《液压传动》液压工作介质
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》第2版_课后思考题和习题解答
思考题和习题解1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。
按照其工作原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器内液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。
1.2 什么叫液压传动？液压传动所用的工作介质是什么？答：利用液体的压力能来传递动力的的传动方式被称之为液压传动。
液压传动所用的工作介质是液体。
1.3 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是液压系统的动力源。
（2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构的工作要求。
（3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。
（4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。
它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。
（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。
1.4 液压传动的主要优缺点是什么？答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。
（2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行。
（3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。
（4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。
（5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作。
《液压传动》复习题(F)
《液压传动》复习题第一章一、填空题1、液压传动是用作为工作介质，利用它不可压缩的性质，来实现转换的。
2、每单位面积上所受的作用力，称为，工厂中常称为压力。
3、液体传递原理，或称做“帕斯卡”原理，即密封容器里的液体，当一处受到压力作用时，这个压力将通过液体传到各个连通容器内，并且其压力值到处。
4、液压传动系统中常常碰到的一个基本概念是：液压系统中的工作压力决定于，而液压泵必须在额定以下工作。
5、液压传动系统中压力可分为、、、和超高压五个等级，低压是指系统压力低于公斤/厘米2。
6、单位时间内进出液压缸或通过管道的液体的体积称为，常用单位是厘米3/秒或升/分。
7、液压传动的一个重要概念是：进出液压缸的流量等于液压缸面积乘以活塞运动速度，所以当液压缸面积一定时，液压缸（或活塞）的运动速度决定于进入液压缸的。
8、由于液体不可压缩，在压力作用下液体中间也不可能有空隙，所以液体流经管道每一截面的流量应相等，因而进入管道一端和自管道另一端流出的液体的流量相等，这就是液体流动原理。
9、液体在管道中流动会产生阻力，这种阻力称为液阻。
液阻会造成压力损失。
压力损失有两种：一种叫沿程损失，一种叫。
10、根据液体流动的连续性原理，液压系统中在同一通道中任一截面的流量相同，各截面的平均流速随截面的不同而改变。
截面积小，平均流速，截面积大，平均流速。
11、在液压传动系统中，液压泵将电动机的转变为油的液压能。
液压缸和活塞又将油的液压能转变为工作机构运动的机械能，而油则是用来传递动力的工作介质。
12、液压传动系统一般由、、、四个部分组成。
二、判断题1、液压传动是用油液作为工作介质，利用它不可压缩的性质，来实现能量转换的。
（）2、在液压传动系统中，传递运动和动力的工作介质可用汽油和煤油。
（）3、在液压系统中，管道越长，流速越快，损失就越大，相反，管道越短，损失就越小。
（）4、液压系统中，所有泄漏都是油液从高压向低压处流动造成的。
（）5、液压缸是动力元件，泵是执行元件。
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
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
《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。
液压传动复习题
液压传动复习题1.液压传动是以液体为工作介质，通过驱动装置将原动机的机械能转换为液体的压力能，然后通过管道、液压控制及调节装置等，借助执行装置，将液体的压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动。
2.液压系统的组成部分：(1)能源装置（液压泵） 是将原动机输出的机械能转换成液体压力能的元件。
其作用是向液压系统提供压力油，液压泵是液压系统的心脏。
(2)执行装置 把液压能转换成机械能以驱动工作机构的元件，执行元件包括液压缸和液压马达。
(3)控制装置 包括压力、方向、流量控制阀，是对系统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件(4)辅助装置 上述三个组成部分以外的其他元件，如管道、管接头、油箱、过滤器等。
