第2章液压传动的基本概念和常用参数

动力粘度物理意义
液体在单位速度梯度下流动时， 接触液层间单位面积上内摩擦力。
运动粘度ν
在工程 上40℃时运动粘度的平均值作为液 压油的产品名称的主要内容。
动力粘度与液体密度之比值
ν = μ /ρ （m2/S）
液压油牌号标注
老牌号——20号液压油，指这种油在50°C 时的平均运动粘度为20 cst。
绝对压力 表压力 真空度
2.2.3压力的传递
W F P A2 A1
P—液体的压力，pa；
F—作用在液体表面的外力，N；
A—液体表面的承压面积，m2。
不计活塞队质量，如W=0，则p=0， 如W为无穷大，则p也为无穷大。 可见系统中的压力取决于负载W
2.3液压传动中的流量
1. 流量的概念
流量：单位时间内流过某一通道截面的液体体积，
2.1.2液体的粘性
液体在外力作用下流动时 ,由于液体分子间的 内聚力和液体分子与壁面间的附着力 ,导致液体分 子间相对运动而产生的内摩擦力 ,这种特性称为粘 性. 或: 流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性 质.
液体的粘性 粘性使流动液体内部各液层间 的速度不等。 物体流动时相邻层间的内摩擦 力F与液层间的接触面积A和液 层间的相对运动速度du成正比， 而与液层间的距离dy成反比。 －比例常数，称为粘性 系数或粘度v； 常用：动力粘度、运动粘度和 相对粘度。
油压机管路总的压力损失增大，势必会降低系统的效率，增加能量消 耗。而这些损耗的能量大部分转换为热能，使油液的温度上升，泄漏 量加大，影响液压系统的性能，甚至可能使油液氧化而产生杂质，造 成管道或阀口堵塞而使系统发生故障。 要减少油压机液压系统的压力损失，可采取减小液体的流速，减少管 道的弯头和过流断面的变化，缩短管道的长度以及降低管道内壁的表 面粗糙度等措施。当然，液体的流动速度也不能太小，否则在流量不 变的情况下势必造成系统中各元件尺寸加大，成本上升。 压力损失也具有两面性，利用它可以对液压系统的工作进行有效的控 制，确切地说，阻力效应是许多液压元件工作原理的基础。溢流阀、 减压阀、节流阀都是利用小孔及缝隙的液压阻力来进行工作的，而液 压缸的缓冲也是依赖缝瞰的阻尼作用实现的
用Q表示。
即Q =v/t
Q— 液体流量， m3/s V—流过的液体体积 ，m3 T — 时间，s
2.3液压传动中的流量
理想状态，液体在同一时间内流过同一通道两个不同通流 截面的体积相等。 即Q(q)=v1A1=v2A2=常量 运动速度取决于流量
v Q / A （m / s)
第二章
液压传动的基本概念 和常用参数
2.1液压油的物理性质 2.2液压传动中的压力 2.3液压传动中的流量 2.4液压系统中的压力损失
2.1液压油的物理性质
2.1.1液体的密度
2.1.2液体的粘性
2.1.3 液体的可压缩性 2.1.4 液压油的污染及控制
2.1.1液体的密度
密度—单位体积液体的质量 ρ=m/v kg/m3 密度随着温度或压力的变化而变化，但变化 不大，通常忽略，一般取ρ=900kg/m 3的大小。
污染原因 （1）液压缸、泵、阀及其它辅助元件中的焊渣、切屑、锈渣、 橡胶颗粒、灰尘等在装配使用前没有被彻底清除，液压系统一 工作，这些污染物就随油液遍及整个系统。 （2）用不洁器皿加注新油时，有污染物侵入，如包括加油机 管上有异物等。 （3）液压元件公差配合不当、运动件磨损划伤等原因产生的 金属微粒。 （4）金属遭受氧化腐蚀或锈蚀产生固体碎片，如油箱、油散、 硬管内部生锈等。 （5）检修时不慎混入的棉丝、尘土等。 （6）吸油管路密封不好而造成空气进入油液中。 （7）油箱油面过低，吸入油液时油面上方产生旋涡效应而携 带空气进入泵内。 （8）油管接头、阀门可移动部分等有的漏油，有的则可能是 外部气体向内渗漏。这是因为内部油液流速高而产生负压，抽 吸空气进入油中等。
单位压力所引起液体体积的变化 ∵ p↑ V↓ ∴为保证κ为正值，式中须加负号
液体体积压缩系数的倒数:
k
1

K = 1/β= - △p Vo /△V
表示单位体积相对变化量所需要的压力增量， 也即液体抵抗压缩能力的大小。 一般认为油液不可压缩（因压缩性很小）， 计算时取： k = （1.4—1.9）x109 N/m2 若分析动态特性或p变化很大的高压系统,则 必须考虑压缩性。
