第一章液压传动的基础知识
左健民液压与气压传动第五版课后答案1-11章资料
液压与气压传动课后答案（左健民）第一章液压传动基础知识1-1液压油的体积为331810m -⨯，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。
解： 23-3m 16.1===8.9410kg/m v 1810ρ⨯⨯ 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -⨯，当压力升高后，其体积减少到3349.910m -⨯，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。
解： ''33343049.9105010110V V V m m ---∆=-=⨯-⨯=-⨯由0P K V V ∆=-∆知： 643070010110 1.45010k V p pa Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ⋅cm,试求其油液的动力粘度。
解：设外筒内壁液体速度为0u08 3.140.1/ 2.512/2fu n D m s m s F TA r rl πτπ==⨯⨯===由 dudy du dyτμτμ=⇒= 两边积分得0220.422()()22 3.140.20.0980.10.0510.512a a T l d D p s p s u πμ-⨯-⨯⨯∴===1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，20C ︒时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ︒，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ︒=== 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s Eν--=︒-⨯=⨯︒ 21.6810Pa s μνρ-==⨯⋅1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。
液压与气压传动课件第一章(共26张PPT)
单位：帕·秒 Pa ·S 1Pa ·S=10P(泊）
（2） 运动粘度
定义：动力粘度与其密度的比值 υ= μ/ρ
单位：m2/s =104cm2/s 1cm2/s =1St (斯） 1m2/s =104 St (斯）
液压油的牌号就是以这种油液在40°C时运动粘度的平均值来命名 的
° ° ° h①ξ=流ξ 线•v2:某/2g一瞬时液流△别P中=各用ξρ处v2质E/点220运、动状态E的50和一条条E曲10线0标记。
μ = （Ff /A）（ dy/ du）
定义：受压液体在变化单位压力时引起的液体体积的相对变化量
2010年3-6月 2008机械类专业
1）压力不要过低 2）正确设计结构参数
2010年3-6月 2008机械类专业
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控制体积从AB运动到A’B’时，机械能的变化量为：
ΔE=E2-E1
= EA’B + EBB’ - EAA’ - EA’B
= EBB’- EAA’
EBB’=1/2m2v22+m2gh2 EAA’= 1/2m1v12+m1gh1
ΔE=1/2m2v22+m2gh2 -1/2m1v12-m1gh1
3、危害：
1）产生振动和噪声
2）液压元件产生误动作，损坏设备。
4、防止措施：
1）减少油液动能 2）采取缓冲措施
3）选择动作灵敏响应较快的元件
2010年3-6月 2008机械类专业
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思考题
直径为d, 质量为m的活塞浸在充
满密闭容器的液体中，并在力F的作
x
用下，处于静止状态，若液体密度为
ρ，活塞浸入深度为h，试确定液体在
液压传动绪论..
如以τ表示液体的内摩擦切应力，即液层间单位面积上的内 摩擦力，则有
F du μ A dy
上式表达的是牛顿的液体内摩擦定律。在液体静止时， 由于du/dy=0，液体内摩擦力F为零，因此，静止的液体不呈 现黏性。
（1）动力黏度u
dy du
由此可知动力黏度的物理意义是：液体在单位速度梯度下 流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩 擦力。动力黏度μ又称绝对黏度。动力黏度的法定计量单位为 Pa· s（1 Pa· s=1 N· s/m2）。
1．对液压油的性能要求
① 适宜的黏度和良好的黏温特性； ② 润滑性能良好； ③ 热稳定性和氧化稳定性良好； ④ 防腐性、抗磨性和防锈性良好； ⑤ 质量纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性 酸碱等；
⑥ 抗乳化性良好（液压油乳化会降低其润滑性，使酸性
