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1、液压第二章节现在学习的是第1页，共36页液压与气压传动液压与气压传动了解与液压传动技术有关的流体力学基本内容了解与液压传动技术有关的流体力学基本内容流体力学的质量守恒定律（连续性方程式）、能量守恒流体力学的质量守恒定律（连续性方程式）、能量守恒定律（伯努利方程式）、动量定律（动量方程式）小孔定律（伯努利方程式）、动量定律（动量方程式）小孔流量公式；流量公式；液压冲击和气穴现象及其减小措施；液压冲击和气穴现象及其减小措施；目的任务目的任务:重点难点重点难点:现在学习的是第2页，共36页液压与气压传动液压与气压传动Part 2.1Part 2.1 液压传动的液压传动的工作介质工作介质工作介质工作介
2、质 工作介质：工作介质：工作介质：工作介质：在传动及控制中起传递在传动及控制中起传递能量能量能量能量和和信号信号信号信号的作用。还起润滑、冷却和防锈的作用。还起润滑、冷却和防锈的作用。的作用。流体传动及控制（包括液压与气动），在工作、性能特点上和机械、电流体传动及控制（包括液压与气动），在工作、性能特点上和机械、电气传动之间的差异主要取决于气传动之间的差异主要取决于载体载体载体载体的不同，前者采用工作介质。因此，掌握的不同，前者采用工作介质。因此，掌握液压与气动技术之前，必须先对其工作介质有一基本了解液压与气动技术之前，必须先对其工作介质有一基本了解。现在学习的是第3页，共36页液压与气压传动
3、液压与气压传动1.1.1.1.物理性质物理性质物理性质物理性质 密度密度密度密度 单位体积液体所具有的质量称为该液体的密度单位体积液体所具有的质量称为该液体的密度。即：。即：（2-12-1）式中式中 液体的密度；液体的密度；V V 液体的体积；液体的体积；m m 液体的质量液体的质量。现在学习的是第4页，共36页第一章第一章第一章第一章 流体力学基础流体力学基础流体力学基础流体力学基础液压与气压传动液压与气压传动常用液压传动工作介质的密度值见常用液压传动工作介质的密度值见表表表表1-21-2 工作介质工作介质密度密度/（kgm3）工作介质工作介质密度密度/（kgm3）抗磨液压液抗磨液压液LHM
4、32抗磨液压液抗磨液压液LHM46油包水乳化液油包水乳化液LHFB水包油乳化液水包油乳化液LHFAE0.81030.88751030.9321030.9977103水乙二醇液压液水乙二醇液压液LHFC通用磷酸脂液压液通用磷酸脂液压液LHFDR飞机用磷酸酯液压液飞机用磷酸酯液压液LHFDR10号航空液压油号航空液压油1.061031.151031.051030.85103表表2-1 常用液压传动工作介质的密度（常用液压传动工作介质的密度（2020）液体的密度随着液体的密度随着压力压力或或温度温度的变化而发生变化，但其变化量一般很小，在的变化而发生变化，但其变化量一般很小，在液压系统相关计算中可以
5、液压系统相关计算中可以忽略不计忽略不计忽略不计忽略不计。现在学习的是第5页，共36页液压与气压传动液压与气压传动可压缩性可压缩性可压缩性可压缩性 液体因所受液体因所受压力增高压力增高压力增高压力增高而发生而发生体积缩小体积缩小体积缩小体积缩小的性质称为的性质称为可压缩性可压缩性可压缩性可压缩性。若。若压力为压力为压力为压力为p p0 0时液时液体的体的体积为体积为体积为体积为V V0 0，当压力增加，当压力增加 p p，液体的体积减小，液体的体积减小 V V，则液体在，则液体在单位压单位压力变化下的体积相对变化量力变化下的体积相对变化量为：为：式中，式中，k k 称为液体的称为液体的压缩率，也
