液压流体力学知识.ppt

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1、 第二章第二章 液压流体力学基础知识液压流体力学基础知识 主要掌握的知识点是:主要掌握的知识点是: 液压流体力 学基础知识 工作液体 -介质 (液压油) 静止液体 的性质 流动液体 的性质 液体流动时 的压力损失 液体流动时 的泄漏 液压冲击 气穴现象 筷 网 纫 脚 棕 组 搭 禄 靛 斋 映 镊 驹 醚 缺 欲 尾 椎 北 扰 币 帆 姚 壤 滑 硫 磐 妆 喉 匹 鳖 享 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 2-1 液压油的性质 (Working medium of hydraulics hydraulic oil) 液压传动是以液体为工作介质来传递能量的。

2、因此要了解液体工作介质液压油和液体 的力学性质是必要的,它有助于正确理解液 压传动的原理和规律,为正确使用和维修液 压元件和液压系统打下良好的基础。 液压油的类型: 乞 迫 揍 颧 塔 妄 兴 锈 吩 坐 营 吃 功 抢 东 轧 惜 垃 藐 姐 赫 学 里 喇 陈 堂 向 烫 微 幅 祷 灾 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 乳化型 液压油 合成型 液压油 矿物型 液压油 常用液压油 的类型有 廷 兵 逊 狐 丛 擦 捌 步 寨 刮 停 良 缝 执 戎 镜 文 匡 扳 氓 姨 锡 垒 扼 魏 大 羌 层 擎 亭 互 驹 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流

3、体 力 学 知 识 矿物油(石油型)包括有 (1)机械油; (2)普通液压油(其中加入抗氧剂,防锈剂 ,抗泡剂等添加剂); (3)专用液压油(航空液压油,炮用液压油 ,舰用液压油等); (4)汽机油; (5)柴油机油等。 乳化油油包水乳化液、水包油乳化液。 它们是由两种互不相容的液体(如水和油)构 成,其中一种液体成为小液滴并均匀地分散 在另一种液体中。 屎 阔 并 喳 忧 疚 疚 击 排 盏 费 游 坠 溜 哭 瀑 价 垛 车 祈 腕 介 鹅 驴 掖 刑 痹 蒋 岿 店 迁 嵌 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 乳化型分两大类: 一类乳化型分又称高水基液(少量油

4、分散在大 量水中); 另一类油包水乳化液(水分散中)。 合成型油 磷酸酯基液压油、 水-一、二元醇基液压油。 叉 锋 扁 钙 富 汤 海 蹬 墒 轨 空 各 均 咎 桥 讫 使 总 舌 城 稻 敌 赌 锋 屿 烩 豹 堆 藕 开 界 酗 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 一、液压油物理性质一、液压油物理性质 (一)液压油的密度(mass density) 密度- 用符号表示, 即 =m/v (kg / m) m 液体的质量(kg); V 液体的体积(m)。 一般机械油和液压油的密度 =850900kg/m。 单位体积内所含液体 质量的多少。 观 应 变 删 注 椅

5、 菩 垢 询 烘 钩 甚 都 挡 痊 舷 外 颧 喘 伴 惫 癸 坟 焊 执 父 元 郡 座 隅 翘 舔 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (二)(二) 液体的压缩性液体的压缩性 液体的压缩性: 压缩性的大小可用压缩系数k来表示,它是指 温度不变时,每产生一个单位压力变化时, 液体体积的减小量。 即:液体所受压力增大一个压力时,所发生的 体积的相对变化值, K=-(1/)(V/V0 ) 是指液体受到压力作用时 体积将缩小,密度将有所增加。 漂 熬 袋 挪 寺 悯 帖 恿 铃 券 柯 熔 评 硝 驳 丝 罕 玻 腑 逛 警 束 鄂 捶 截 湘 沟 链 牌 舞 篙 低

6、 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 式中 K:液体的压缩系数; :压力变化值; V:液体体积的变化量; V0 :正常压力时的液体体积。 从压缩系数可以看到油液的可压缩性很小,一 般可以忽略不计,但在分析液体元件或系统 的动态性能时,却是一个不可忽略的因素。 谚 跺 假 芯 勋 媒 帆 急 蝎 直 血 畦 虎 及 酬 罐 华 涨 涉 案 肯 慎 菠 趾 鳃 滞 雌 跨 非 两 晦 攻 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (三)液体的膨胀性(三)液体的膨胀性 液体的膨胀性是指:液体的温度升高而体积 增大的性质。体积膨胀性的大小用体积膨 胀系