增加、使用寿命缩短）； ⑦ 在高温环境下具有较高的闪点，起防火作用；在低温
4．液体的可压缩性
液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压缩性。 可压缩性用体积压缩系数k表示，并定义为单位压力变化下的 液体体积的相对变化量。
1 V k p V
液体的压缩系数k的倒数称为液体的体积弹性模量，用K 表示。即
1 pV K k V
体积弹性模量K表示液体产生单位体积相对变化量时所需 要的压力增量。在使用中，可用K值来说明液体抵抗压缩能力 的大小。一般矿物油型液压油的体积弹性模量为K=（1.4~2） ×103 MPa。它的抗压缩性是钢的100~150倍，故一般可认为油 液是不可压缩的。
2．液压传动的缺点
① 液压系统中存在着油液泄漏，油液的可压缩性、油管的 变形等都会影响运动传递的准确性，故不宜用于对传动比要求 精确的场合。 ② 由于液压油对温度比较敏感，油温变化，容易引起工作 性能的改变，故液压传动系统不宜用于温度变化范围较大的场
液压传动基本知识
第一讲液压传动基础知识一、什么是液压传动？定义：利用密闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。
液压传动以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压缸（立柱、千斤顶）或液压马达中将液压能又转换为机械能。
二、液压传动系统由哪几部分组成？液压传动系统由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液体组成。
三、液压传动最基本的技术参数：1、压力：也叫压强，沿用物理学静压力的定义。
静压力：静止液体中单位承压面积上所受作用力的大小。
单位：工程单位kgf/cm 2法定单位：1MPa （兆帕）=106Pa （帕）1MPa （兆帕）~10kgf/ce2、流量：单位时间内流过管道某一截面的液体的体积。
单位：工程单位：L/min （升/分钟）法定单位：m 3/s四、职能符号：定义：在液压系统中，采用一定的图形符号来简便、清楚地表达各种元件和管道，这种图形符号称为职能符号。
作用：表达元件的作用、原理，用职能符号绘制的液压系统图简便直观；但不能反映元件的结构。
如图：过滤器 /VNX五、常用密封件：1.O 形圈：常用标记方法：公称外径（mm ）截面直径（mm ）2•挡圈（0形圈用）：3. 常用标记方法：挡圈ADXdXa千斤顶双向锁 截止阀安全阀A 型（切口式）；D 外径（mm ）；d 内径（mm ）；a 厚度（mm ）第二讲控制阀；液控单向阀；单向锁一、控制阀：1. 定义：在液压传动系统中，对传动液体的压力、流量或方向进行调节和控制的液压元件统称为控制阀。
2. 分类：根据阀在液压系统中的作用不同分为三类：压力控制阀：如安全阀、溢流阀流量控制阀：如节流阀方向控制阀：如操纵阀液控单向阀双向锁3. 对阀的基本要求：（1）工作压力和流量应与系统相适应；（2）动作准确，灵敏可靠，工作平稳，无冲击和振动现象；（3）密封性能好，泄漏量小；（4）结构简单，制作方便，通用性大。
二、液控单向阀结构与原理：1. 定义：在支架液压系统中用以闭锁液压缸中的液体，使之承载的控制元件为液控单向阀。
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
一液压传动基础知识PPT课件
v =μ/ρ
运动粘度的法定计量单位为m2/s，
常用mm2/s。
2.2 液压油
2. 液压油的粘性 3）相对粘度 工程上常采用另一种可用仪器直接测量的 粘度单位，即相对粘度。
又称条件粘度，根据测量仪器和条件不同， 有恩氏、赛氏、雷氏等粘度。
2.2 液压油 2. 液压油的粘性
2.3 液体静力学基础
三﹑压力的传递
帕斯卡(静压力传递) 原理 :
在密闭容器中，施 加于静止液体上的 压力将以等值同时 的传递到液体内各 点。
（2）压力对粘度的影响 (3)温度对粘度的影响
2.2 液压油
2. 液压油的粘性 液压油（液）牌号 标称粘度等级是用液压油（液）在40℃
时运动粘度中心值的近视值来表示，单 位为mm2/s，同时用来表示液压油（液） 的牌号。
2.2 液压油 二、液压油（液）的选用
1.液压油（液）的品种和代号 （1）液压油（液）的品种分类 矿物型和合成烃型液压油， 难燃型液压油， 还有一些专用液压油。
六、液压传动的缺点
1. 漏油的存在，会造成环境污染，降低 传动效率，加上油液的可压缩性，使得 液压传动不能保证严格的传动比。
2.液压传动对油温的变化比较敏感，使 得工作的稳定性受到影响，所以它不宜 在温度变化很大的环境条件下工作。
六、液压传动的缺点
3.液压元件制造精度要求较 高，加工安装较困难。
三、液压传动系统的组成
3.控制元件 是对系统中油液的压力、流量或
流动方向进行控制或调节的装置 (控制阀，如单向阀、换向阀、溢 流阀、节流阀等)。
三、液压传动系统的组成
4.辅助元件 包括上述三部分之外的其它装置，
(油箱、滤油器、油管、压力表等)。
液压传动基础知识.
