液压传动教案

《液压传动》教案

余锋

武汉工程职业技术学院机电工程系

二○一○年春

教研室：机电工程教研室授课教师：余锋

§1-1 液压传动的工作原理

为什么液压千斤顶能顶起汽车？

•力的传递分析

p2=F2/A2

F1=p1A1=p2A1=pA1

液压传动中液体的工作压力决定于负载。

•运动的传递遵照容积变化相等的原则

s1A1=s2A2

q1=v1A1=v2A2=q2

执行元件的运动速度取决于流量。

•压力和流量是液压与气压传动中的两个最基本的参数。

§1-2 液压与气动系统的组成

•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。如液压缸或、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辅助元件。如油箱、过滤器、管件等。

§1-3 液压传动的特点及应用

1.3.1 主要优点

•传递功率大。

•无级调速。

•传动平稳，易于实现快速启动、制动和频繁换向。

•操作控制方便，易于实现自动控制、中远距离控制和过载保护。

•标准化、系列化、通用化程度高。

1.3.2 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。

1.3.3 应用举例

工程机械

富浪牌4RZ-1型联合收割机-液压式割台升降

塑料机械——注塑机

HT2101A 微机电液伺服万能材料试验机”

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 液压传动的优点是什么?

教研室：机电工程教研室授课教师：余锋

§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。

2.1.1 液压油物理性质

•密度单位体积液体的质量。

ρ=m/V （kg/m3）

•可压缩性液压油体积弹性模量Κ＝（1.2～2）109Pa。一般情况下认为液体是不可压缩的。

•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 d u/d y

τ=μd u/d y

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。

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，没有明确的物理意义,但是工程实际中常用的物理量。

单位：1m2/s=106cSt (厘斯)

ISO规定统一采用运动粘度来表示油液的粘度级。

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（°E）。

粘度随着温度升高而显著下降（粘温特性）。

粘度随压力升高而变大（粘压特性）。

2.1.2 液压油的选用和分类

•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。

•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

液体静力学研究液体静止时的平衡规律。

2.2.1 阿基米德定律

浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。浮力F＝ρg V。

2.2.2 液体压力

•液体静压力及其特性

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称为静压力。

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，静压力可表示为:

p = F / A

液体静压力的特性：（1）、液体静压力垂直于承压面，方向为该面内法线方向。（2）、液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等。

•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。

相对压力或表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。

压力单位帕Pa( N/m2)

1MPa＝106 Pa

2.2.3 液体静力学基本方程

静压力基本方程式：p=p0+ρgh）

•压力由两部分组成：液面压力p0，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。

2.2.4 帕斯卡原理

在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到各点。

液体内的压力是由负载决定的。

§2-3 液体动力学

2.3.1 液体运动的基本概念

液体动力学研究流动液体的运动规律、能量转化和作用力。

•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。

•过流截面液体在管道流动时，垂直于流动方向的截面称为过断流面。也称通流截面。