6、称为压缩系数压缩率，也称为压缩系数压缩率，也称为压缩系数压缩率，也称为压缩系数。由于压力增加时液体的体积减。由于压力增加时液体的体积减小，两者变化方向相反，为使小，两者变化方向相反，为使k k 成为正值，在上式右边须加一负号成为正值，在上式右边须加一负号。液体压缩率液体压缩率k k的倒数的倒数的倒数的倒数，称为液体，称为液体体积模量体积模量体积模量体积模量，即，即 现在学习的是第6页，共36页液压与气压传动液压与气压传动表表表表2-22-2所示为各种工作介质的所示为各种工作介质的体积模量体积模量体积模量体积模量。由表中。由表中石油基液压油体积模量石油基液压油体积模量石油基液压油体积模量石油基液
7、压油体积模量的数量的数量可知，它的可压缩性是钢的可知，它的可压缩性是钢的100170100170倍倍倍倍（钢的体积模量为（钢的体积模量为2.1105MPa）。工作介质工作介质体积模量体积模量K/MPa工作介质工作介质体积模量体积模量K/MPa石油基液压油石油基液压油水包油乳化液水包油乳化液油包水乳化液油包水乳化液（1.42）1031.951032.3103水乙二醇液压液水乙二醇液压液磷酸酯液压液磷酸酯液压液3.451032.65103表表2-2 各种工作介质的体积模量（各种工作介质的体积模量（2020，大气压），大气压）现在学习的是第7页，共36页液压与气压传动液压与气压传动石油基液压油的石油
8、基液压油的体积模量体积模量体积模量体积模量与与温度温度温度温度、压力压力压力压力有关：有关：温度升高时温度升高时温度升高时温度升高时，K值减小值减小，在，在液压油正常工作温度范围内，液压油正常工作温度范围内，K值会有值会有5%25%的变化；的变化；压力增加时压力增加时压力增加时压力增加时，K值增大值增大，但这种变化不呈线性关系，当，但这种变化不呈线性关系，当p3MPa时，时，K值基本上不再值基本上不再增增加加。由于空气的可压缩性很大由于空气的可压缩性很大由于空气的可压缩性很大由于空气的可压缩性很大，因此当工作介质中有游离气泡时，因此当工作介质中有游离气泡时，K值将值将大大减小。但是在液体内游离
9、气泡不可能完全避免，因此，一般建议大大减小。但是在液体内游离气泡不可能完全避免，因此，一般建议石油基液石油基液石油基液石油基液压油压油压油压油K K的取值为的取值为（0.71.40.71.4）10103 3MPaMPa，且应采取措施尽量减少液压系统工作，且应采取措施尽量减少液压系统工作介质中的游离空气的含量介质中的游离空气的含量。一般情况下一般情况下一般情况下一般情况下，工作介质的，工作介质的可压缩性可压缩性可压缩性可压缩性对液压系统性能对液压系统性能对液压系统性能对液压系统性能影响不大影响不大影响不大影响不大，但，但在高压下在高压下在高压下在高压下或或研究系统研究系统研究系统研究系统动态性能
10、动态性能动态性能动态性能及计算及计算及计算及计算远距离操纵远距离操纵远距离操纵远距离操纵的液压机构时的液压机构时的液压机构时的液压机构时，则，则必须予以考虑必须予以考虑必须予以考虑必须予以考虑。现在学习的是第8页，共36页液压与气压传动液压与气压传动粘性粘性粘性粘性 1 1）粘性的表现）粘性的表现）粘性的表现）粘性的表现 液体在外力作用下流动时液体在外力作用下流动时液体在外力作用下流动时液体在外力作用下流动时，分子间，分子间内聚力内聚力内聚力内聚力的存在使其的存在使其流动受到牵制从而沿其界面产生流动受到牵制从而沿其界面产生内摩擦力内摩擦力内摩擦力内摩擦力，这一特性称为液体的，这一特性称为液体的