2.1.4 液压油的污染及控件
污染带来的危害 （1）对动力元件：污染颗粒会使泵的相对运动零件加剧磨损，降低容积 效率，缩短使用寿命。 （2）对执行元件：坚硬微粒会使各类密封和精密配合件加快磨损，使泄 漏量增大，造成元件动作迟缓、无力。 （3）对控制元件：污染物会使阀体和阀芯加剧磨损，使性能变差，有时 还会把阀芯或阀杆卡死，堵塞节流孔，造成元件动作失灵。 （4）对辅助元件：油中的水分可腐蚀金属，使油液乳化变质，进一步腐 蚀各类密封件。 （5）对整个液压系统：污物积存后，将堵塞滤油器，使泵吸油困难，产 生空穴和气蚀，从而恶化系统的工作性能。 在液压系统所发生的故障中(如常见的系统堵塞、阀体卡死、控制失灵、 密封件划伤、气蚀、锈蚀等)有80％～90％起因于液压油的污染，而液压 油污染源主要是杂质、和水分。因此，我们必须防止液压油的污染，以 提高机械使用的可靠性，延长使用寿命，降低故障率。
7、液压系统装配时，要保持液压元件的清洁。对液 压元件、油箱、油管、接头等要仔细的清洗；在清洗 完后，采用“干装配”，用压缩空气吹干零件后再装 配；严禁用棉丝、布条等纤维物擦洗零件。 8、总成装配完成后要进行性能试验，试验后用清洁 的液压油将总成内杂质冲洗出来再进行系统安装。安 装完毕后，应按规定加注相应牌号的液压油，并进行 严格过滤；采取滤油器是使油液污染量控制在一定程 度上，保持液压油清洁度的良好方法。滤油器的使用 应按维护保养规定要求，及时清洗或更换滤芯。 9、加强操作者责任心，如 (1)加油机要专用，发现 有油泥应清洗后使用。(2)对滤油机要定时清洗。(3) 对橡胶密封件破损引起漏油的要及时更换密封件。 (4)定期检查液压油的质量，若发现油品异常及时提 出。
2.2液压传动中的压力
压力的概念
油液的压力是由油液的自重和油液受到外力作用 所产生的。
压强——油液单位面积上承受的作用力， 在工程中习惯称为压力。
2.2.1压力的单位
F p A
1MPa 1MN / m 10.2kg / cm 10kg / cm
2 2 2
2.2.3.压力的表示方法
新牌号——L—HL32号液压油，指这种油在 40°C时的平均运动粘度为32cst。
1、粘度和压力的关系 ∵ p↑，F↑，μ↑ ∴μ随p↑而↑，压力较小时 忽略，32Mpa以上才考虑
2、粘度和温度的关系 ∵ 温度↑，内聚力↓，μ↓ ∴粘度随温度变化的关系叫粘 温特性，粘度随温度的变化 较小，即粘温特性较好。
预防措施 1、正确选用液压油，如压力高、负载大的地方一定 要选用抗磨液压油，以防止因磨损而产生过多的金 属颗粒。 2、控制工作液压油的温度。当油温超过55℃时，氧 化现象加剧，污染加剧，使用寿命缩短。因此， 控制油温是控制污染的重要环节：一般可加大油箱 容量，加装冷却散热器。 3、系统维修时，拆卸前要清除元件外面的污物，禁 止将污物带到元件中。 4、液压件检修应在室内进行并保持室内清洁；野外 抢修时要设置防风沙设施，防止沙尘侵入。 5、不解体的总成，应注意封好进出油口，防止杂物 从油口漏入元件中。 6、液压元件装配前，要保持工具的清洁，去掉零件 表面的毛刺，并认真清洗，彻底清除小孔、沟槽中 的杂质，并保护好工作面不被碰伤。
2.4 液压系统中的压力损失
沿程损失：液体在等径中流动时，由于液体内的摩擦力而 产生的能量损失。 局部损失：液体流过弯头、各种控制阀、小孔、缝隙或管 道面积突然变化等局部阻碍时引起的损失。
管路系统的部压力损失：管路系统中所有的沿程压力损失
和所有的局部压力损失之和。
压力损失的危害及可利用之处
液压wenku.baidu.com选择
首先根据工作条件 （v、p 、T）和元件类型 选择油液品种，然后根据粘度选择牌号
慢速、高压、高温：μ大（以↓△q） 通常 < 快速、低压、低温：μ小（以↓△P）
2.1.3液体的可压缩性
液体受压力作用而发生体积缩小性质。可用 体积压缩系数κ来表示。 定义： 体积为Vo的液体，当压力增大△p时， 体积减小△v,则液体在单位压力变化下体积的相 对 变化量。 β = - △V / △p Vo β= （5-7）x10-10 m2/N