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1、第二章液压传动第1页，本讲稿共58页第一节 工作液体的主要物理性质 液压传动是以油液作为工作介质来传递动力的，油液的物理性质对系统的工作性能有很大影响。一、密度和重度 液体单位体积的质量称为密度。常用符号表示。第2页，本讲稿共58页公式：=m/V 液体的密度，/m3；对矿物质油一般取 =850900/m3；m液体的质量，；V 液体的体积，m3。=G/V(G-液体的重量)液压油的密度和重度因油的牌号而异，并且随着温度的上升而减小，随着压力的提高而稍有增加。第3页，本讲稿共58页粘性粘度粘性粘度 液体在外力作用下流动时，其流动受到牵液体在外力作用下流动时，其流动受到牵制，且在流动截面上各点的流速不
2、同。各层液制，且在流动截面上各点的流速不同。各层液体间有相互牵制作用，这种相互牵制的力称作体间有相互牵制作用，这种相互牵制的力称作液体内的摩擦力或粘性力。液体内的摩擦力或粘性力。第4页，本讲稿共58页2、1液压油液压油2、2液体静力学液体静力学第二章第二章 液压流体力学基础液压流体力学基础第5页，本讲稿共58页了解油液性质、静压特性、方程、传递规律了解油液性质、静压特性、方程、传递规律 掌握静力学基本方程、压力表达掌握静力学基本方程、压力表达式和结论式和结论目的任务目的任务第6页，本讲稿共58页重点难点重点难点液压油的粘性和粘度液压油的粘性和粘度粘温特性粘温特性静压特性静压特性压力形成压力形成
3、静力学基本方程静力学基本方程第7页，本讲稿共58页提问作业提问作业1、什么叫液压传动？液压传动的特点是什么？、什么叫液压传动？液压传动的特点是什么？2、液压传动系统的组成和作用各是什么？、液压传动系统的组成和作用各是什么？第8页，本讲稿共58页液压油液压油2、1、2对液压油的要求及对液压油的要求及选用选用2、1、1液压油的物理性质液压油的物理性质第9页，本讲稿共58页2、1、1液压油的物理液压油的物理性质性质一一液体的密度液体的密度二二液体的粘性液体的粘性 三 液体的可压缩液体的可压缩四四其他性质其他性质第10页，本讲稿共58页液体的密度液体的密度密度密度单位体积液体的质量单位体积液体的质量=
4、m/vkg/m3密密度度随随着着温温度度或或压压力力的的变变化化而而变变化化，但但变变化化不不大大，通通常常忽忽略略，一一般般取取=900kg/m3的大小。的大小。第11页，本讲稿共58页液体的压缩性液体的压缩性：液体受压力：液体受压力作用时体积发生变化的性质。作用时体积发生变化的性质。二、液体的压缩二、液体的压缩性性第12页，本讲稿共58页液体的体积压缩系数定液体的体积压缩系数定义义定义：定义：体积为体积为v的液体，当压力增大的液体，当压力增大 p时，体积减小时，体积减小v,则液体则液体在单位压力变化下体积的相在单位压力变化下体积的相对变化量对变化量。第13页，本讲稿共58页液体的体积压缩系
5、数公式液体的体积压缩系数公式=-v/pv=（5-7）x10-10m2/N第14页，本讲稿共58页液体的体积压缩系数物理意义液体的体积压缩系数物理意义 单位压力所引起液体体积的变化单位压力所引起液体体积的变化pv为保证为保证为正值，式中须加负号为正值，式中须加负号第15页，本讲稿共58页液体的体积弹性模数定义液体的体积弹性模数定义液体压缩系数的倒数液体压缩系数的倒数第16页，本讲稿共58页液体的体积弹性模数公式 k=1/=-p v/v第17页，本讲稿共58页液体的体积弹性模数物理意义 表示单位体积相对变化量所需要的压力增量，也即液体抵抗压缩能力的大小。一般认为油液不可压缩（因压缩性很小），计算时
6、取：k=（1、4-1、9）*109 N/m2 若分析动态特性或p变化很大的高压系统,则必须考虑。第18页，本讲稿共58页三、粘性与粘度 液液体体在在外外力力作作用用下下流流动动时时,由由于于液液体体分分子子间间的的内内聚聚力力和和液液体体分分子子与与壁壁面面间间的的附附着着力力,导导致致液液体体分分子子间间相相对对运运动动而而产产生生的的内摩擦力。内摩擦力。液液体体流流动动时时产产生生内内摩摩擦擦力力这这种种性性质质称为粘性称为粘性.第19页，本讲稿共58页粘 度 粘性大小的物理量称为粘性大小的物理量称为粘度粘度第20页，本讲稿共58页粘度 动力粘度动力粘度运动运动粘度粘度相对粘度相对粘度0E