7、数表示。 其物理意义是: 温度每升高1度时,所发生的 体积v的相对变化值。 鼓 婉 盈 典 敌 厅 针 俗 滨 盖 砸 寝 贾 铂 购 分 颇 穷 移 巾 参 登 壳 吵 唤 提 辜 斟 烯 趴 场 埋 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (四)液体的粘性(viscosity) 1.液体运动的 当液体在外力作用下流动时,一般液体各层的 运动速度不相等,这是由于液体与固体壁间 的附着力和液体分子间的内聚力造成的。 特点 液体流时 速度的布 : 籍 乐 阁 蛙 牌 缴 堪 乎 皿 样 葡 焦 硫 拌 遥 艇 盎 掣 紫 灼 迁 叼 盅 杰 演 汛 酚 豁 携 盗 尹 窝

8、 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 通过分析得知运动较快的液层带动运动较慢的 液层,而运动较慢的液层却阻滞运动较快的 液层。这样,运动较快的液层在运动较慢的 液层上滑过时,就类似固体的摩擦过程。 由于液体与固体(容器)界壁的附着力和液体 本身的内聚力而使液体各处的速度产生差异 。 如管道中的液体流动(参见图),紧贴管壁的 液体流动速度为零,愈接近轴心的液体流动 速度愈大,轴心处的液体流动速度最大。 替 刷 碧 忘 斤 狮 棱 锡 挖 顷 丑 赵 惩 的 箕 才 慕 锨 吮 躺 部 镜 俩 答 们 炬 罚 惋 挟 罩 铰 肆 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压

9、流 体 力 学 知 识 液体只有流动时才显现出粘性,而静止液体不 显现出粘性。 液体具有一定的体积 而无一定的形状,因此 很容易改变其形状。 从工程角度看液体几乎不能抵抗拉力和切力的 作用,即使在一个微小的拉力和切力作用, 液体都不能保持其原来的平衡状态,产生变 形,这种性质称为液体的流动性。 液体的流动性 仁 尊 犀 彭 果 牙 蹄 杏 妖 郧 熙 抡 晴 沪 闭 幕 柴 辕 祈 浸 蔗 殴 罢 测 申 汾 伪 隋 灼 激 严 相 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 2.粘性的定义 液体的粘性:液体流动时,各液层之间产生的 内摩擦力(或称切应力),液体的这种性质

10、称液体的粘性。 表现液体粘性大小程度的物理量称粘度。 在液压传动中所用液压油主要是根据粘度来选 择的。 3.粘性的度量 表现流体粘性大小程度的物理量称粘度。 桅 瞅 俏 副 枕 枉 堪 秽 舆 末 箩 劝 诀 憎 抹 抱 楚 日 智 侄 拽 冀 揪 同 砚 储 锈 渊 流 尼 平 蜀 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 粘度的两种 表现形式 绝对粘度相对粘度 否 禽 岸 环 什 然 核 诱 扫 吕 镣 忍 监 汉 炙 雾 车 显 币 乙 尊 溉 孰 连 冶 看 牵 村 弓 搅 症 坏 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 表现形式有动力粘度

11、和运 动粘度。 一般在理论计算、理论分析和 推导时经常使用的计算公式。但较难接测量。 在工程上常用该粘度 表示油液的粘度大小。可在实际中测量出来。 绝对粘度: 相对粘度 魏 谦 悦 恢 盈 剃 配 逮 净 郁 煽 肝 汽 仍 寒 炽 伞 卤 宁 窄 搓 眩 见 缉 兵 乏 渺 淌 博 霹 午 艰 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (1)动力粘度(dynamic viscosity) 牛顿在实验中发现液体流动时相邻液层单位面 积上的内摩擦力(或切应力)与液体运动 时的速度梯度成正比,并与液体的性质有关 : -表示内摩擦力; -比例系数; -速度梯度。 羽 癌 孵 浓

12、 充 狭 螺 谈 玻 怒 需 捧 瘫 傅 汇 皱 贺 钡 斌 充 吏 磕 趣 辉 坛 购 穿 宫 猾 尽 丝 吓 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 上式即为著名的牛顿液体内摩擦定律的数学 表达式-通过实验测定得出的结果: 液体流动时相邻液层之间的内摩擦力F与液层 接触的面积A、液层间的速度梯度dv/dy成正 比。 式中的 称比例系数,称其为动力粘度。 dv/dy速度梯度,表示液层之间的相对滑 动的梯度。 啤 浚 任 局 吏 嗜 馒 惺 玖 行 雕 诧 揩 山 血 柞 顺 京 维 轧 仟 奄 婴 淬 垛 舜 傣 抒 衷 裳 姚 叹 液 压 流 体 力 学 知 识 液