第一章液压传动基础知识一、填空题1．液压传动是利用系统中的液体作为工作介质传递运动和动力的一种传动方式。
2．液压泵是利用密闭容积由小变大时，其内压力，密闭容积由大变小时，其内压力的原理而吸油和压油的。
3．液压系统由、、、和五部分组成。
4．液压泵是将原动机输入的转变为液体的的能量转换装置。
它的功用是向液压系统。
5．液压缸是将液体的压力能转变为的能量转换装置；液压马达是将液体的压力能转变为的能量转换装置。
6．各种液压阀用以控制液压系统中液体的、和等，以保证执行机构完成预定的工作运动。
7．辅助装置包括油箱、油管、管接头、过滤器、压力表和流量计等，它们分别起、、、和等作用。
8．目前液压技术正向着、、、、、及液压与相结合的方向发展。
9．液体流动时，的性质，称为液体的粘性。
10．液体粘性用粘度表示。
常用的粘度有、和。
11．液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值称为，用符号表示，其国际单位为，常用单位为，两种单位之间的关系是。
12．将mL被测液体在θ°C时由恩氏粘度计小孔中流出所用的时间t1与mL 蒸馏水在°C时由同一小孔中流出所用的时间t2之比，称为该被测液体在θ°C时的，用t2表示。
13．矿物油在15°C时的密度约为，水的密度为。
14．液体受压力作用而发生体积变化的性质，称为液体的。
在或时，应考虑液体的可压缩性。
15．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动件速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较的液压油；当工作压力低，环境温度低或运动件速度较快时，为了减小功率损失，宜采用粘度较的液压油。
16．液体为相对静止状态时，其单位面积上所受的法向压力，称为，用符号表示。
其国际单位为，常用单位为，工程单位为，它们之间的关系为。
17．液压系统的工作压力决定于。
18．在密闭系统中，由外力作用所产生的压力可，这就是静压力传递原理。
19．液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与的乘积。
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
液压传动基础知识1
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选择工作液体时要考虑的因素
考虑方面 内容 是否阻燃(闪点，燃点) 抑制噪声能力(空气溶解度，消泡性) 废液再生处理及环保要求 压力范围(润滑性，承载能力) 温度范围(粘度，粘 - 温特性，热稳定性，挥发度，低温流动 性) 转速(气蚀，对支承面侵润能力) 物理化学指标 对金属和密封件等的相容性 过滤能力、吸气情况、去垢能力 锈蚀性 抗氧化稳定性 剪切稳定性 价格及使用寿命 货源情况 维护、更换难易程度
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3)相对粘度(条件粘度)
采用特定粘度计在规定的条件下测量出来的粘度。 测量条件不同，各国所用相对粘度不同。中国、德国 和俄罗斯 等采用恩氏粘度。
将200 mL被测液体装入恩氏粘 度计中，在某一温度下，测出液 体经容器底部直径为2.8mm小孔 流尽所需的时间t1，与同体积的 蒸馏水在20℃时流过同一小孔所 需的时间t2的比值——被测液体 在该温度下的恩氏粘度。
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3)工作液体的污染控制
措施： (1)严格清洗元件和系统 液压元件在加工的每道工序后都应 净化，装配后再仔细清洗，以清除在加工和组装过程中残留的 污染物。系统在组装前，先清洗油箱和管道，组装后再进行全 面彻底的冲洗； (2)防止污染物从外界侵入 在贮存、搬运及加工的各个阶段 都应防止工作液体被污染。工作液体必须经过过滤器注入系统。 设计时可在油箱呼吸孔上装设空气滤清器或采用密封油箱，防 止运行时尘土、磨料和冷却物侵入系统。另外，在液压缸活塞 杆端应装防尘密封，并经常检查定期更换； (3)采用高性能的过滤器 这是控制工作液体污染度的重要手 段，它可使系统在工作中不断滤除内部产生的和外部侵入的污 染物。过滤器必须定期检查、清洗和更换滤芯；
5．良好的抗乳化性 矿物油与水接触时，抵抗它们生
成乳化液的能力 以矿物油为工作介质的液压系统中，当系统内进入水后， 在液压元件的剧烈搅动下，就与工作液体形成乳化液，使工 作液体变质，产生腐蚀性沉淀物，从而降低其润滑性、防锈 性和工作寿命；
液压传动的基础知识
式中 μ:称为动力粘度系数（Pa·s）
图1-4 液体粘性示意图
τ:单位面积上的摩擦力（即剪切应力） :速dd度uz 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
上的内摩擦力
法定计量单位 ：帕·秒（Pa·s）
运动粘度ν
定义：动力粘度μ与密度ρ之比
法定计量单位：m2/s 由于ν的单位中只有运动学要素，故称为运 动粘度。液压油的粘度等级就是以其40ºC 时运动粘度的某一平均值来表示，如LHM32液压油的粘度等级为32，则40ºC时 其运动粘度的平均值为32mm2/s
石油基液压油
合成液压油——磷酸酯液压油
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
1.1.2 液压油的主要物理性质
一、密度ρ：单位体积液体的质量
m V
式中 m：液体的质量(kg)；
V：液体的体积（m3）； ρ=900 kg/ m3
二、可压缩性：
可压缩性：液体受压力作用而发生体积变化的性质。
在重力作用下静止液体中的等压面是深度（与液面的距离）相同的水平面
2.2.3 静压力基本方程物理意义
p=p0+ρg(z0 - z)
p g
+
z=
p0 g
+
z0=C
Z:单位重量液体的位能,称位置水头 p :单位重量液体的压力能,称压力水头
g
物理意义:静止液体具有两种能量形式，即压力能与位能
。这两种能量形式可以相互转换，但其总和对液体中的每 一点都保持不变为恒值，因此静压力基本方程从本质上反 映了静止液体中的能量守恒关系.
