1、第1章 液壓與氣壓傳動(dòng)概論2009201020122013液壓系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例負(fù)荷油箱單向閥F1F2截止閥A2A1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理液壓千斤頂平磨工作臺氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成液壓與氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)1、液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)（1）具有大的功率密度或力密度。（2）無級調(diào)速。（3）工作平穩(wěn)，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向。（4）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，能實(shí)現(xiàn)自潤滑。（5）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（6）易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。（7）無法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。（8）有較多的能量損失，傳動(dòng)效率相對低。（9）對油溫的變化比較敏感。（10）液壓傳動(dòng)在出現(xiàn)故障時(shí)不易診斷。2、氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)（1）工作介質(zhì)取之不盡用之不竭，對環(huán)境

2、無污染。（2）壓力損失小，便于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送。（3）對工作環(huán)境適應(yīng)性好。（4）動(dòng)作速度及反應(yīng)快。（5）有較好的自保持能力。（6）超負(fù)載工況下運(yùn)行也能保證系統(tǒng)安全工作。（7）工作壓力低，僅適用于小功率的場合。（8）速度穩(wěn)定性差。（9）噪聲大。（10）工作介質(zhì)本身沒有潤滑性。液壓與氣壓傳動(dòng)的圖形符號 液壓與氣壓傳動(dòng)的圖形符號按國家1993年制定的GB/T786.1-93標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。幾條基本規(guī)定：(1)符號只表示元件的職能，連接系統(tǒng)的通路，不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示元件在機(jī)器中的實(shí)際安裝位置。(2)元件符號內(nèi)的油液流動(dòng)方向用箭頭表示，線段兩端都有箭頭的，表示流動(dòng)方向可逆。(3)符號均以

3、元件的靜止位置或中間零位置表示，當(dāng)系統(tǒng)的動(dòng)作另有說明時(shí)，可作例外。 液壓工作介質(zhì)的性質(zhì)1、密度 = m/V kg/ m3一般礦物油的密度為850950kg/m32、可壓縮性和膨脹性 可壓縮性-液體受壓力的作用而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。 膨脹性-液體受溫度的影響而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)稱為液體的膨脹性。 液體的體積壓縮系數(shù)k 體積彈性模量 K 表示液體產(chǎn)生單位體積相對變化量時(shí)所需要的壓力增量。K 值說明液體抵抗壓縮能力的大小。一般礦物油型液壓油的體積彈性模量為K=(1.42)103MPa。在工程計(jì)算中常取液壓油的體積彈性模量K=0.7103MPa左右。 體積彈性模量-體積模量，用

4、K 表示。即：液壓彈簧剛度kh3、粘性及其表示方法 實(shí)驗(yàn)表明，液體流動(dòng)時(shí)相鄰液層間的內(nèi)摩擦力Ff與液層接觸面積A和液層間的速度梯度du/dy成正比，即：稱為粘性系數(shù)或動(dòng)力粘度。 在靜止液體中，因速度梯度du/dy=0，內(nèi)摩擦力也為零，所以液體在靜止?fàn)顟B(tài)下不呈現(xiàn)粘性。 液體粘性的大小用粘度來表示。常用的液體粘度表示方法有三種，即動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對粘度。 表示液體的內(nèi)摩擦切應(yīng)力，即液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力，則有：（1）動(dòng)力粘度 動(dòng)力粘度又稱為絕對粘度 法定計(jì)量單位為Pas（1Pas=1Ns/m3）， 以前沿用的單位為P（泊，dynscm2）， 關(guān)系：1PaS=10P。（2）運(yùn)動(dòng)粘度 液體的

5、動(dòng)力粘度與其密度的比值稱為液體的運(yùn)動(dòng)粘度，即： 運(yùn)動(dòng)粘度的法定計(jì)量單位為m2/s， 以前沿用的單位為St（斯）， 關(guān)系：1m2/s=104St=106mm2/scSt（厘斯） 我國液壓油的牌號就是用它在溫度為40時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度平均值來表示的。 例：32號液壓油，就是指這種油在40時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度平均值為32mm2/s。（3）相對粘度 相對粘度又稱為條件粘度，它是采用特定的粘度計(jì)在規(guī)定的條件下測量出來的粘度。 我國采用恩氏度0E。 0E= t1/t2 （被測液體與蒸餾水的時(shí)間比）一般用0E20、0E40和0E100標(biāo)記。式中，的單位為m2/s。恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度之間的換算 粘溫特性:溫度升高，粘度顯著