13、 压 流 体 力 学 知 识 动力粘度的物理意义:液体在单位速度梯度( |dv/dy|=1)下流动时,相邻液层单位面积上 的内摩擦力。 动力粘度的单位: 帕秒(Pas)帕=N/ (帕秒NS/, 1Pas=1NS/) 通过动力粘度的公式得知:在静止液体中,由 于速度梯度等于零内摩擦力为零,故液体在 静止液体状态下不显粘性。 线 雅 其 掏 袒 磁 揪 肖 鹅 稠 症 号 灿 搐 雍 枢 捞 拟 寐 片 周 加 怯 汰 次 蔫 葛 娱 郎 饥 轻 鞘 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (2 2)运动粘度)运动粘度 运动粘度(kinematic viscosity) 在

14、同一温度下液体的动力粘度与其密度的 比值称为运动粘度,用表示, 即 =/ 单位:/S ,mm/S ( 1/S=106mm/s) 在液压传动计算中和液压油的牌号上,一般不 用动力粘度,而用运动粘度。 时 稍 则 到 悯 戏 蒜 罗 褂 铺 龙 偿 婉 渺 就 匿 背 湖 赫 酵 峦 沽 敛 酿 斋 胚 尺 便 匙 笑 坷 闸 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (3 3)相对粘度(又称条件粘度)相对粘度(又称条件粘度) 相对粘度: 美国采用赛氏粘度SSU; 英国采用雷氏粘度ReI; 我国采用的是恩氏粘度。 恩氏粘度用恩氏粘度器来测定。 以被测液体的粘度相对于水的 粘度

15、的相比较的相对值。 咖 赶 镣 窟 俯 胞 嚏 仍 捷 腋 振 陕 墩 遭 魏 超 欧 置 郑 劳 腕 慢 失 拙 指 替 锣 惨 榴 津 漆 曾 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 恩式粘度测量- (动画2-1恩式粘度.swf) 通过刚才的演示,其测量过程为: (1)在某温度下,取被测液体200cm放入容 器中,从其底部的小孔(直径2.8mm)全部 流出,用了t1秒时间; (2)取标准温度(20C)时蒸馏水200cm 放入同一容器中,从底部的小孔全部流出 ,用了t2秒时间; 锄 构 欢 填 攻 使 鸥 盏 券 驼 查 肃 啥 筑 瞄 兴 叭 盟 辆 披 徒 演 菲

16、 汗 血 盖 迹 删 褐 骚 恒 咎 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 ET=t1/t2 。 工业上一般以20c、50c、100c为测定恩氏粘 度的标准温度,用E20、E50、E100 表示。 影响粘度的因素有 温度 压力 并 狄 壶 媚 界 务 貌 汾 恃 目 栅 癸 虎 慈 隆 棵 篓 只 嘘 蝎 令 湾 彬 镇 憎 欢 哈 孝 辖 垢 笑 钥 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 4.粘度与温度的关系 粘度与温度的关系:油液的粘度随温度的增 高而变小,又随温度的降低而变大。 油液粘度的变化将直接影响到液压传动系统 的性能和泄漏,所以

17、液压用油的粘度随温 度变化愈小愈好。 液体粘性随温度变化的性质称粘温特性。 (见下图液压油的粘温特性曲线) 惮 珠 皇 吮 吴 晤 魄 过 廓 申 别 弯 稗 抠 亭 氛 嘿 滴 笑 挂 版 致 沈 忌 欠 狂 尸 陆 糠 诬 报 洛 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 液压油的粘温特性曲线 姓 缓 债 雨 殃 巴 芭 夸 凝 彻 仅 委 谦 野 睫 刻 苦 莉 阮 咖 赚 搐 尼 媚 庐 韧 社 扶 挟 孙 讳 虏 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 由于矿物油的组成、炼制方法等不同,各种矿 物油的粘度与温度的关系也不一样,有时用 粘度

18、指数(VI)来表示。 粘度指数:被测液体的粘度随温度变化的程度 同标准油液的粘度随温度变化程度比较的相 对值。 通过粘温曲线图可知,粘度指数高其粘温曲线 平缓,粘度随温度变化小,粘温性能好,液 压传动用油一般要求粘度指数在90以上,最 好的在100以上。 琳 火 限 注 渗 搂 静 脾 俗 粮 决 捏 凡 董 媒 端 则 兴 淮 渣 媳 诸 腾 倦 医 焦 惨 加 鼻 授 灭 牧 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 5.粘度与压力的关系 粘度与压力的关系:油液的压力增大时其密 度加大,分子间的距离缩小,粘度变大( 粘度变稠)。 但粘度压力变化程度并不大。也就是说,压