积上所受的法向作用力
液压传动基础知识
液压传动基础知识 Revised by Jack on December 14,20201章液压传动基础知识1、液压油的密度随温度的上升而，随压力的提高而。
2、在液压系统中，通常认为液压油是不可被压缩的。
（）3、液体只有在流动时才会呈现出，静止液体是粘性的。
4、液体的黏度是指它在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的。
5、液压油压力增大时，粘度。
温度升高，粘度。
6、进入工作介质的固体污染物有四个主要根源，分别是、、和。
7、静止液体是指液体间没有相对运动，而与盛装液体的容器的运动状态无关。
8、液体的静压力具有哪两个重要的特性9、液体静压力的基本方程是p=p0+ρgh,它说明了什么（如何看待液体静压力基本方程）10、液体静压力基本方程所包含的物理意义是：静止液体中单位质量液体的和可以互相转换，但各点的总能量却保持不变，即。
11、液体中某点的绝对压力是,大气压为 Mpa，则该点的真空度为 Mpa，相对压力Mpa12、帕斯卡原理是在密闭容器中，施加于静止液体上的压力将同时传到各点。
13、液压系统中的压力是由决定的。
14、流量单位的换算关系：1m3/s=( )L/min A 60 B 600 C 6×104 D 100015、既无粘性又不可被压缩的液体称为。
16、液体流动时，若液体中任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化，则这种流动称为。
A 二维流动 B 时变流动 C 非定常流动 D 恒定流动17、单位时间内通过某通流截面的液体的体积称为。
A 流量B 排量C 流速D 质量18、在液压传动中，能量损失主要表现为损失。
A 质量B 泄露C 速度 D 压力19、压力损失主要有压力损失和压力损失两类。
液体在等直径管中流动时，产生压力损失；在变直径、弯管中流动时，产生压力损失。
20、液体在管道中流动时有两种流动状态，即和，前者力起主导作用；后者力起主导作用。
液体的流动状态可用来判别。
21、当小孔的通流长度l与孔径d之比l/d≤时称之为小孔。
液压传动基础
第一节 液压传动的结构与工作原理 第二节 液压传动基础知识 第三节 液压元件 第四节 液压基本回路
概念
利用具有压力能的液体为工作介质，传递 能量和动力的装置称为液压传动。
液压传动是以流体作为工作介质对能量进 行传动和控制的一种传动形式。
液压传动广泛运用于航空航天、运输机械、 工程机械、建筑机械以及塑料机械等等工 业设备。
燃烧时的温度)和燃点高； 对人体无害，成本低； 与产品和环境相容。
液压油牌号
中国液压油的牌号，以10-6m2/s为单位标号， 是在温度50℃时运动黏度的平均值。例如： 10号液压油就是指这种油在50℃时运动黏度 的平均值是10×10-6m2/s
冬季一般选10号 夏季一般选30号 中低压一般选20-40号 高压一般选温度升高而下 降明显。
一般而言，液压系统希望黏度随温度变化 越小越好。
黏度指数（VI）。黏度指数越高，黏度随 温度变化小，黏温性能好。油液的黏度指 数要求在90以上。
（二）油液的压缩性与膨胀性
p
V V0
1 V0
V P
P
bP —压缩系数，Pa-1； △V—液体受压缩前后的体积变化值，m3； V0 —液体受压缩前的体积， m3； △P—压力变化值，Pa。
Re为无因次数，表示液体流动时的惯性力与黏性阻力之比。
临界雷诺准数：层流与紊流的分界
向； 液压元件自动润滑，改善了零件的摩擦状态，延长
了使用寿命； 能自动防止过载，保证安全，避免发生事故。
缺点
1．接管不良造成油外泄，除了会污染工作场所外，还有引起火灾 的危险。
2．油温上升时，粘度降低，油温下降时，粘度升高，油的粘度发 生变化时，流量也会跟着改变，造成速度不稳定。
液压传动基础知识