11、粘性粘性粘性粘性。图图2-1 液体粘性示意图液体粘性示意图 现以现以图图图图2-12-1为例说明液体的粘性。若为例说明液体的粘性。若距距距距离为离为离为离为h h的两平行平板间充满液体，下平的两平行平板间充满液体，下平板固定，而板固定，而上平板以速度上平板以速度上平板以速度上平板以速度u u0 0向右平动，向右平动，由于液体和固体壁面间的附着力及液由于液体和固体壁面间的附着力及液体的粘性，会使流动液体内部各液层体的粘性，会使流动液体内部各液层的速度大小不等：的速度大小不等：紧靠着下平板的液紧靠着下平板的液紧靠着下平板的液紧靠着下平板的液层速度为零层速度为零层速度为零层速度为零，紧靠着上平板的液
12、层速紧靠着上平板的液层速紧靠着上平板的液层速紧靠着上平板的液层速度为度为度为度为u u0 0 ，而中间各层液体的速度当层间距离而中间各层液体的速度当层间距离h h较小较小较小较小时，从上到下近似呈时，从上到下近似呈线性递减线性递减线性递减线性递减规律规律分布。其中速度快的液层带动速度慢分布。其中速度快的液层带动速度慢的；而速度慢的液层对速度快的起阻的；而速度慢的液层对速度快的起阻滞作用滞作用。hydyu0yxO现在学习的是第9页，共36页液压与气压传动液压与气压传动实验测定表明，流动液体相邻液层间的实验测定表明，流动液体相邻液层间的内摩擦力内摩擦力内摩擦力内摩擦力F Ff f与液层与液层接触面
13、积接触面积接触面积接触面积A A、液、液层间的层间的速度梯度速度梯度速度梯度速度梯度d du u/d/dy y成正比，成正比，即：即：（2-42-4）式中，式中，比例系数比例系数比例系数比例系数 称为称为粘性系数粘性系数粘性系数粘性系数或或动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度。若以若以 表示表示液层间的切应力液层间的切应力液层间的切应力液层间的切应力，即，即单位面上的内摩擦力单位面上的内摩擦力单位面上的内摩擦力单位面上的内摩擦力，则上式可表示为：，则上式可表示为：（2-52-5）这就是这就是牛顿液体内摩擦定律牛顿液体内摩擦定律牛顿液体内摩擦定律牛顿液体内摩擦定律。由此可知，在静止液体中，由此可知，
14、在静止液体中，由此可知，在静止液体中，由此可知，在静止液体中，速度梯度速度梯度速度梯度速度梯度d du u/d/dy y=0=0，故其内摩擦力，故其内摩擦力，故其内摩擦力，故其内摩擦力为零，因此静止液体不呈现粘性，为零，因此静止液体不呈现粘性，为零，因此静止液体不呈现粘性，为零，因此静止液体不呈现粘性，液体只在流动时才显示其粘性。液体只在流动时才显示其粘性。液体只在流动时才显示其粘性。液体只在流动时才显示其粘性。现在学习的是第10页，共36页液压与气压传动液压与气压传动2 2）粘性的度量）粘性的度量）粘性的度量）粘性的度量 度量粘性大小的物理量称为度量粘性大小的物理量称为粘度粘度粘度粘度。常用
15、的粘度。常用的粘度 有三种，即有三种，即动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度、运动粘度运动粘度运动粘度运动粘度、相对粘度相对粘度相对粘度相对粘度 。动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度 由由式（式（式（式（2-62-6）可知，动力粘度可知，动力粘度是表征流动液体是表征流动液体 内摩擦力内摩擦力内摩擦力内摩擦力大小的粘性系数。其大小的粘性系数。其量值量值量值量值等于等于液体在以单位速度梯度流液体在以单位速度梯度流液体在以单位速度梯度流液体在以单位速度梯度流 动时动时动时动时，单位面积上的内摩擦力单位面积上的内摩擦力单位面积上的内摩擦力单位面积上的内摩擦力，（2-72-7）在我国在我国法定计量单位制法定计