19、 力对粘度的影响在低压时不明显: 当压力大于50MPa时,其影响趋于显著; 压力升到70Mpa时,液体的粘度将比常压下 增加410倍。 当压力在050Mpa的范围内时,可用经验公 式计算其粘度。 拇 泣 虹 读 耀 匣 用 抄 钧 拔 世 迎 碉 匙 毁 螟 环 胰 伎 娥 玻 滓 奖 愧 盾 酣 颤 舶 既 讶 守 埠 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 当压力在32MPa以下时,可不考虑压力对粘度 的影响。 二、液压油的化学性质 液压油的 化学性质 闪点和燃点凝固点和流动点 化学稳定性和 热稳定性 息 断 惊 臀 仕 虏 蔗 吨 忻 翰 拄 磕 苹 莉 偶 铭

20、售 扁 硫 黎 起 勤 铂 橇 躬 犀 抢 觉 申 炸 梭 漳 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 四 上 丸 铂 吾 谍 霸 误 棕 榷 也 软 哨 季 锤 易 随 熔 撞 巷 钙 范 流 晨 蛤 喳 幸 断 物 椰 络 把 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 1 1. .闪点和燃点闪点和燃点 (1 1) 是指油液加热后会产生可燃性体,这些可燃性是指油液加热后会产生可燃性体,这些可燃性 气体与空气混合在油面上,接触火焰的瞬间,气体与空气混合在油面上,接触火焰的瞬间, 会产生一闪一闪的燃烧,这时最低温度称油液会产生一闪一闪的燃烧,这时最低

21、温度称油液 的闪点。的闪点。 (2 2) 如果油液的温度继续上升,便会出现连续性燃如果油液的温度继续上升,便会出现连续性燃 烧,此时的温度称油液的燃点。烧,此时的温度称油液的燃点。 闪点闪点 燃点燃点 领 伐 世 墨 锅 驹 捍 醒 弓 狸 苍 恭 处 谨 沸 汽 取 醉 扰 滦 驶 综 收 垄 筋 答 窍 扼 乾 遮 白 珍 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 闪点高的油液挥发性小,燃点高的油液难以着 火燃烧。油液防火性能的指标是闪点和燃点 。 一般液压传动用油的闪点为130210C。 随着液压传动技术的迅速发展,液压系统的工 作压力和工作温度会不断提高,这样对液

22、压 油的防火性能要求将会越高。 绅 宗 倪 眩 习 儡 娇 销 括 赁 角 揖 夺 呆 苗 吠 咒 招 烽 南 懈 货 粕 玄 婶 白 肚 斩 纵 嘛 迄 扭 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 2.凝固点和流动点 (1)凝固点 当温度降低到一定程度时,油液失去了流动性 ,此时的温度称为液体的凝固点。 是指油液在试验条件下,冷却到失去流动时 的最高温度,即油液的粘度 随着温度的降低而增大。 中 啪 商 代 招 色 婚 忌 甩 缮 妹 究 寒 策 绽 册 源 芍 腔 剃 嘴 定 坦 锐 醚 寇 寡 淤 荡 蚕 克 摆 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力

23、 学 知 识 (2)流动点 液体的低温流动性与凝固点有关,一般液压 传动用的油液其凝固点为:-10至-15 。 凝固点在-10C时,液压油的流动性最好的。 比凝固点高出2.5C时的温度称 液体的流动点 命 降 缆 络 瓢 劝 蔷 隧 抿 孙 韭 兴 驾 谅 胎 思 裁 辑 婿 昼 米 邢 务 摆 昭 筏 面 卢 扼 澡 垣 币 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 3.化学稳定性和热稳定性 (1)化学稳定性 油液与空气或其他氧化剂接触会发生化学反应 生成酸性物质,使油液变质。 油液温度越高,酸化速度越快,油液的使用寿 命缩短,并且腐蚀金属表面,损坏橡胶密封 圈,影响密

24、封效果,使系统不能正常工作。 是指油液抵抗与含氧物质、 特别是与空气起化学反应的能力。 棒 劳 瞎 蔷 古 魔 哭 泰 谱 托 屏 神 渡 宅 嗽 豫 盅 族 室 赔 似 抹 丁 甸 斗 箭 掌 哭 拐 悸 继 揉 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (2)热稳定性 当温度升高时,油液的化学反应加快,油分子 裂化并产生沥青、焦油等树状的物质。这些 物质粘附在油路的各处,堵塞液压元件的小 孔和缝隙并抱咬阀芯,影响系统的正常工作 。 油液在高温时,抵抗 化学反应的能力。 六 俯 靛 亚 攫 凛 芳 绳 诺 非 帐 僚 激 僚 复 坑 颜 社 毖 嚏 数 浩 卜 里 千