无物理意义，但它却是工程实际分析中经常用到的物理量。
工程上用运动粘度来表示油的粘度等级。 我国生产液压油采用40℃时的运动粘度值（mm2/s）为其粘 度等级标号，即油的牌号。 例如牌号为L-HL32的液压油，就是指这种油在40℃时的运动 粘度平均值为32mm2/s。
第一节 液压油
（3）温度对粘度的影响
第一节 液压油
二、液压油的种类及选用
（1）种类 可燃型液压油(矿物油型、合成烃型)、 耐火型液压油(包括乳化型、水、水—乙二醇型及合成型) 专用液压油(航空用、舰船用、炮用及车辆制动用液压油等)
第一节 液压油
（2）选用
选用的液压油粘度过高，将使系统因摩擦力而引起的功率损失过大 (机械效率下降)；选择液压油的粘度过低，将使系统因泄漏而引起的 功率损失增大(容积效率下降)。
A 第一章 液压传动基础知识
三、伯努利方程
2、实际液体的伯努利方程
第三节 流体动力学
当紊流时取 ，1层流时取 2
p1
gh1
1 2
1v12
p2
gh2
1 2
2v22
pW
动动能能修修正正系系数数
单位体积液 体在两断面 间流动的能
量损失
在用平均流速代替实际 流速计算动能时，必然 会产生误差。为了修正 这个误差，需引入动能 修正系数α
第一节 液压油
2.闪火点
油温升高时，部分油会蒸发而与空气混合成油气，此油气所能点 火的最低温度称为闪火点，如继续加热，则会连续燃烧，此温度 称为燃烧点。
3.粘度
（1）粘性的物理意义
液体在外力作用下流动时，分 子间的内聚力要阻止分子间的 相对运动，因而产生一种内摩 擦力，这一特性称为液体的粘 性。
液压传动基础知识
温度 ↓→ 分子间内聚力 ↑→ 油液粘度↑→压力损失↑。
并且变化十分敏感，说明温度对粘度的影响很大。 油液的粘温特性： 油液粘度随温度变化的特性称为油的粘温特性。
②压力：
压力↑→ 分子间距↓ →分子间内聚力 ↑→ 油液粘度有所↑。 a.当压力较低时，压力变化对粘度影响较小，一般不考虑。 b.当压力很高时，压力变化对粘度影响较大。
3.压力的单位
1 Pa（帕） = 1 N/m2
1MPa （兆帕）= 106 Pa
压力单位及其它非法定计量单位的换算关系： 1at（工程大气压）=1kgf/cm2=9.8×104 Pa 1mH2O(米水柱)=9.8×103 Pa 1mmHg(毫米汞柱)=1.33×102 Pa 1bar(巴) = 105 Pa≈1.02kgf/cm2
1、酸值：中和1克油液所需 KOH 的毫克数。
2、热稳定性：自身裂化、聚合 。
3、氧化稳定性：与空气及其它氧化物进行化学反应的能力 4、相容性：油液与系统中各种密封材料、涂料等非金属材 料相互接触时抵抗化学反应的能力。如不起作用或很少起 作用则相容性好。
5、抗乳化性：油液中混入水并搅动成乳化液后，水从其中 分离出来的能力。
点组成的 面称等压面，显然在重力场中静止液体的等压面
为水平面。
P0
P0
⒉静压力基本方程的物理意义
P = P0 + ρg h = P0 + ρg ( z0 － z ) = P0 + ρg z0－ρg z
h1
P0 A Z0
h
B
Z1
Z
P0 + ρg z0 = P + ρg z
0
X(基准水平面)
或
Z: 单位重量液体相对于基准平面的位能， ∴ Z 称为比位能 （位臵水头）
液压传动基础知识
1.2.1 液压传动的工作原理及特征
特征一：力（或力矩）的传递是按照帕斯卡定律（静压传递定律）进行的。
p
F1 W A1 A2
压力取决于负载
压力的国际单位是帕斯卡（Pa）， 实际中常用兆帕（MPa）这一单 位，1MPa＝106Pa，另外在工程 中也常用单位巴（bar）， 1bar=1kgf/cm2≈0.1MPa，欧美国 家习惯使用psi（磅/平方英寸）作 单位，1psi=0.069bar =0.0069MPa。
1.传动方式的分类