16、量单位制法定计量单位制法定计量单位制及及SISI制制制制中，中，动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度 的单位是的单位是PasPas（帕帕帕帕 秒秒秒秒）或用）或用Ns/mNs/m2 2（牛牛牛牛 秒秒秒秒/米米米米2 2）表示）表示。如果如果动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度只与只与液体种类液体种类液体种类液体种类有关有关有关有关而与而与速度梯度速度梯度速度梯度速度梯度无关无关无关无关，这种液体称为，这种液体称为牛顿液体牛顿液体牛顿液体牛顿液体，否则为非牛顿液体。石油基液压油一般为牛顿液体。，否则为非牛顿液体。石油基液压油一般为牛顿液体。现在学习的是第11页，共36页液压与气压传动液压与气压传动运动
17、粘度运动粘度运动粘度运动粘度v v 液体液体动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度与与其密度其密度其密度其密度之比之比之比之比称为该液体的称为该液体的运动粘运动粘运动粘运动粘度度度度v v，即即（2-82-8）在我国在我国法定计量单位制法定计量单位制法定计量单位制法定计量单位制及及SISI制制制制中，运动粘度中，运动粘度v的单位是的单位是mm2 2/s/s（米（米2/秒）。因其中秒）。因其中只有长度和时间的量纲，故得名为运动粘度。只有长度和时间的量纲，故得名为运动粘度。国际标准国际标准国际标准国际标准ISOISO按按运动粘度值运动粘度值运动粘度值运动粘度值对对油油油油液的粘度等级液的粘度等级液的粘度
18、等级液的粘度等级（VGVG）进行划分，见）进行划分，见表表表表2-42-4。粘度等级粘度等级40时粘度时粘度平均值平均值40时粘度时粘度范围范围粘度等级粘度等级40时粘度时粘度平均值平均值40时粘度时粘度范围范围VG10VG15VG22VG32101522329.0011.013.516.519.824.228.835.2VG46VG68VG100466810041.450.661.274.890.0110表表表表2-42-4 常用液压油运动粘度等级常用液压油运动粘度等级 现在学习的是第12页，共36页液压与气压传动液压与气压传动相对粘度相对粘度相对粘度相对粘度 相对粘度是根据相对粘度是根据特
19、定测量条件特定测量条件特定测量条件特定测量条件制定的，故又称制定的，故又称条件条件条件条件粘度粘度粘度粘度。测量条件不同，采用的相对粘度单位也不同。如。测量条件不同，采用的相对粘度单位也不同。如恩氏粘度恩氏粘度恩氏粘度恩氏粘度 E E（欧洲一些国家）、通用（欧洲一些国家）、通用塞氏秒塞氏秒塞氏秒塞氏秒SUSSUS（美国、英国）、商用（美国、英国）、商用雷雷雷雷氏秒氏秒氏秒氏秒R R1 1S S（英、美等国）和（英、美等国）和巴氏度巴氏度巴氏度巴氏度 B B（法国）等（法国）等。国际标准化组织国际标准化组织国际标准化组织国际标准化组织ISOISO已规定统一采用已规定统一采用运动粘度运动粘度运动粘
20、度运动粘度来表示油的粘度。来表示油的粘度。现在学习的是第13页，共36页液压与气压传动液压与气压传动3 3）温度对粘度的影响温度对粘度的影响温度对粘度的影响温度对粘度的影响 温度变化使液体内聚力发生变化，因此液体的温度变化使液体内聚力发生变化，因此液体的粘度粘度粘度粘度对对温度温度温度温度的变化的变化十分敏感十分敏感十分敏感十分敏感：温度升高温度升高温度升高温度升高，粘度下降粘度下降粘度下降粘度下降（见（见图图图图2-22-2）。这一特）。这一特性称为液体的性称为液体的粘温特性粘温特性粘温特性粘温特性。粘温特性常用。粘温特性常用粘度指数粘度指数粘度指数粘度指数VIVI来度量。来度量。VI表示表