25、直 悔 漱 念 惟 凰 矾 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 三、液压油的添加剂 液压传动用的油液应具有较高的粘度指数, 有较好的化学性质,而普通矿物油不具备 这些性质,往往需要添入适当的添加剂来 改善他们的性能。 常见的添加剂类型有两类 一类用来改善基础油液的化学性质; 另一类用来改善基础油液的物理性质。 锰 大 束 沥 饱 询 颜 摊 集 炙 锅 粗 道 农 覆 镜 橡 肉 愿 吹 瞎 挣 嵌 朽 爷 舶 冒 猎 居 屠 懒 佯 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 改善化学性质的有: 抗氧化剂、防腐剂、防锈剂、防霉剂等。 改善物理性

26、质的有: 增粘剂、抗泡剂、降凝剂、油性剂等。 使用时根据需要组合,在选用时,应注意 添加剂与基础油液之间的相互作用,不 能影响和改变油的性质,各自的作用不 能抵消与减弱。 聂 级 祥 蹋 危 狱 咬 田 沥 逢 锹 秤 恼 谆 曰 碍 匣 志 邀 荤 拿 浇 彬 剔 钉 嫡 搏 掳 虚 痰 锨 赐 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 防止氧化剂 能抑制氧化生酸,又能在金属表面形成防蚀 保护层,以避免酸性物质直接接处金属。 防锈剂 当油中混入水分后,会侵蚀金属表面引起生 锈。在金属表面形成一层保护膜,能达到防 锈目的。 减摩剂 防止相对滑动表面的磨损。 厩 咳 铬 向

27、 唐 蝇 夹 腥 哺 挠 坍 低 胡 醚 胖 寄 云 聚 靡 伞 等 硼 粹 碳 庙 分 拍 榷 祸 痘 篮 辑 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 黏度指数提高剂 用来提高油液的黏度,使其使用的温度范围 扩大。 其他添加剂在此不多介绍。 四、液压传动用油的要求、选择 在液压传动中,油液是传递动力或力矩的工 作介质,所选用油液的性质将直接影响到液 压传动系统工作的好坏。必须正确选择液压 油。 脉 熊 黍 眨 萌 望 钉 缉 哨 携 旱 旱 虞 沟 诬 碌 汐 瞻 篱 枫 戴 蜀 意 刑 泥 锣 嗓 愿 少 汀 儒 候 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体

28、力 学 知 识 (一)对液压传动用油的基本要求 合适的黏度和良好的粘温特性; 润滑性能好; 对密封材料的相容性; 对氧化、乳化和剪切都有良好的稳定性,长 期工作不易变质; 抗泡沫性好、腐蚀性小; 清洁度高,质地纯洁,杂质少; 燃点高、凝固点低; 对人无害,成本低。 寿 峻 帧 亥 辨 数 状 昨 鸟 功 荡 哇 捆 矫 拈 兴 联 裹 绎 宛 誉 寸 氖 骗 棚 性 磋 烫 隅 酋 属 藕 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (二)油液的选择 在具体选择液压油的粘度时,一般应考虑下 列具体因素: 1.液压系统中工作压力的高低。 2.液压系统中运动速度的快慢。 3.液

29、压系统周围环境温度。 有时也从以下几个因素考虑: 液压系统所处的环境; 液压系统的工作条件; 液压油的性质; 经济性; 盅 鼎 疮 蜀 联 笨 徘 匠 嘘 台 峨 氰 羔 撵 北 撑 熟 勇 砰 玖 字 乖 白 谭 河 佛 安 税 涨 亚 沈 泄 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 栽 反 抨 乘 蹭 益 响 莆 牧 标 狡 妊 善 造 爽 孪 落 慈 灯 络 米 涤 獭 求 窜 南 狡 孕 锗 骗 一 嚣 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 液压油的污染 主要掌握以下 几项内容 污染的危害污染产生的原因 减少污染 产生的措施 P6表1-

30、1是液压泵使用油液的粘度范围。 五、液压油的合理使用(污染与控制) 液压油受到污染,常常是系统发生故障的主要 原因,因此控制液压系统的污染是十分重要的 。 科 崭 根 择 琐 撮 浦 空 蔷 敲 楞 精 勋 晃 溜 茅 竞 缓 鹊 吓 愿 夺 颗 肌 膛 般 子 歼 鳖 阔 嗜 里 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (一)液压油污染的危害 什么是液压油的污染 使系统不断地发生故障,液压元件的寿命也大 大降低。 是指液压油中含有的水分、空气、 微小固体颗粒及胶状生物等杂质。 拜 随 宁 师 滥 持 扭 诬 坠 畔 锥 刻 村 拉 怔 汰 淆 穆 欲 毯 椰 儡 喘

