第2章液压传动的基本概念和常用参数

液压油选择
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
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)
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
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。
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
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ห้องสมุดไป่ตู้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。
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。
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。
2.1.2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。
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
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。
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。
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，
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。