高等職業(yè)院校精品教材系列

省級(jí)精品課程配套教材液壓與氣動(dòng)應(yīng)用技術(shù)（第3版）項(xiàng)目1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)輸出力的確定認(rèn)識(shí)液壓系統(tǒng)任務(wù)1確定液壓千斤頂?shù)妮敵隽?/p>

任務(wù)2任務(wù)1.2確定液壓千斤頂?shù)妮敵隽?/p>

如下圖所示，要求左方站立的人能夠借助液壓機(jī)械通過(guò)手的力氣將右方的小汽車(chē)舉起，計(jì)算F1與F2的關(guān)系。液壓系統(tǒng)受力關(guān)系一、任務(wù)引入

如圖在日常生活中，僅依靠人力是不可能舉起重達(dá)幾噸的小汽車(chē)的。要完成將小汽車(chē)舉起的任務(wù)，液壓系統(tǒng)必須能將人的力放大，那么液壓系統(tǒng)是如何將較小的力轉(zhuǎn)化為較大的力呢？液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中是依靠什么作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞力的,對(duì)工作介質(zhì)有何要求，又如何來(lái)選用？下面就讓我們一起學(xué)習(xí)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)輸出力和工作介質(zhì)的相關(guān)知識(shí)。二、任務(wù)分析

一、液體靜力學(xué)基本知識(shí)1、液體（靜）壓力 p——液體單位面積上所受的法向作用力如右圖所示，若液體的面積A上所受的作用力F，其均勻垂直作用于A面上，則A面上的靜壓力可表示為：流體靜力學(xué)基本規(guī)律p=

F/A動(dòng)壓力靜壓力——液體在高速流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊力——液體處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的壓力(重點(diǎn))(N

/

m2、Pa）

液體靜壓力的特性：1. 液體靜壓力垂直于承壓面2.液體內(nèi)任一點(diǎn)所受的靜壓力在各個(gè)方向上都相等1MPa=106

Pahp0△Ap△AG2、液體靜力學(xué)基本方程取垂直小液柱分析液柱的底面積為△Ap0h

p

列平衡方程:p

0△A+ρgh△A=p△Ap=p0

+ρgh—— 靜力學(xué)基本方程靜力學(xué)基本方程:p=p0

+ρgh壓力分布特征：壓力由兩部分組成：液面上的壓力 p0液體自重形成的壓力 ρgh注意：容積不密封p0=

pa（大氣壓）深度h↑→壓力p↑等壓面——連通器內(nèi)，深度相同的液體各點(diǎn)的壓力相等。（水平面）p0php0ρgh3、壓力的表示方法絕對(duì)壓力

=大氣壓力

+相對(duì)壓力絕對(duì)壓力——以絕對(duì)真空（零壓）為基準(zhǔn)度量相對(duì)壓力——以大氣壓力為基準(zhǔn)度量壓力單位：1Pa＝1

N/m21MPa=106Pa思考：壓力表中所顯示的數(shù)據(jù)是絕對(duì)壓力還是相對(duì)壓力？4、帕斯卡原理工作原理在密封容器內(nèi)，施加于靜止液體的壓力，可以等值傳遞到液體內(nèi)各點(diǎn) —— 帕斯卡原理 （靜壓傳遞原理、如千斤頂）力可以放大，可以縮小，可以改變方向結(jié)論2：液體內(nèi)的壓力決定于外界負(fù)載p=

F/A結(jié)論1：靜止液體內(nèi)各點(diǎn)處壓力近似相等練習(xí)與思考：液體內(nèi)的壓力決定于外界負(fù)載假設(shè)忽略液壓系統(tǒng)中的液壓油和活塞的摩擦力、油自重、活塞重等，分析液壓缸內(nèi)的液壓油的壓力。(a)圖：F=0，p≈0(b)圖：F≠0，p=F/A(c)圖：F=∞, p=∞ 實(shí)際上系統(tǒng)會(huì)損壞例：已知小液壓缸的面積A1=20cm2，大液壓缸的內(nèi)徑A2=100cm2，大活塞上的外負(fù)載W=10000N。問(wèn)在小活塞上應(yīng)加多大的力F1才能使大活塞頂起重物W ？WP1P2結(jié)論：液壓傳動(dòng)可以將力放大。解題思路：建立平衡方程：p1=p2而P1=F1/A1；P2=W/A2則有：F1/A1=W/A2帶入數(shù)據(jù)得F1=2000N通過(guò)對(duì)比分析可知W/F1=5練習(xí)與思考：流體動(dòng)力學(xué)21、理想液體、穩(wěn)定流動(dòng)理想液體：假設(shè)的既無(wú)粘性又不可壓縮的流體稱為理想流體實(shí)際液體：有粘度、可壓縮的液體