◦ 原动机→传动机→工作机 ◦ 传动通常分为机械传动、电气传动和流体传动以及 它们的组合—复合传动等。 ◦ 机械传动—发展最早、目前应用最普遍的传动形式 ◦ 电气传动—在有交流电源的场合得到了广泛的应用
◦ 流体传动—液体传动（液压传动和液力传动）和气 体传动
• 以液体为工作介质进行能量传递和控制的传动方式 称为液体传动，它包括液压传动和液力传动。
1.3 液压传动的优缺点及应用
2.液压传动的主要缺点
◦ 1）液压传动不可避免地存在泄漏，同时，液 体又不是绝对不可压缩的，因此不宜在传动比 要求严格的场合采用。 ◦ 2）液压传动在工作过程中存在能量损失，如 摩擦损失、泄漏损失等，因此其传动效率较低， 一般为75%~80 %，故不宜用于远距离传动。而 且泄漏要及时妥善处理，否则不仅污染场地， 而且若附近有火种存在时，还可能引起火灾和 爆炸事故。
◦ 3）液压传动对油温的变化比较敏感，原因是 温度变化会引起液体茹性发生变化，使系统泄 漏增加，执行元件的工作性能也变坏，因此， 不宜在低温和高温条件下工作。 ◦ 4）为了减少泄漏，液压元件的制造精度要求 较高，因此，液压元件的制造成本较高，而且 对油液的污染比较敏感。 ◦ 5）液压系统故障的诊断比较困难，因此对维 修人员提出了更高的要求，既需要系统地掌握 液压传动的理论知识，又要具有一定的实践经 验。
液压传动基础知识
• 这里我们主要讲液压传动。因为现阶段工 程机械（包括路面机械、土方机械、起重 机械等）能量传递多数采用液压传动。
液压传动基础知识
第二节液压传动工作原理
一、 液压传动的定义：
借助于处于密闭容积内的液体的压
液压传动基础知识
第三节液压系统的组成和特点
●液压系统的组成：
液压系统由四个部分组成，即液压能 源元件，液压执行元件，液压控制元件和 液压辅助元件。 1. 液压能源元件
液压能源元件主要是液压泵，他将原 动机的机械能转换为液体的压力能，给液 压系统供给流量。
液压传动基础知识
2. 液压执行元件
液压执行元件是将液体的压力能 转换为机械能，带动工作负载作功。 液压执行元件包括液压缸和液压马达。
从上述液压千斤顶的工作原理中可以看出， 力从活塞1传到活塞8是通过液体进行的。因此， 活塞与液体间有力的作用，单位面积上所受的 力成为液体压力，如果不考虑液压损失和认为 活塞的运动是稳定运动，根据帕斯卡原理，油 室Ⅰ和油室Ⅱ的液体压力相等。
因此，我们可以清楚地看到，液压传动是用 液体作为工作介质，靠液体压力能来传递能量。
3. 液压控制元件
液压控制元件是各种控制阀，在 液压系统中起控制液体压力、流量和 液流方向的功能，以满足工作机构对 力、速度、位置和运动方向的要求。 液压控制阀包括压力控制阀、流量控 制阀和方向控制阀。
液压传动基础知识
4. 液压辅助元件
液压辅助元件包括密封件、油管、管 接头、蓄能器、滤油器、油箱、冷却器、 加热器等。虽然他们在液压系统中起辅 助作用，但对液压系统的正常工作、效 率、寿命等都有较大的影响。
《液压传动技术基础》
较长的轻负荷机械的油浴式非循环润滑系统。可以H—HM油或其它抗氧防锈型 润滑油代用。
⑶ L－HM液压油 在L－HL基础上改善了抗磨性能。具有防锈、抗氧化和抗磨性。适用于低、中、
首先，应根据工作环境确定工作液体的类型。
如工作环境有高温热源及明火时，就不应选用矿物油 型工作液，而只能选用难燃液；当周围环境要求清洁防污 或工作液体消耗量很大时，就应选用易于清除且价格便宜 的水包油型乳化液。若液压设备必须在极低的温度下启动， 就必须选用低温液压油。
稳定液体。其中水占85％～98％，乳化油占2％～15％。乳化油 以矿物油为基础油，加入乳化剂、防锈剂和其他添加剂。
⑵ 乳化液的配置要求 1）配液用水必须清洁无污染。 2）掌握配液的比例。 3）配置前要先搅拌乳化油，然后将乳化油慢慢倒入水中，并 不停地搅拌。 4）采用同一牌号、同一厂家生产的乳化油，不可混用。
1、增粘剂 也称粘度指数改进剂。是一种油溶性高分子聚合物，以团状