(5)工作介质 传递能量的流体，即液压油。
液压传动的组成部分：能源装置（液压泵） 执行装置 控制装置 辅助装置3.图形符号表示元件的功能，而不表示元件的具体结构和参数；反映各元件在油路连接上的相互关系，不反映其空间安装位置；只反映静止位置或初始位置的工作状态，不反映其过渡过程；元件符号内油液流动方向用箭头表示，线段两端都有箭头的，表示流动方向可逆。
17.气穴现象：在液压系统中，当流动液体某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会有利出来，是液体中产生大量气泡，这种现象称为气穴现象。
气穴多发生在阀口和液压泵的进口处。
18.液压冲击：在液压系统中，当极快地换向或关闭液压回路时，致使液流速度急速地改变(变向或停止)，由于流动液体的惯性或运动部件的惯性，会使系统内的压力发生突然升高或降低，这种现象称为液压冲击。
19.工作压力:泵/马达实际工作时的输出压力。
额定压力:泵/马达在正常工作条件下,按试验标准规定能连续运转的最高压力。
排量(V):液压泵/马达每转一转,由其密封容积几何尺寸变化计算而得到的排出/吸入液体的体积,即在无泄漏的情况下,液压泵/马达每转一转所能排出/吸入的液体体积。
几何流量(qt):在不考虑泄漏的情况下,泵/马达在单位时间内排出/吸入液体的体积,其值等于排量(V)与转速(n)的乘积,与工作压力无关,即Vn q t =额定流量(qn):泵/马达在正常工作中,按试验标准规定必须保证的流量，亦即在额定转速和额定压力下由泵输出（或输入到马达中去）的流量。
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。
液压传动所用的工作介质为液压油或其他合成液体.1doc说课讲解
液压传动所用的工作介质为液压油或其他合成液体.1d o c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。
机械基础 (液压传动)
液压传动
二节
液压传动的基本参数及应用
一、液压传动的两个基本参数——压力和流量 1、压力（213页） 2、流量 （214页）
图17-4 静止液体内部的压力
液压传动
第二节
液压传动的基本参数及应用
二、压力损失和流量损失 （214页） 三、液压油
1.液压油的可压缩性和粘性 油液是液压传动系统中最常用的工作介质，同时也是液 压元件的润滑剂。油液的主要性质有密度、可压缩和粘性等。 液体受压力的作用后，其体积缩小的性质成为可压缩性。 一般情况下，在液压传动常用的压力范围内，液压油的可压 缩性对液压系统影响不大，可以忽略不计。 液体在受外力作用下流动时，液体分子之间的内聚力会 阻碍分子间的相对运动而产生内摩擦力，这一特性称为液体 的粘性。粘性的大小可以用粘度来表示。粘度大，内摩擦力 就大，液体就不易流动。油液的粘度是其最重要的特性之一， 也是用来选择液压油的主要依据。油液的粘度是随温度变化 而变化的。
液压传动
第一节
常用液压元件
2)径向不平衡力：径向不平衡作用力，使齿轮和轴承承 受载荷。当径向不平衡力很大时，会使轴弯曲变形，导致齿 顶与壳体内表面接触摩擦，产生磨损。同时也会加速轴承的 磨损，降低轴承的寿命。 为减小径向不平衡力的影响，通常采取缩小压油口同时 适当增大径向间隙的方法。 3)泄漏：齿轮泵在工作时，即存在轴向间隙、径向间隙 和啮合处间隙，这会使液压油从压油腔泄漏。端面轴向间隙 是主要泄漏渠道。泵的压力越高，间隙泄漏就会越大。为减 小泄漏，通常采用端面间隙自动补偿装置来减小端面轴向间 隙泄漏。
液压传动
第一节
液压传动的基本知识
2液压油的性能要求 ①合适的粘度和良好的粘温性能；②良好的润滑性能； ③纯度高、杂质少；④良好的抗泡性和空气释放性；⑤良好 的抗氧化性、抗磨性和防腐防锈性；⑥对金属及密封材料有 良好的相容性；⑦闪点和燃点高，流动点和凝点低；⑧同时 还应对人体无害、对环境污染小、价格便宜、寿命长。 3液压油的选用 正确选用液压油对提高液压系统的工作性能及可靠性， 以及延长系统使用寿命都是十分重要的。在选用液压油时， 一般根据液压系统的使用性能和工作环境等因素确定液压油 的品种及其合适的粘度。
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。
液压传动基础知识
液压传动基础知识1.液压传动的工作原理液压传动是以油液作为工作介质，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠油液内部的压力来传递动力。
2.液压系统的主要组成(1)驱动元件指液压泵，它可以将机械能转换为液压能。
(2)执行元件指液压缸或液压马达，它是将液压能转换为机械能并分别输出直线运动和旋转运动。
(3)辅助元件辅助元件有管路与管接头、油箱、过滤器和密封件等，分别起输送、贮存液体，对液体进行过滤、密封等作用。
(4)控制和调节元件指各种阀，如压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等，用以控制液压传动系统所需的力、速度、方向等。
(5)工作介质如液压油等。
3.液压传动的特点及应用(1)优点1)易获得很大的力或力矩，并易于控制。
2)在输出同等功率下，采用液压传动具有体积小、重量轻、惯性小、动作灵敏、便于实现频繁换向等优点。
3)便于布局，操纵力较小。
(2)缺点1)由于液压传动本身的特性，易产生局部渗漏而造成能量损失较大，致使系统效率降低。
