件的实际安 装位置，即性能种类。 3）对于具有特殊性能的非 标准液压元件,允许用半结构 图表示其结构特征。
方向控制元件：单向阀 ，换向阀
辅助元件：如油箱、过滤器、油管等，它们对保证系统正常工 作有重要作用。
1.2 液压传动的特点
液压传动的优点
1 ） 液压传动能输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位传动 ，这是其它传动方式所不能比的突出优点； 2）液压传动能在大范围内很方便地实现无级调速 ( 调速比范围 可达2000 )，且可在系统运行过程中调速； 3）在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧 凑； 4）液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件 换向时无换向冲击；
➢气泡对粘度的影响 液体中混入直径为0.25～0.5mm悬浮状态 气泡时，对液体的粘度有一定影响，其值可按下式计算：
式中
vb=v0(1+0.015b)
b—混入空气的体积分数； vb—混入b空气时液体的运动粘度，单位为m2/s； v0 —不含空气时液体的运动粘度，单位为m2/s 。
1.5 液压传动工作介质的性质和选择
1.5 液压传动工作介质的性质和选择
1.5.2 液压工作介质的性质
② 运动粘度v。液体动力粘度与其密度之比称为该液体的运动 粘度v，即v = μ/ρ。
国际标准化组织ISO已规定统一采用运动粘度来表示油的粘度。
在我国法定计量单位制及SI制中，运动粘度v的单位是m2/s（米2/秒）。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ISO按运动粘度 值对油液的粘度等级（VG）进行划分，见下表。
F
Ff
A du
dy

0.065

0.0528

0.5 2 10 4
8.57 N
u 0.065Pa s, du 0.5m / s 0 0.5m / s dy (D d ) / 2 (12 11.96) / 2 0.02cm 2104 m