物分散在液体中，随温度变化而收缩或舒展，有效地改善液体的 粘温特性。 2、抗磨剂
可在金属表面形成很强的吸附油膜和化学反应膜。防止金属 表面直接摩擦，降低摩擦系数，增强润滑性。 3、抗氧化剂
能抑制氧化作用，又能在金属表面形成防蚀保护层，以免酸 性物质直接接触金属。 4、消泡剂
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四、两个基本参数和两个重要概念
（一）两个基本参数 压力（p）和流量（Q）。 液体压力在单位时间内所做的功为液压功率（P），即 P＝Wυ2＝pA2 υ2＝pQ 即液压功率为压力和流量的乘积。 （二）两个重要概念 1、液体压力取决于负载 2、液压缸（液压马达）的速度取决于输入流量
液压与气压传动技术液压传动基础知识
1.3 液体动力学
• 应用伯努利方程时必须注意的问题：
– （1） 断面1、2需顺流向选取（否则hw为负值）， 且应选在缓变的过流断面上。
– （2） 断面中心在基准面以上时，h取正值；反之取 负值。通常选取特殊位置水平面作为基准面。
1.3 液体动力学
• 例1-1 如图1-10所示，液体在管道内作连续流动，截面1-1 和1-2处的通流面积分别为和，在1-1和1-2处接一水银测压 计，其读数差为，液体密度为，水银的密度为，若不考虑 管路内能量损失，试求：1）截面1-1和1-2哪一处压力高？ 为什么？；2）通过管路的流量为多少？
– 液体中压力相等的液面叫等压面，静止液体的 等压面是一水平面。
•
– 当不计自重时，液体静压力可认为是处处相等 的
– 在一般情况下，液体自重产生的压力与液体传 递压力相比要小得多，所以在液压传动中常常 忽略不计。
图1-4 重力作用下的静止液体
1.2液体静力学 • 静压力方程的物理本质
– 式 中表示单位质量液体的位能，常称为位置水头；
1.3.3 伯努利方程
– 伯努利方程也称为能量方程，它实际上是流动液体 的能量守恒定律。
– 理想液体伯努利方程
• 流动液体中的能量:
– 压力能
– 位能
– 动能。
1.3 液体动力学 • 理想液体伯努利方程
• 实际液体的伯努利方程
– 式中
• α——动能修正系数动能修正系数（层流时α=2，紊流时α=1） • ——单位重量液体所消耗的能量
但在高压下或研究系统动态性能及计算远距离操纵的液压 系统时，必须予以考虑。
1.1 液压传动工作介质
3.粘度 • 液体的粘性：
– 物理本质
• 液体在外力作用下流动时,分子间的内聚力会 阻碍分子间的相对运动而产生一种内摩擦力。
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1.3 液体的压缩性
1.3.1 定义：液体的压缩性是指液体受压后其体 积变小的性能，压缩性的大小用体积压缩系数表示。
3. 液体传动 定义： 以液体为工作介质传递能量的叫液体传动。 分类：液体传动包括液压传动和液力传动。 区别：液压传动是利用液体的压力能实现能量传 递。（如液压泵、油缸） 液力传动是利用液体的动能实现能量传递。 （水轮机）
这里仅讨论液压传动。
第一节 液压传动的基本原则
一、液压传动的基本原理
1.1 论述： 液压传动的基本原理是以液压油为工作介质，通 过动力元件（油泵），将发动机的机械能转换为 油液的压力能，通过管道、控制元件，借助执行 元件，将油液的压力能转换成机械能，驱动负载， 实现直线或回转运动。
机械能
压力能
机械能
1.2 液压传动的工作原理（千斤顶）
油压千斤顶原理 1 油箱 2、4 单向阀 3小油缸
5大油缸 6开关
1.3 液压传动的工作特性
1.3.1、液压传动中压力取决于负载
小活塞底面单位面积上的压力： P1 ?
F A1
大活塞底面上的压力为：P2 ?
G A2
（1-1） （1-2）
根据流体力学中的帕斯卡原理，平衡液体内某一
由于速度：V1
?
S1 t
V2 ?