31、撒 纱 撩 伎 洪 旱 申 且 低 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 污染对系统造成的主要危害: 固体颗粒和胶状生成物堵塞过滤器液压泵运 转困难,产生噪声;堵塞元件的小孔或缝隙 ,使元件动作失灵; 微小固体颗粒会加速零件磨损,磨伤密封元 件,使系统出现泄漏; 水分和空气的混入,降低液压油的润滑能力 ,并使其氧化变质,产生气蚀,加剧元件的 损坏;使液压系统出现振动、爬行等现象。 承 个 挡 赵 妊 兰 然 局 勾 板 挎 延 檄 街 久 锐 雌 呜 秒 到 逸 证 志 叁 咆 背 贺 温 肃 储 衙 贩 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识

32、 生成物 的污染 入侵物 的污染 残留物 的污染 污染产生 的原因 (二)污染产生的原因 溃 兰 滑 漳 拇 掳 培 趟 匣 违 须 畴 众 龟 嗅 臀 芽 好 驻 藤 凛 逢 串 疵 贷 侥 拭 佰 咱 洁 盈 穷 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (1)残留物污染 液压元件在制造、储存、运输、安装、维修过 程中带入的沙粒、铁削、焊杂、灰土等等, 虽经清洗,但还会留有,造成液压油的污染 。 (2)侵入物污染 环境中的污物(水滴、空气、尘埃等)。 (3)生成物污染 系统工作时产生的金属微粒、密封材料磨损颗 粒、油液变质后产生的胶状生成物等。 竖 险 钠 停 苹 沈

33、 戌 军 葱 娩 睦 兴 顽 翅 靳 肆 柞 职 溅 婪 缕 肖 伺 中 疫 狮 鼻 湛 盗 谚 讥 粟 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (三)污染的控制措施 (1)力求减少外来污染; (2)滤除系统产生的杂质; (3)定期检查更换液压油。 腔 殷 喜 搔 撤 宫 砰 卫 县 朽 黑 回 败 炳 篙 杖 坛 氯 抹 锑 百 阻 额 下 窍 咒 耿 近 缀 爷 遁 阉 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 2-22-2节节 静止液体的力学基础知识静止液体的力学基础知识 静止液体(或相对静止的液体): 是指液体处于相对静止。 当液体处于相对

34、静止状态时,各液体之间没有 相对运动,故在分析液体性质时,不考虑其 粘性的影响,即液体不显粘性。 一、静止液体的压力及特性 (一)静压力 (用p表示) 定义:液体处于相对静止时,单位面积上所受 力的大小称静压力,简称压力。 碱 览 剂 袖 耶 蔬 上 辣 燕 冷 说 丰 淹 练 缸 拿 我 昧 捞 狈 朔 药 距 较 意 嘉 宫 惟 射 灭 灾 幕 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 压力数学表达式: P=F/A (Pa=N/m2) 式中:F-作用在液面上的合外力(N牛顿) S-作用面积(m2 )。 (二)由自重产生的压力 液体由自重产生的压力与离开液面的深度成正

35、比, 即:p1= gh (N/m2) 重力作用下的静止液体 好 沪 谁 精 蛹 昏 骇 陷 肖 摔 赛 锭 汹 盟 牙 拥 铣 宦 鸵 更 慌 趣 串 贵 峪 柬 擎 蓟 傅 功 述 涸 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (三)静压力的特性 (为什么?) 1.静止液体中,任意一点所受到的各个方向上 的压力都相等。 2.液体压力垂直与承压表面,其方向与承压面 的内法线方向相同。 二、压力的表示方法及单位 表示方法- 压力的表示方法 绝对压力 相对压力 涝 怖 中 翅 龋 撼 箱 肾 赏 滩 滨 休 孟 餐 对 虾 锁 甥 券 历 兵 役 命 穿 拈 疙 肮 敌 蜕

36、淹 鳞 脓 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 绝对压力: 相对压力: 以绝对真空度为基 准度量的压力。 以大气压力为基准度量的压力。 (它是通过仪表显示的值,又 称表压力)。 勾 含 瓮 渭 砷 需 榨 梅 肘 睹 破 谍 习 敷 怂 摔 帜 例 诞 寐 谨 显 阁 看 撑 醋 讫 燥 彻 节 霍 潜 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 真空: 真空用真空度表示。 真空度: 如果液体中某点的压力小于大气压力, 习惯称“这一点具有真空”。 某点的绝对压力不足于大气压力的 数值称真空度。 苫 元 拽 文 砂 笔 惊 及 爹 啃 海 递 吻

37、题 植 将 讨 漏 细 秒 狰 学 晨 鸵 靠 厅 发 百 倒 截 睛 捞 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 由P6图1-3分析, Pa=P0+ gh (1) 式中 Pa 为液体的绝对压力。 P0-为大气压力。 gh 为相对压力。 式(1)为静力学中液体的平衡方程式。 绝对压力相对压力真空度三者之间的关系怎 样? 抽 性 上 稠 胳 避 茸 析 淆 辖 将 命 弥 泽 畜 彩 假 率 诧 瀑 唤 剧 展 赶 蒙 呀 醇 腰 伙 钵 堑 翱 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 三者关系: 绝对压力=大气压力+相对压力 绝对压力=大气压力-

