液压传动教案(新编)

《液压传动》教案

液压传动是一种以液体为工作介质，以液体的压力能进行运动和动力传递的传动方式。

§1-1 液压传动的工作原理

■为什么液压千斤顶能顶起汽车？

■简化的分析模型

（1）、力的传递分析：

1要顶起汽车重量G液体需要建立的压力：p=G/A1，其中，A1=

4πD2

1π要建立顶起汽车重量的压力所需的外力：F=PA2, 其中，A2=

4 d2

由上可得：G/F=A1/A2=(D/d)2 或F=(d/D)2 G

（2）、运动的传递分析：

s1A1=s2A2 或q1=v1A1=v2A2=q2=Q （3）、能量的传递分析：

GV2 = pq = FV1

（3）、重要结论：

密封容积中的液体不仅可以传递力，还可以传递运动。

力的传递遵照帕斯卡原则。

运动的传递遵照容积变化相等的原则。

■两个重要概念

压力：压力决定于负载。

流量：速度取决于流量。

§1-2 液压系统的组成

■动力元件：将机械能转换为液压能。如液压泵。

■执行元件：将液压能转换为机械能。如液压缸、液压马达。

■控制元件：控制系统压力、流量和方向。如压力阀、流量阀、方向阀等。■辅助元件：保证系统正常工作。如油箱、过滤器、管件等。

■传动介质：递力和运动。如液压油。

§1-3 液压传动的特点及应用

■主要优点

传递功率大。

无级调速。

传动平稳。

操控方便，易于实现自动控制、过载保护。

标准化、系列化、通用化程度高。

■主要缺点

效率较低、可能泄漏污染。

工作性能易受温度变化的限制。

造价较高。

液压故障诊断技术要求高，液体介质污染控制较复杂。

不能得到严格的传动比。

■应用举例

（1）、工程机械

（2）、富浪牌4RZ-1型联合收割机-液压式割台升降

（3）、塑料机械——注塑机

（4）、飞机起落架”

思考题：

•1-1 液压传动由哪五部分组成？各部分作用是什么？•1-2 液压传动的两个重要概念是什么？

§2-1 液压油

液压油的功能：传递能量和信号；润滑；散热；防锈；密封摩擦副中的间隙；传输、分离和沉淀非可溶性污染物等。

■液压油的物理性质

（1）、密度：单位体积液体的质量。

ρ=m/V （kg/m3）

（2）、可压缩性：液压油体积弹性模量Κ＝（1.2～2）109Pa。其可压缩性为钢的100～170倍的。

（3）、粘性：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而产生一种内摩擦力，这种特性称为液体的粘性。

牛顿的液体内摩擦定律：F =μA du/dy

τ=μdu/dy

其中：μ为比例常数，即动力粘度。

液体的粘性用动力粘度、运动粘度、相对粘度来度量。

■粘性的度量

（1）、粘度：度量粘性大小的物理量。

动力粘度：表征液体粘性的内摩擦系数。

μ=( F/A )/( d u/d y )

运动粘度：ν=μ/ρ，无明确的物理意义,工程实际中常用。ISO规定统一采用运动粘度来表示油液的粘度级。单位：1m2/s=106cSt (厘斯)。

我国的液压油以40℃时运动粘度中心值（以mm2/s计）为粘度等级标号，即牌号。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22mm2/s 。

相对粘度：又称条件粘度，我国采用恩氏粘度（°E）。

（2）、粘温特性：粘度随着温度升高而显著下降的特性。

（3）、粘压特性：粘度随压力升高而变大的特性。

■液压油的选用和分类

（1）、对液压油液的选用和要求

合适的粘度和良好的粘温特性。

良好的化学稳定性。

良好的润滑性能。

质地纯净。

对金属和密封件有良好的相容性。

抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，抗锈性好。

流动点和凝固点低，闪点和燃点高，经济性好。

（2）、液压油液的分类

我国液压油种类多，主要分矿油型、含水型、合成型。

§2-2 液体静力学基础

■液体静压力及其特性

（1）、液体的静压力：静止液体内某点单位面积上所受到的法向力。

p=limΔF/ΔA （ΔA→0）

若在液体的面积A上所受的作用力F为均匀分布时，静压力可为:

p = F / A

（2）、液体静压力的特性：（a）、液体静压力垂直于承压面，方向为该面内法线方向。（b）、液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等。

（3）、压力的表示方法及单位

绝对压力：以绝对真空为基准进行度量。

相对压力：以大气压为基准进行度量。

真空度：绝对压力不足于大气压力的那部分压力值。

绝对压力=大气压力+相对压力

真空度=大气压力-绝对压力

压力单位：帕Pa( N/m2) 1MPa＝106 Pa

■ 液体静力学基本方程

（1）、静压力基本方程式：

（2）、静压力基本方程式说明：

● 压力由两部分组成：液面压力

p 0，自重形成的压力ρgh 。

● 液体内的压力与液体深度成正比。

● 离液面深度相同处各点的压力相等，组成等压面，为水平面。

§2-3 液体动力学基础

■ 几个基本概念

理想液体：既无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。

恒定流动：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的流动。

gh

p p ρ+=0