2)液压传动故障点不易查找。
(3)应用液压传动被广泛采用于冶金设备、矿山机械、钻探机械、起重运输机械、建筑机械、航空等领域中。
4.液压油的物理性质(1)密度单位体积的油液所具有的质量称为密度。
(2)重度单位体积的油液所具有的重量称为重度。
(3)粘度流体、半流体或半固体状物质抵抗流动的体积特性，它表示上述物质在受外力作用而流动时，分子间所呈现的内摩擦或流动内阻力。
(4)压缩性一般情况下油液的可压缩性可忽略不计。
5.液压油的选用选用液压油时，首先要考虑液压系统的工作条件，同时参照液压元件的技术性能选择液压油。
选择液压油时主要是确定合适的粘度，并考虑以下几点：1)液压系统的工作条件，如工作压力。
2)液压系统的环境条件，如系统油温与环境温度。
3)系统中工作机构的速度，如油液流速对传动效率及液压元件功能的影响。
6.静止液体的性质式中 Q 一一进入液压缸的流量Ci?/s);(1)液体的静压力液体在静止状态下单位面积上所受到的作用力，即p=F∕A(1-6)式中p ——液体的静压力(N∕ι112);F ——作用力(N);A ——有效作用面积(in?)。
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。
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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）。
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3．粘温特性 (Viscosity-temperature characteristics)
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二．粘性和粘度
流体分子间的内聚力(引力)阻止分子间的相对运动而产 生内摩擦力的特性称流体的粘性。粘度是对流体阻力 ( 内摩 擦力)的度量，即粘滞程度的定量表示。 牛顿粘性定律－粘度表达式 du
F A
或者
ห้องสมุดไป่ตู้
F du ( Pa) A dy
dy
式中 A —— 相对运动层面积，㎡ ; F —— 相对运动层内摩擦力，N —— 液体内部切应力(单位面积上内摩擦力)，Pa=N/m2 du dy —— 速度梯度，(m/s)/m；u随y增大取“＋”号，反之取“－”号 —— 比例系数，称动力粘度，Pa.s
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4. 密封适应性(Seal compatibility)和材料的相容性 油液作用于密封弹性体时，对密封件尺寸和机械性能的影响程度和 适应性能，称油液的密封相适应性。良好的密封适应性意味着油液 对密封件尺寸和机械性能影响极小，对密封材料的适应范围广。 油液与它接触的金属、非金属及涂料之间不发生相互损坏和显 著影响性能的特性称为与材料的相容性。 5. 难燃性(Fire resistance property) 油液受高温热源或明火影响而不着火或难于着的能力，称难 燃烧性；它是用闪点(Flash point)和燃点(Fire point)描述的。 闪点和燃点以℃，表示。闪点高的油液难于燃烧。矿物基液 压油存在着火的危险。乳化液(Emulsion fluid)，水一乙二醇液压液 (Fluid water-glycol)和磷酸酯液压液(Fluid phosphate ester)等具有良好阻 燃性。
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五．液体中的气体对液体性能的影响
液体中所含气体体积的百分比，叫气体含量。
气体在液体中的存在式有两种：混合和溶解。 前者以气泡形式游离液体中，混入的气体使液体粘度变大和 体积弹性模量降低。
溶解在液体中的气体以分子状态均匀混合在液体中，对液体 的粘度和体积弹性模数无影响。
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气穴现象：
液压系统中某些局部位置的绝对压力可能低于大气压Pa而形成 真空状态，这时，这部分气体将迅速从液体中游离出来形成小 气泡。这种现象称为液体的气穴现象(Cavitation)。 如果液体压力下降较多时，使大量气体形成较大气泡，迅速从 液体中游离出来，称严重气穴。它使液压系统容积效率明显降 低，液体的有效体积模数显著减小，并产生振动和噪声。 这是因为，当分离出来的气泡随液体到高压区时，气体又将溶解 或液化，使气泡迅速破灭，产生局部液压冲击。 由于发生气穴而使元件表面腐蚀，称为气蚀(Cavitation erosion)。 气蚀现象会大大缩短液压元件的工作寿命，恶化系统的性能， 必须防止发生。
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第一节 液压油液的主要物理特性
一．密度(Density)和重度(Weight density)
密度(重度)定义为单位体积液体的质量(重度)
m /V
g
kg / m 3
G /V
N / m3
N / m3
其中m —— 体积为V的液体的质量，kg G —— 体积为V的液体的重量，N，G=mg g —— 重力加速度，g=9.81 V —— 液体的体积 上述的密度 或重度 为平均值，在液压传动理论分析中还是足够准确。 和 都随温度升高而减小和压力升高而变大，相反亦真，但变化甚小，可 视为常量。