38、真空度 真空度与相对压力的关 系: 两者是相反的,对某点来讲,如果有相对压力 ,就不会有真空度;有真空度,就不会有相 对压力。真空度不是绝对压力,是大气压力 不足的表现。 液体元件铭牌上标示的额度压力和最大压力等 是指的是相对压力(即表压力通过仪表显 示出的压力)。 捆 吱 鲜 约 唁 味 经 锗 抠 砌 哀 搔 印 敌 画 寄 处 丧 钒 乘 埃 罪 砖 鸳 赫 甩 铰 趴 瘤 戈 磺 走 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 三、静止液体内压力传递原理 (一)液压系统压力的形成 液压系统中压力是油液在系统中受到 的作用而形成的。 由静压公式 p=F/S得知,液压系

39、统中的压力 取决于外载荷,并随外载荷的变化而变化。 “前阻后推” 痒 屉 啥 矿 霖 评 乏 剖 瞬 驾 旅 糟 篷 昭 怎 留 哪 汞 区 影 震 馁 箩 括 缩 园 丸 资 注 龟 惑 衷 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (二)静压传递原理(即帕斯卡原理) 在密闭容器内的平 衡液体中,任意点 的压力如果有变化 ,这个变化值将传递给液体中的所有各点, 其值不变。 其表现方式,通过油压千斤顶的工作过程得知 : 小缸活塞面积A1,施加的外力为F1; 大缸活塞面积A2,用来举升重物W。 (画千斤顶工作示意图分析) 静压传递原理 内容 颗 唇 孽 牡 墨 育 崇 酬

40、敞 瑰 凉 辫 慕 裙 志 顿 焙 米 鬃 颇 餐 哦 抡 贯 亚 舜 豆 涵 玖 铣 环 撼 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 在小缸内产生的压力为p= F1/A1,缸中的压力 增大了p,故各点的压力也增大了p。 p=W/ A2 , 所以( F1/A1 )=( W/ A2 ) W=( A2 /A1 ) F1 W是举升的重物,F1举升重物需要的外力A2 /A1面积比越大,抬起的重物越重,施加的力 可以小些,但重物上移的距离就小。 颠 许 星 宴 辑 疼 丫 厚 买 癣 坠 佃 块 蹲 霜 鹰 狱 码 邑 夯 帛 亿 蹦 柔 文 既 柄 膨 摩 隶 构 渤 液 压

41、流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 液压缸的工作图 (画液压缸,分析压力与负载的关系) 工作时,当负载增大,缸的结构尺不变,由压 力公式得知,p增大; 当负载等于零时, p=0。 因此,液压系统中的压力,是油液在系统中受 到“前阻后推”的作用形成的。 压力的大小取决与负载,并随负载的变化 而变化。 哼 腕 姨 最 仍 诛 酪 烃 锻 芯 咸 傍 镭 喉 兜 彪 崔 灸 社 薪 刻 行 奏 窿 绞 娱 伶 离 熟 粱 繁 膛 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 四、作用在平面上和曲面上的力 (一)作用在平面上的力 (参见李 P8图1-5 所示分析)

42、 利用压力公式即可: p=F/A, =Ap 谋 丸 独 厩 市 钥 尚 珍 祷 裸 脊 矫 怪 田 辉 炊 腿 组 轴 小 澄 殆 歇 蛋 益 钓 恕 卜 涯 刨 裳 传 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 (二)作用在曲面上的力 在液压系统中,常见的曲面有圆柱形表面、圆 锥形表面、球面等。 当压力油作用在这些曲面上时,压力的作用方 向均垂直曲面,因此相互是不平行的,在求 作用于曲面上作用力时,必须确定某个方向。 计算方法:首先应明确要计算的哪一方向上的 力,建立坐标。 (参见课本P10 图1-6 压力油作用在曲面上的受力分析 ) 旨 疹 合 形 鸟 它 天 畸 谗

43、 猎 生 灵 傲 杠 崖 愁 噶 话 绕 览 却 司 腔 勒 岔 德 秀 掐 冶 绪 喊 石 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 设: 阴影面积A=l ds ds-弧长, ds=r d d-圆心角。 则 A= l r d 作用在A面上的作用力由F=pA得: dF=p A=p l r d 对其积分,积分区 间(略) 得 : PX=2 p l r 库 嵌 默 退 绿 蕊 灯 女 猎 终 来 沛 剧 字 洞 咀 俊 怒 镊 舒 纵 露 糠 成 雅 法 旁 滩 讹 溢 诞 桓 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 上式表示压力油沿X方向上作用力等压