6、下降，液壓油液的這種性質(zhì)稱為液壓油液的粘溫特性。 粘溫特性通常用粘度指數(shù)表示。液壓油的粘度指數(shù)（Viscosity Index （VI）表明試油的粘度隨溫度變化的程度與標(biāo)準(zhǔn)油的粘度變化程度比值的相對值。 粘度指數(shù)高， 即表示粘-溫曲線平 緩，粘溫特性好。 一般液壓油的粘度 指數(shù)要求在90以上， 優(yōu)異的在100以上。粘度指數(shù)在0-100之間計(jì)算公式U試油在40度時(shí)的動(dòng)力粘度L與試油在100度時(shí)粘度相同、VI=0的油在40度時(shí)的粘度（粘度隨溫度變化很大的油）H與試油在100度是粘度相同、VI=100的油在40度時(shí)的粘度（粘度隨溫度變化很小的油） 由于三種油（U、L、H）在100度時(shí)粘度相同，在40

7、度時(shí)L油的粘度上升很大，而H油的粘度上升較小，所以LH。 試油的粘度如果在溫度從100度降低到40度時(shí)粘度上升小于H油，則U100。如果大粘上升大于H油，則UH，即VI100。 按上式算出的試油粘度指數(shù)超過100時(shí)，需用外延法粘度指數(shù)計(jì)算公式計(jì)算，記為VIe（VI(E)）。對液壓工作介質(zhì)的要求 1、合適的粘度，潤滑性能好，并具有較好的粘溫特性； 2、質(zhì)地純凈、雜質(zhì)少，并對金屬和密封件有良好的相容性； 3、對熱、氧化、水解和剪切有良好的穩(wěn)定性； 4、抗泡沫性、抗乳化性和防銹性好，腐蝕性?。?5、體積膨脹系數(shù)小； 6、對人體無害，對環(huán)境污染小，成本低，價(jià)格便宜。第2章 流體力學(xué)基本知識流量：在單位

8、時(shí)間內(nèi)流過某一通流截面的液體體積，以q來表示。 q=V/t，其中V是液體的體積，t是時(shí)間。液流通過微小通流截面dA的流量 則流過整個(gè)通流截面A的流量：1.流量和平均流速 平均流速：可以得出通流截面A的平均流速： v = q / A 當(dāng)通流截面上的通流面積一定時(shí)，平均流速由流量確定。 液體在管道中流動(dòng)時(shí)有兩種流動(dòng)狀態(tài)：層流和紊流（湍流）。 層流：液體質(zhì)點(diǎn)互不干擾，液體的流動(dòng)呈線性或?qū)訝睿移叫杏诠艿垒S線。 紊流：液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，在沿管道流動(dòng)時(shí)，除平行于管道軸線的運(yùn)動(dòng)外，還存在著劇烈的橫向運(yùn)動(dòng)，液體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)中互相干擾。2. 液體的流動(dòng)狀態(tài) 通過雷諾實(shí)驗(yàn)還可以證明，液體在圓形管道中的流動(dòng)狀

9、態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流速v有關(guān)，還與管道的直徑d、液體的運(yùn)動(dòng)粘度有關(guān)。實(shí)際上，液體流動(dòng)狀態(tài)是由上述三個(gè)參數(shù)所確定的稱為雷諾數(shù)Re的無量綱數(shù)來判定，即：對于非圓形截面管道，雷諾數(shù)Re為：水力直徑dH： 面積相等但形狀不同的通流截面，其水力直徑是不同的。圓形的最大，同心環(huán)狀的最小。 水力直徑大，通流能力大。A過流斷面積-濕周，即有效截面的管壁周長 雷諾數(shù)的物理意義：雷諾數(shù)是液流的慣性作用對粘性作用的比。當(dāng)雷諾數(shù)較大時(shí)，說明慣性力起主導(dǎo)作用，這時(shí)液體處于紊流狀態(tài)；當(dāng)雷諾數(shù)較小時(shí)，說明粘性力起主導(dǎo)作用，這時(shí)液體處于層流狀態(tài)。 3.1 沿程壓力損失 3. 液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失 3.2 局部壓力損失 4.液

10、流流經(jīng)孔口和縫隙的流量 孔口根據(jù)它們的長徑比可分為三種：當(dāng)孔口的長徑比l/d0.5時(shí)，稱為薄壁孔；當(dāng)0.5l/d4時(shí)，稱為短孔；當(dāng)l/d4時(shí)，稱為細(xì)長孔。4.1.1 薄壁孔口流量d1/d7時(shí)，收縮稱為完全收縮；d1/d7時(shí)，收縮稱為不完全收縮。 4.1孔口流量 當(dāng) 時(shí)，它們可被認(rèn)為時(shí)不變的常數(shù)，計(jì)算時(shí)可取平均值。當(dāng)液流不完全收縮（d1/d7）時(shí)， 。通過薄壁孔口得流量公式為：式中：4.1.2 細(xì)長孔口流量 流經(jīng)細(xì)長孔的液流，由于粘性而流動(dòng)不暢，流速低，故多為層流，其流量計(jì)算公式為： 綜合各孔口的流量公式，可歸納一個(gè)通用公式： 式中：4.2.1平行平板縫隙流量4.2 縫隙流量 當(dāng)平行平板間沒有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)（ =0），其值為：當(dāng)平行平