7、第21页，本讲稿共58页动力粘度单位 国际单位（国际单位（SI制）中：制）中：帕帕 秒秒（PaS）或或 牛牛 顿顿 秒秒/米米2（NS/m2）；）；以前沿用单位（以前沿用单位（CGS制）中：制）中：泊（泊（P）或厘泊（）或厘泊（CP）达达因因秒秒/厘厘米米2dynS/cm2）换算关系：换算关系：1PaS=10P=103CP第22页，本讲稿共58页运动粘度 动力粘度与液体密度之比值动力粘度与液体密度之比值 第23页，本讲稿共58页运动粘度公式=/（m2/S）第24页，本讲稿共58页运动粘度物理意义（只是因为只是因为/在流体力学中经常出现在流体力学中经常出现用用代替（代替（/）第25页，本讲稿共5
8、8页 SI制：m2/SCGS制：St（斯）、CSt（厘 斯）(Cm2/）（mm2/S）换算关系：1m2/S=104St=106 CSt运动粘度单位第26页，本讲稿共58页运动粘度单位说明 单位中只有长度和时间量纲单位中只有长度和时间量纲类似运动学量。类似运动学量。称运动粘度，常用于液压油称运动粘度，常用于液压油牌号标注牌号标注第27页，本讲稿共58页液压油牌号标注老老牌牌号号20号号液液压压油油，指指这这种种油油在在50C时的平均运动粘度为时的平均运动粘度为20cst。新新牌牌号号LHL32号号液液压压油油，指指这这种种油油在在40C时时的的平平均均运运动动粘粘度度为为32cst。第28页，本
9、讲稿共58页相对粘度相对粘度0E 、不不易易直直接接测测量量，只用于理论计算只用于理论计算常用相对粘度常用相对粘度第29页，本讲稿共58页相对粘度（条件粘度）恩氏度0E 中国、德国、前苏联等用赛氏秒SSU 美国用雷氏秒R 英国用巴氏度0B 法国用 第30页，本讲稿共58页换算关系恩氏粘度与运动粘度之间恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系的换算关系=（7、310E-6、31/0E）10-6第31页，本讲稿共58页液体的其它性质液体的其它性质1、粘度和压力的关系粘度和压力的关系液液压压的的粘粘度度随随压压力力的的增加而增加。增加而增加。粘粘度度与与压压力力的的关关系系为为正比例关系。正比例关系。第32
10、页，本讲稿共58页液体的其它性质液体的其它性质2、粘度和温度的关系粘度和温度的关系温温度度升升高高时时，油油液液的的粘粘度度将减小。将减小。粘粘度度随随温温度度变变化化的的关关系系叫叫粘粘温温特特性性，粘粘度度随随温温度度的的变变化化较较小小，即粘温特性较好。即粘温特性较好。第33页，本讲稿共58页2、1、2对液压油的要求及对液压油的要求及选用选用对液压油的要求对液压油的要求液压油的选择液压油的选择第34页，本讲稿共58页液压油的任务液压油的任务 工作介质工作介质传递运动和动力传递运动和动力润滑剂润滑剂润滑运动部件润滑运动部件第35页，本讲稿共58页对液压油的要求对液压油的要求（1）良好的粘温
11、特性；）良好的粘温特性；（2）良好的润滑性；）良好的润滑性；（3）抗氧化性能和热安定性好；）抗氧化性能和热安定性好；（4）抗剪切性能好。）抗剪切性能好。（5）良好的防锈性能。）良好的防锈性能。第36页，本讲稿共58页对液压油的要求对液压油的要求（6）良好的抗乳化性。）良好的抗乳化性。（7）抗泡沫性能好。）抗泡沫性能好。（8）清洁度和可滤性好）清洁度和可滤性好（9）与密封材料和涂料相容。）与密封材料和涂料相容。总之：粘度是第一位的总之：粘度是第一位的第37页，本讲稿共58页液压油的选择液压油的选择1选择液压油品种选择液压油品种2选择液压油粘度选择液压油粘度第38页，本讲稿共58页液压油的类型液压
