派克液压技术基础

压力头
(比压能 单位重量的压力能)
速度头
(比动能 单位重量的动能)
或 p ? ρv 2 ? γh ? cons tan t
2
水头
(比势能 单位重量的势能)
压力
背压 - 速度对应的压力值 液体重量产生的压力
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液压技术的基础理论
液压系统中的压力由负载或元件对油液的阻力所产生。 液压泵泵出的是流量，而不是压力。
? 气动技术 Pneumatics -
以压缩空气为工作介质的流体传动及控制技术，简称 “气动”
? 液力传动技术 Hydrodynamics -
利用液体压力势能和动能的流体传动及控制技术。简称 “液力”
3
液压传动
?液压系统将油液封闭； ?压力油以相同的压力，垂直地作用在任何与之接触的表面上； ?压力油对固体表面的作用力等于压力乘以作用面积； ?当力作用在自由物体上时，该物体将会产生一个加速度，并
6
液压技术的基础理论
1 力学基本定律
? 牛顿第一定律，静力平衡公式：
如果一个物体所受的所有作用力的合力为零，则该物体将保持其原 来的运动状态。换言之，如果一个物体处于平衡状态，则其所受全 部作用力的合力为零。
?F? 0
? FX ? 0
? FY ? 0 ? FZ ? 0
? 牛顿?第F?二?定m律d，v?动力学公式： dt
FoundationalKnowlegeinHydraulics
液压技术基础
2007/10/03
1
何谓液压传动
液体可看成是不可压缩的，可将封闭的受压液体看成刚体，封 闭的受压液柱象固体一样，可对力、运动以及功率进行传递。
固体钢杆
滑动 负载
机械传动
缸体
活塞 封闭油液
滑动 负载
液压传动
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何谓液压传动- 几个基本概念
10000 N
100 bar 14
液压技术的基础理论
油液总是进入阻力最小的通路
即：对于并联的负载，最轻 (要求的工作压力最低) 的负 载
最先动作，动作完成后，其它负载再按轻重依次动作。
5000 N
10000 N
A
B
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液压技术的基础理论
5 流量
? 流量为单位时间内通过封闭截面的流体体积 。液压 系统中所用的流量是指容积流量
F2 = pA 2 > F1
? F1与F2的做功相等
V = A1S1 = A2S2 W1 = F1S1 = pA 1S1 W2 = F2S2 = pA 2S2 ? W1 = W2
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液压技术的基础理论
4 流体的能量守恒 - 柏努利 (Bernoulli) 方程
p ? v2 ? h ? cons tan t γ 2g
? 易于实现自动化，能与现代电气和计 算机控制技术紧密结合，对大功率的 传动系统进行控制；
? 易于实现过载保护，并不会损坏液压 元件和系统
5
液压ห้องสมุดไป่ตู้动的优缺点
缺点
? 噪声； ? 外部泄漏，会造成环境污染，即使是少量的矿物油漏泄，
也会毁坏大片的地表水；不过现在已越来越普遍地使用可 生物降解的液压油液； ? 易受污染，液压工作介质中的污染物质会导致介质变质、 元件磨损、系统性能恶化； ? 对环境温度较敏感，温度过高或过低均会影响甚至破坏元 件的可靠性和系统的性能。 ? 液压油液中的气体会破坏系统的刚性，引起气穴，导致液 压泵和其它液压元件的损坏。
? 功率为单位时间内所做的功。做功通常是在一定的时间 内完成的，功率反映了做功的速率，或做功的能力。
或 A1v1 =A2v2 ? 对于液压系统的一个部分，其输入流量之和等于输
出流量之和。 QP = Q1+Q2+QT
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液压技术的基础理论
? 液压缸活塞杆 (执行机构，负载) 的速度 - 取决于流量 液压缸的活塞杆速度由活塞后的容积被油液充满的速度 (即: 流量) 决定
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液压技术的基础理论
6 功率
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液压技术的基础理论
2 压力 - 单位面积上所受的作用力
p? P A
压力单位： 公制： Pa (帕 N/m2), MPa (兆帕 106 Pa) 或 bar (巴 10-1 MPa)
英制： psi (lbs/in 2), 1 psi = 0.07 bar
? 液体自身重量所产生的压力
p= γh
右图中，不管容器的外形如何，只要所盛 液体的高度(h) 相等，则容器底面积处的压 力相等，即：p1 = p2 = p3 。 若底面积相等 (A1=A2=A3) ，则底面处的 作用力亦相等，即：F1 = F2 = F3
流体传动与控制（液压与气动） Fluid Power
在密闭的回路（或系统）中，以受压流体为工作介质，进行 能量转换、传递、控制和分配的技术。简称 “液压及气动”
? 液压传动技术 Hydraulics -
以液体为工作介质的流体传动及控制技术，简称 “液压”。 在液压传动中，能量通过管路系统以压力液流的形式被控制和传递到 液压执行元件上进行做功。
由此产生运动，引起作功。
封闭油液
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液压传动的优缺点
优点
? 结构紧凑，功率-重量比大。输出功率 大而重量轻且安装尺寸小；
? 动力能轻易地通过管道进行传输，传 递距离较长；
? 元件安装灵活，可按实际需要选择最 恰当的位置；
? 生产率高，操作人员可利用手柄、脚 踏板等先导控制元件，以遥控的方式 轻松自在地同时控制多个功能。
? 绝对压力
? 以绝对零压力为基点 (零) 计量的压力 值。(barA)
? 真空度
? 低于大气压力的绝对压力与大气压力 的差值。
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液压技术的基础理论
3 帕斯卡原理
在密闭容器内的平衡液体中，任意一点的压力如有变化， 该压力变化值将传递给液体中的所有各点，且其值不变。
? 压力及力的传递
p ? F1 ? F2 A1 A2
Q ? V ? vA t
流量单位： 公制：Lpm (L/min) 英制：gpm, 1 gpm = 3.78 L/min
? 在液压系统中流量意味着负载速度的大小。
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液压技术的基础理论
? 流量的连续性
液体被看成是不可压缩的，在封闭的容积中既不能吸收 流量，也不会生成流量，因此：
? 串联管道中流量处处相同； Q1 = Q2
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液压技术的基础理论
? 外部作用力产生的压力
p? F A
? 液体不能抵抗切力， 故液体的压力垂直于 受压表面。
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液压技术的基础理论
? 大气压力
? 包围地球的大气是有重量的，也会产 生压力，这种由大气产生的压力即称 为大气压力。
? 大气压力常用汞柱高度表示 (mmHg) 。
? 表压 (压力)
? 以大气压为基点 (零) 计量的压力值。