恒定流動(dòng)：液體流動(dòng)時(shí)，液體中任一點(diǎn)處的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)，亦稱為定常流動(dòng)或非時(shí)變流動(dòng)（實(shí)驗(yàn)）非恒定流動(dòng)：

壓力、速度、密度隨時(shí)間變化的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)恒定流動(dòng)

非恒定流動(dòng)

2、流線、流束、流管、通流截面：流線：液流中各質(zhì)點(diǎn)的速度方向相切的曲線流束：許多流線組成的一束曲線流管：通過(guò)一條封閉曲線的密集流線束通流截面：垂直于流動(dòng)方向的截面，也稱為通流截面3、流速、流量流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流經(jīng)某通流截面流體的體積，流量以q表示，單位為

m3/

s

或

L/min流速：流體質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的距離實(shí)際流體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)流速不等平均流速：通過(guò)流體某截面流速的平均值

液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度

A

vv=q/Aq=0v=0q

q↑v↑q↓v↓

結(jié)論：液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度取決于進(jìn)入液壓缸的流量，并且隨著流量的變化而變化。4、液體的流態(tài)1）雷諾實(shí)驗(yàn)2）流態(tài)3）判定流態(tài)流體的連續(xù)方程液體在管內(nèi)作恒定流動(dòng)，任取1、2兩個(gè)通流截面，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)兩個(gè)截面的液體流量相等，即：依據(jù)：質(zhì)量守恒定律結(jié)論：流量連續(xù)性方程說(shuō)明了恒定流動(dòng)中流過(guò)各截面的不可壓縮流體的流量是不變的。因而流速與通流截面的面積成反比

ρ1v1A1=ρ2v2A2不考慮液體的壓縮性，則得q=vA=常量流體的伯努利方程1、理想液體伯努利方程

假設(shè)：理想液體作恒定流動(dòng)

依據(jù)：能量守恒定律

2、實(shí)際液體伯努利方程當(dāng)紊流時(shí)α＝1，層流時(shí)α＝2實(shí)際液體：有粘性、可壓縮、非穩(wěn)定流動(dòng)速度修正:α動(dòng)能修正系數(shù)平均流速代替實(shí)際流速，考慮能量損失hw

內(nèi)摩擦—因粘性，液體分子間摩擦摩擦

<

外摩擦—液體與管壁間產(chǎn)生原因：碰撞、旋渦（突變管、彎管)產(chǎn)生附加摩擦。液體壓力損失與能量損失3液壓沖擊與空穴現(xiàn)象4措施：延長(zhǎng)流體換向時(shí)間；縮短管長(zhǎng)，加大管徑，限制管道液體流速；設(shè)置緩沖元件（又稱空穴現(xiàn)象）措施：避免壓力突降。減小壓力降，降低吸油高度h，加大管徑d，限制液體流速v，防止空氣進(jìn)入。姓名班級(jí)組別日期任務(wù)名稱液壓千斤頂輸出力的確定工作任務(wù)液壓千斤頂輸出力的計(jì)算任務(wù)描述在液壓實(shí)訓(xùn)室，利用液壓連通器和砝碼，找出液壓千斤頂輸入力和輸出力的關(guān)系，并計(jì)算液壓千斤頂?shù)妮敵隽?。任?wù)要求掌握危險(xiǎn)化學(xué)物品的安全使用與存放；正確使用相關(guān)工具；計(jì)算千斤頂?shù)妮敵隽?。提交成果系統(tǒng)危險(xiǎn)物品清