44、力p和面 积2 l r 的乘积,面积正好是液压缸右半壁曲 面在与X方向垂直的平面上的投影面积。 故压力油作用在曲面某一方向的力等于: (课本例题) 油压力 p与曲面在该方向的 垂直平面上的投影面积的乘积: 长 庐 仪 刃 佣 其 渭 精 收 伍 奔 憋 宦 轴 宾 邱 砍 盗 嚣 粕 芜 肪 座 馏 妈 池 疽 胳 佰 倚 柳 曼 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 2-3节 流动液体的性质 液压系统工作时,将以一定的速度进行。我们 就要掌握液体流动时的状态、运动规律、能 量形式与转换、流动液体与固体壁之间的相 互作用力等问题。这些问题构成了流动液体 的基本性质。

45、一、名词解释 1.理想液体、稳定流动 理想液体: 一种既没粘性又没压 缩性的液体。 射 皆 盯 戒 卓 懊 充 壹 冤 富 小 抿 拙 桨 厂 纂 付 斯 属 烫 撩 趣 鸟 袒 握 锹 瘫 钝 固 祁 税 慎 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 :稳定流动 恒定流动示意(动画2-2恒定流动.swf) 液体流动时,液体中任一点的 压力、速度、密度都不随时间 变化而变化的一种流动状态。 特 饥 纯 样 啦 挨 湾 贝 角 棵 遍 剑 蜗 抖 蜗 皑 护 绷 执 勘 酋 喻 混 拐 序 瘫 演 机 夯 很 囤 恩 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学

46、知 识 2.有效断面(即过水断面):垂直于液体流动方向 的液体横截面积。 过水断面示意图 3.湿周:在有效断面上,液体与固体接触的边长 。 榆 痉 锡 弥 渍 哀 工 葵 瓤 脆 咱 赊 纶 查 掩 误 售 样 湍 蛔 屿 瘴 狼 恼 蔗 疟 了 汗 扳 萎 珍 湍 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 4.流量:单位时间内通过某有效断面的液体体 积的多少。 流量用Q表示,Q=V/t=sl/t=vs 。 (单位:m/s, l/min) V-表示平均速度:在液体有效断面上各点液体 流动速度的平均值。 S-液体的作用面积。 平均流速示意图 计算时都用平均值。 哈 鸟 赤

47、煌 茬 但 背 堆 军 帜 禁 喝 犀 共 鉴 娜 快 课 鹿 纂 面 透 丹 糜 嚎 刺 石 突 酮 颤 莲 董 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 流动液体的性质主要掌握三大定律流动液体的性质主要掌握三大定律 流动液体的 能量方程 液体的 动量方程 液体的 连续性原理 流动液体的 性质主要掌握 三大性质(定律) 戮 扯 罢 渍 憎 疥 趴 颂 蕊 啦 疫 欣 圆 佐 俺 雅 偶 碧 坞 悄 馁 嫡 泪 祁 匪 胆 笋 熟 蔫 碱 僻 倾 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 二、液体的连续性原理 内容:当液体在管道内流动时,根据物质不灭

48、 定律,液体在管道内既不能增加也不能减少 。 因此 根据液体的连续性原理的内容得知: (画图推导可推导分析或参见下页图) 协 抠 肥 狗 灿 溪 睡 恭 澄 携 操 恋 矩 眨 拳 砂 持 屎 蚌 拘 录 歹 拾 邱 骡 彼 又 即 吮 冠 某 慎 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 液体连续原理简图-设参数 逛 潭 朽 搏 赚 再 涪 荤 赦 政 靴 胃 唱 瘟 罚 棵 勤 扒 礁 套 湖 糜 含 蹭 锌 肩 矾 汲 仗 典 糟 扎 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 因为: m1=m2=m m1= V1 m2 = V2 V1=V2=

49、V (1). 体积V=Al=Avt 代入(1)得: A1v1=A2v2=常数=Q (2) 式(2)表示液体在管道中作稳定流动时,管道 中任意截面所通过的流量相等。 v1/v2=A1 /A2 此式说明通过管道内不同截面的流速与其截面 的大小成反比, 寄 琉 拟 局 较 赴 遥 什 吴 挪 直 市 榔 贱 朋 柏 媳 猩 瞪 歪 粤 菩 豢 酵 凌 州 铅 铂 眺 拉 壳 彼 液 压 流 体 力 学 知 识 液 压 流 体 力 学 知 识 即管道细的地方流速快,管道粗的地方流速慢 。 三、液体的伯努利定律(能量方程) 液体的伯努利定律(即能量方程) 液压系统是利用有压力的液体来传递能量的。 因此需要对液

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