12、油的类型机械油机械油精密机床液压油精密机床液压油气轮机油气轮机油变压器油等变压器油等 第39页，本讲稿共58页液压油选择液压油选择首先根据工作条件首先根据工作条件（v、p、T）和元件类型）和元件类型选择油液品种，然后根据粘度选择牌号选择油液品种，然后根据粘度选择牌号慢速、高压、高温：慢速、高压、高温：大（以大（以q）通常通常快速、低压、低温：快速、低压、低温：小（以小（以P）第40页，本讲稿共58页2、2液体静力学液体静力学研究内容研究内容：研究液体处于静止状态的：研究液体处于静止状态的力学规律和这些规律的实际应用。力学规律和这些规律的实际应用。第41页，本讲稿共58页静止液体指液体内部质点之
13、间没有相对运动，至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。第42页，本讲稿共58页 2、2、1液体的静压力及特性液体的静压力及特性2、2、2液体静力学基本方程式液体静力学基本方程式2、2、3压力的表示方法及单位压力的表示方法及单位2、2、4静压传递原理静压传递原理2、2、5液体对固体壁面的作用力液体对固体壁面的作用力2、2 液体静力学液体静力学第43页，本讲稿共58页液体的静压力及特性液体的静压力及特性 质量力（重力、惯性力）质量力（重力、惯性力）作用于液体的所有质点作用于液体的所有质点作用于液体上的力作用于液体上的力表面力表面力（法向力、切向力、其它物（法向力、切向力、其它物体或容器对液体、
14、一部分液体或容器对液体、一部分液体作用于令一部分液体等）体作用于令一部分液体等）作用于液体的表面作用于液体的表面 第44页，本讲稿共58页液体单位面积上所受的法液体单位面积上所受的法向力，物理向力，物理学中称压强，液压传动中习学中称压强，液压传动中习惯称压力。惯称压力。液体的静压力定义第45页，本讲稿共58页液体静压力特性液体静压力特性（1）垂直并指向于承压表面）垂直并指向于承压表面液体在静止状态下不呈现粘性液体在静止状态下不呈现粘性内部不存在切向剪应力而只有内部不存在切向剪应力而只有法向应力法向应力（2）各向压力相等）各向压力相等有一向压力不等，液体就会流动有一向压力不等，液体就会流动各向压
15、力必须相等各向压力必须相等第46页，本讲稿共58页液体静力学基本方程液体静力学基本方程例：计算静止液体内任意点例：计算静止液体内任意点A处的压力处的压力p pdA=p0dA+G=p0dA+ghdA p=p0+ghh GPP0AdA第47页，本讲稿共58页重力作用下静止液体压力分布特征重力作用下静止液体压力分布特征（1）静止液体中任一点处的压力由两部）静止液体中任一点处的压力由两部分液面压力分液面压力p0组成组成pap=pappap=0第51页，本讲稿共58页2、2、4静压传递原静压传递原理理 帕斯卡原理（静压传递原理帕斯卡原理（静压传递原理）液压系统压力形成液压系统压力形成第52页，本讲稿共5
16、8页在密闭容器内，液体表面的压力可等值传递到液体内部所有各点。根据帕斯卡原理：p=F/A帕斯卡原理（静压传递原理）第53页，本讲稿共58页液压系统压力形成液压系统压力形成p=F/AF=0p=0FpFp结论：液压系统的工作压力取决于负载，结论：液压系统的工作压力取决于负载，并且并且随着负载的变化而变化。随着负载的变化而变化。FA第54页，本讲稿共58页2、2、5液体对固体壁面的作用液体对固体壁面的作用力力 作用在平面上的总作用在平面上的总作用力作用力作用在曲面上的总作用在曲面上的总作用力作用力第55页，本讲稿共58页作用在平面上的总作用力作用在平面上的总作用力作用在平面上的总作用力作用在平面上的总作用力P=pA如：液压缸，若设活塞直径为如：液压缸，若设活塞直径为D,则则P=pA=pD2/4第56页，本讲稿共58页作用在曲面上的总作用力作用在曲面上的总作用力 作用在曲面上的总作用力作用在曲面上的总作用力Fx=pAx结论：曲面在某一方向上所受的作用力，结论：曲面在某一方向上所受的作用力，等于液体压力与曲面在该方向的等于液体压力与曲面在该方向的垂直投影面积之乘积。垂直投影面积之乘积。第57页，本讲稿共58页第58页，本讲稿共58页