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第二节 液压油化学特性及对液压油的要求
一、液压油液的有关化学特性(Chemical character)
1．防锈蚀性(Rust protection) 防锈蚀性是指油液阻止与其相接触的金属材料生锈和被腐蚀的能力。 液压油中不可避免地存在水和空气，水分子和空气中氧的作用会使金属材料 产生锈蚀。另外，液压油中其他化学添加剂发生氧化或水解反应后，产生地 腐蚀性物质也会使金属材料产生锈蚀。液压元件的锈蚀影响系统的正常工作 和寿命。 油液的腐蚀性可用酸值(Acidity)评价。中和1克油液中的酸性物质所需 的氢氧化钾(KOH)的毫克数称酸性。酸值高的油液腐蚀性强。提高油液防腐 蚀的能力的主要方法是添加防腐添加剂，它与金属表面形成牢固的吸附膜， 或使金属表面形成钝化膜，防止金属材料表面与腐蚀介质接触而起到防锈蚀 作用。常用添加剂有十二烯基丁二酸，二壬基萘磺酸钡等。
第二章 液压工作介质
第一节 液压油液的主要物理特性 第二节 液压油的化学特性及对液压油的一般要求 第三节 液压工作介质的类型 第四节 工作介质选择使用和维护 本章小结 思考题和习题
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第二章 液压工作介质
工作介质(Working medium)是液压系统不可缺少的组成部分， 其主要作用是完成能量转换和传递，除此之外，还有散热、防止 锈腐、减少磨损和摩擦、沉淀和分离不可溶污物等作用。 液压系统早期的工作介质主要是水，目前主要是矿物石油基 液压油，目前纯水和其他难燃(抗燃)液压液也在应用。工作介质 是液压系统的血液，对液压系统的性能、寿命和可靠性有着重要 影响，不同功能的液压系统对工作介质有不同的要求，这也是选 择工作介质的主要依据。 由于目前液压系统的工作介质主要是液压油(Hydraulic oil)， 故本章主要介绍液压油的基本知识。
1. HH液压油(HH Hydraulic oil) 不含任何添加剂的精炼矿物油。其他各种液压油都是在此基础上加入不 同添加剂(Addictive)调制而成的。它虽列入液压油的分类中，因其稳定性差， 易起泡等，不宜作为传动介质使用。
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2. HL液压油(HL Hydraulic Oil)
这是普遍液压油，俗称机械油(Machine Oil)；其中H表示液压系统用的 工作介质，L表示润滑剂和有关产品；有HL10,15,22,32,45,100等规格。 数字序号表示该种产品在40℃的运动粘度（mm2/s），可用于低压液 压系统和机床主轴箱、齿轮箱润滑。
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5. 可压缩性(Compressibility)
液(气)体受压后体积变小的特性称液(气)体的可压缩性(Compressibility)。 在一般计算时，液体的可压缩性可不计，但对元件或系统作动态分析时则 不可忽略不计。液体受压，密度变大，体积变小(图2-4)
（a）初始状态
(b)终止状态
图2－4 液体可压缩性
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四、其他物理特性
1．剪切安定性(Shear stability)
在规定条件下，液压油(液)抵抗剪切作用保持其粘度和与粘度有关的性质 不变的能力。 2. 含水量(Water content)和含灰量(Ash content) 油液中含水重量的百分数，称含水量或水分；油液在规定条件下燃烧后所 得剩下残物重量百分数，称含灰量和灰分。两者的数量均是愈小愈好。
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2．氧化稳定性和热稳定性(Oxidation &Thermal stability)
氧化稳定性是指油液抵抗与含氧物质(如空气)起氧化反应而引起性 质发生永久变形的能力。 油液被氧化后可能形成固体沉淀物和胶状物和酸性物质，使元件发 生锈蚀、磨损而引起阻尼孔堵塞而诱发故障。良好的氧化稳定性可使油 液延长使用寿命。为提高氧化稳定性，通常加入抗氧化添加剂。抗氧化 添加剂有游离基抑制剂、过氧物质分解剂和金属钝化剂三种类型。 热稳定性是油液抵抗热作用而引起性质发生永久变形的能力。当油 液温度达到一定程度时，油液产生裂化或聚合作用，前者产生挥发性较 高的物质，后者而产生树脂物质，焦油甚至焦炭。油液工作温度较高时 热稳定性变差。一般情况下油液的温度都限制在50℃以下。
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2．粘度的表示方法和单位
（1）动力粘度(Dynamic viscosity)
为油液体种类和温度决定的比例系数，它表征液体粘度的内摩擦程度，
称动力粘度或绝对粘度(Absolute viscosity)
（2）运动粘度(Kinematic viscosity) 运动粘度为动力粘度 和密度ρ 的比值 (3) 相对粘度(Relation viscosity)
3. HM液压油(抗磨液压油，Anti wear oil)
该产品有HM15,22,32,46,68,100,150等七个品种，它是在HL的基础上添加 油性和极压抗磨剂、金属钝化剂等制成的。它广泛用于 各类低、中、 高压液压系统及中等负荷的机械润滑部位。