S2 t
（1-6）
将式（1-6）代入式（ 1-5），有：
A1 ?V1t ? A2 ?V2t
（1-7）
令 A1 ?V1 ? A2 ?V2 ? Q
Q为流量，负载的运动速度 V 2 取决于进入大液压缸
的流量 Q ,而与负载的大小（ W ）无关。
二 液压传动系统的组成
图 自卸车车厢举倾机构工作原理图 1—油箱 2—滤油器 3—限压阀 4—换向阀芯 5—换向阀
液压系统图图形符号 (GB/T786.1-1993)
四 液压传动的优缺点
4.1 液压传动的优点 ? 1.液压装置工作比较平稳。 ? 2.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。 ? 3.液压装置的体积小，重量轻，功率大。。且容
易获得很大的力和力矩。 ? 4.液压装置控制调节简单，容易实现自动化。 ? 5.液压装置易于实现过载保护，且液压元件能自
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
（1）动力元件 :液 压泵 ——能量转换， 提供压力油
（2）执行元件 : ---能量转换带动 机构做功
（3）控制调节元 件:各种 —— 控制 压力、方向、流量
（4）辅助元件－各种液压辅件
三 液压传动系统图的图形符号
点的压力等值地传递到液体各点，因此有 :
F
G
p?
p1 ?
p2 ?
? A1
A2
（1-3）
由上式可得：G ? F A2
（1-4）
由于 A2 ?? A1 , 所以AG1 ?? F , 故千斤顶有力的放大 作用。
1.3.2、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。故有： A1 ?S1 ? A2 ?S 2 （1-5）
图 自卸车车厢举倾机构工作原理图 1—油箱 2—滤油器 3—限压阀 4— 换向阀芯 5—换向阀 6—液压缸 7— 单向阀 8—液压泵 a，b—油道
1—油箱 2—液压泵 3—单向阀 4—换向阀 5—限压阀 6—滤油器 7—液压缸
机床工作台液压系统工作原理图
1—工作台 2—液压缸 3—活塞4—换向手柄
液体的密度随温度和压力的变化而变化， 但影响很小，可以忽略。
液压油计算时取 ρ = 900kg/m 3
1.2 重度γ
均质液体中 ,重度即为单位体积所具有的重量 : γ ?G V
由于 G ? mg ，所以密度ρ和重度γ的关系是：
γ ?ρ g 重度的单位为 N/m3 液体的重度随温度和压力的变化而变化，但影响很 小，可以忽略。 液压油计算时取γ = 9×103 N/m3
工程机械液压与液力传动技术
教师：王建莉
第一章 液压传动基础知识
一、液压传动概述：
1. 传动 定义：在工程机械上，传动是指能量（动力）由 发动机向工作装置的传递。 例： 发动机曲轴的旋转运动变为车轮的转动、 发动机曲轴的旋转运动变为转向轮的转向、
2. 传动的形式 根据工作介质的不同，传动形式可分为：机械传 动、液体传动、气体传动、电力传动等。
5—换向阀 6，8，16—回油管 7—节流阀 9—开停手柄
10 —
11—压力管 12—压力支管 13—溢流阀
14—钢球15—弹簧17—液压泵 18—滤油器 19—油箱
机床工作台液压系统的图形符号图 1—工作台 2—液压缸 3—油塞4—换向阀
5—节流阀 6—开停阀 7—溢流阀 8—液压泵 9—滤油 10—油箱
6—液压缸 7—单向阀 8—液压泵 a，b—油道
1、动力元件（序号 8）—泵（机件（序号 6）— 缸、马达（压力能 ?机械能） 把液体的压力能转换成机械能的转换元件
3、控制元件（序号 3、5、7）—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
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。
4.2 液压传动的缺点
? 1.液压传动不能保证严格的传动比。这是由于液 压油的可压缩性和泄漏等因素造成的。
? 2.液压传动中，能量经过二次变换及传动过程中 压力损失，能量损失较多，系统效率较低。
? 3.液压传动对油温的变化比较敏感（主要是粘 性），系统的性能随温度的变化而改变。
? 4.液压元件要求有较高的加工精度，以减少泄漏， 从而成本较高。
? 5.液压传动出现故障时不易找出。
第二节 液压油
油液种类
{ 机械油
石油型 汽轮机油 液压油
{ {{ 难燃型
乳化液 合成型
水包油 油包水 水-乙二醇液 磷酸酯液
合成液压液 液压油 石油型液压油
水基液压液
价格高、密封性好 润滑性、稳定性 好 95%的水、抗燃小
绝大多数液压系统使用石油型液压油
19
一、液压油的性质
1.1 密度ρ
均质液体中，密度即为单位体积所具有的质量 :
? ? m (kg/m 3)
（1-8）
V
其中： m-液体的质量，单位： kg
V - 液体的体积 ,单位：m3