液压传动学习培训资料-液压流体力学基础

2.3.2 实际液体流动时的能量
2.4 液体流经小孔和间隙时的流量
2.4.2 液体流经间隙的流量
液压元件内各零件间要保证相对运动，就必须有适当的 间隙。间隙的大小对液压元件的性能影响极大，间隙 太小会使零件卡死；间隙过大，会造成泄漏，使系统 效率和传动精度降低，同时还污染环境。经研究和实 践表明，流经固定平行平板间隙的流量(实际上就是泄 漏)与间隙量h的三次方成正比；而流经环状间隙(如液 压缸与活塞的间隙)的流量，不仅与径向间隙量有关， 而且还随着圆环的内外圆的偏心距的增大而增大。由 此可见，液压元件的制造精度要求一般都较高。
示为：
4. 压力的表示方法
压力的表示方法有绝对压力和相对压力 两种。
以绝对真空(p=0)为基准，所测得的压力 为绝对压力；以大气压pa为基准，测 得的压力为相对压力。
若绝对压力大于大气压，则相对压力为 正值，由于大多数测压仪表所测得的 压力都是相对压力，所以相对压力也 称为表压力；若绝对压力小于大气压 ，则相对压力为负值，比大气压小的 那部分称为真空度。
空穴多发生在阀口和液压泵的入口处。因为阀口处液体的流速增大 ，压力将降低；如果液压泵吸油管太细，也会造成真空度过大， 发生空穴现象。
图2.3清楚地给出了绝对压力、相对压力 和真空度三者之间的关系。
2.2.2 流量
2.3 液体流动时的能量
液体流动时遵循能量守恒定律，而实际液体流动时具有 能量损失，能量损失的主要形式是压力损失和流量损 失。
2.3.1 理想液体流动时的能量
所谓理想液体是指既无粘性又不可压缩的液体。理想液 体在管道中流动时，具有三种能量：液压能、动能、 位能。按照能量守恒定律，在各个截面处的总能量是 相等的。
在液压传动装置中，液压泵的工作条件最为恶劣，较简 单实用的方法是按液压泵的要求确定液压油，见表2-2 。
2.1.3 工作介质的污染及控制
工作介质的污染对液压系统的可靠性影响很大，液压系 统运行中大部分故障是因为油液不清洁引起的。因此 ，正确使用和防止液压油的污染尤为重要。
油液的污染，是指油液中含有固体颗粒、水、微生物等 杂物，这些杂物的存在会导致以下问题。
2.5 液压冲击和空穴现象
在液压系统中，液压冲击和空穴现象给系统带来诸多不利 影响，因此需要了解这些现象产生的原因，并采取措施 加以防治。
2.5.1 液压冲击
在液压系统中，由于某种原因使液体压力突然产生很高的 峰值，这种现象称为液压冲击。
发生液压冲击时，由于瞬间的压力峰值比正常的工作压力 大好几倍，因此对密封元件、管道和液压元件都有损坏 作用，还会引起设备振动，产生很大的噪声。液压冲击 经常使压力继电器、顺序阀等元件产生误动作。
2.1.1 工作介质的主要性质
1. 粘性
液体分子之间存在内聚力，液体在外力作用下流动时， 液体分子间的相对运动导致内摩擦力的产生，液体流 动时具有内摩擦力的性质被称为粘性。
液体粘性的大小用粘度来表示，粘度是液压油划分牌号 的依据。譬如：N32液压油，是指这种油在40℃温度时 的运动粘度平均值为32mm2/s。
2.1.2 工作介质的选用
选用工作介质的种类，要考虑设备的性能、使用环境等 综合因素。如一般机械可采用普通液压油；设备在高 温环境下，就应选用抗燃性能好的介质；在高压、高 速的工程机械上，可选用抗磨液压油；当要求低温时 流动性好，则可用加了降凝剂的低凝液压油。液压油 粘度的选用应充分考虑环境温度、工作压力、运动速 度等要求，如温度高时选用高粘度油，温度低时选用 低粘度油；压力愈高，选用的粘度愈高；执行元件的 速度愈高，选用油液的粘度愈低。
表2-1是常用液压油的新、旧粘度等级牌号的对照，旧标 准是以50℃的粘度值作为液压油的粘度值。
影响液体粘度的主要因素是温度和压力。
当液体所受的压力增加时，其分子间的距离将减小，于 是内摩擦力将增加，即粘度也将随之增大，但由于一 般在中、低压液压系统中压力变化很小，因而通常压 力对粘度的影响忽略不计。
2.2 液压传动的主要参数
液压传动中的主要参数是压力和流量，了解这两大参数 的概念、基本特性和应用，有助于深入理解液压传动 的基本工作原理和特性。
2.2.1 压力
1. 压力的概念 液体在单位面积上所受的法向力称为压力(在物理学中称
为压强)，压力通常用p表示。 若在液体的面积A上受均匀分布的作用力F，则压力可表
2. 可压缩性
液体受压力后其容积发生变化的性质，称为液体的可压 缩性。
一般中、低压液压系统，其液体的可压缩性很小。因而 可以认为液体是不可压缩的。而在压力变化很大的高 压系统中，就需要考虑液体可压缩性的影响。当液体 中混入空气时，可压缩性将显著增加，并将严重影响 液压系统的工作性能，因而在液压系统中应使油液中 的空气含量减少到最低限度。
固体颗粒和胶状生成物堵塞滤油器，使液压泵吸油不畅、运转 困难、产生噪声；堵塞阀类元件的小孔或缝隙，使阀类元件动 作失灵。
微小固体颗粒会加速有相对滑动零件表面的磨损，使液压元件 不能正常工作；同时还会划伤密封件，使泄漏流量增加。
水分和空气的混入会降低液压油液的润滑性，并加速其氧化变 质，产生气蚀，使液压元件加速损坏；使液压传动系统出现振 动、爬行等现象。
液压冲击的产生多发生在阀门突然关闭或运动部件快速制 动的场合。这时液体的流动突然受阻，液体的动量发生 了变化，从而产生了压力冲击波。这种冲击波迅速往复 传播，最后由于液体受到摩擦力作用而衰减。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.5.2 空穴现象
流动的液体，如果压力低于其空气分离压时，原先溶解在液体中的 空气就会分离出来，从而导致液体中充满大量的气泡，这种现象 称为空穴现象。
液压流体力学基础
2.1 液压传动的工作介质 2.2 液压传动的主要参数 2.3 液体流动时的能量 2.4 液体流经小孔和间隙时的流量 2.5 液压冲击和空穴现象
液压流体力学基础
2.1 液压传动的工作介质
在液压系统中，使用的工作介质有石油基液压油、难燃 型液压液、高水基液和水介质(海水、淡水)等，一般称 为液压油。液压油的基本性质和合理选用对液压系统 的工作状态影响很大。