21、示该液体的该液体的粘度随温度变化的程度粘度随温度变化的程度粘度随温度变化的程度粘度随温度变化的程度与与标准液的粘度变化程度之比标准液的粘度变化程度之比标准液的粘度变化程度之比标准液的粘度变化程度之比。通常在。通常在各种工作介质的质量指标中都给出粘度指数。各种工作介质的质量指标中都给出粘度指数。粘度指数高粘度指数高粘度指数高粘度指数高，说明，说明粘度随粘度随粘度随粘度随温度变化小温度变化小温度变化小温度变化小，其，其粘温特性好粘温特性好粘温特性好粘温特性好。一般要求工作介质的粘度指数应在一般要求工作介质的粘度指数应在90以上，优异在以上，优异在100以上。以上。当液压当液压当液压当液压系统的工作
22、温度范围较大时系统的工作温度范围较大时系统的工作温度范围较大时系统的工作温度范围较大时，应选用，应选用粘度指数高的介质粘度指数高的介质粘度指数高的介质粘度指数高的介质。现在学习的是第14页，共36页液压与气压传动液压与气压传动几种典型工作介质的粘度指数列于几种典型工作介质的粘度指数列于表表表表2-52-5。介质种类介质种类粘度指数粘度指数VI介质种类介质种类粘度指数粘度指数VI石油基液压油石油基液压油LHM石油基液压油石油基液压油LHR石油琪液压油石油琪液压油LHG9516090油包水乳化液油包水乳化液LHFB水乙二醇液水乙二醇液LHFC磷酸酯液磷酸酯液LHFDR130170140170311
23、70表表表表2-52-5 典型工作介质的粘度指数典型工作介质的粘度指数VIVI现在学习的是第15页，共36页液压与气压传动液压与气压传动4 4）压力对粘度的影响）压力对粘度的影响）压力对粘度的影响）压力对粘度的影响 压力增大时压力增大时压力增大时压力增大时，液体分子间距离缩小液体分子间距离缩小液体分子间距离缩小液体分子间距离缩小，内聚力增加内聚力增加内聚力增加内聚力增加，粘度也会有所变大粘度也会有所变大粘度也会有所变大粘度也会有所变大。但是这种影响在低压时并不明显，可以忽略不计；。但是这种影响在低压时并不明显，可以忽略不计；当压力大于当压力大于当压力大于当压力大于50MPa50MPa时时时时，
24、其，其影响才趋于显著影响才趋于显著影响才趋于显著影响才趋于显著。压力对粘度的影响可用下式。压力对粘度的影响可用下式计算计算：vp=vaecpva(1+cp)式中式中 p p液体的压力，单位为液体的压力，单位为MPaMPa；v vp p压力为压力为p时液体的运动粘度，单位为时液体的运动粘度，单位为mm2 2/s/s；v va a大气压力下液体的运动粘度，单位为大气压力下液体的运动粘度，单位为mm2 2/s/s；e e 自然对数的底；自然对数的底；c c 系数，对于石油基液压油，系数，对于石油基液压油，c c=0.0150.035MPa=0.0150.035MPa-1-1 现在学习的是第16页，共
25、36页液压与气压传动液压与气压传动4、为、为使液压系统长期保持正常的工作性能使液压系统长期保持正常的工作性能使液压系统长期保持正常的工作性能使液压系统长期保持正常的工作性能，对其工作介质提出的要求是：，对其工作介质提出的要求是：1 1 1 1）可压缩性可压缩性可压缩性可压缩性 可压缩性尽可能小，响应性好；可压缩性尽可能小，响应性好；2 2 2 2）粘性粘性粘性粘性 温度及压力对粘度影响小，具有适当的粘度，粘温特性好；温度及压力对粘度影响小，具有适当的粘度，粘温特性好；3 3 3 3）润滑性润滑性润滑性润滑性 通用性对液压元件滑动部位充分润滑通用性对液压元件滑动部位充分润滑 ；4 4 4 4）安
26、定性安定性安定性安定性 不因热、氧化或水解而变质，剪切稳定性好，使用寿命长；不因热、氧化或水解而变质，剪切稳定性好，使用寿命长；5 5 5 5）防锈和抗腐蚀性防锈和抗腐蚀性防锈和抗腐蚀性防锈和抗腐蚀性 对铁及非铁金属的锈蚀性小对铁及非铁金属的锈蚀性小 ；6 6 6 6）抗泡沫性抗泡沫性抗泡沫性抗泡沫性 介质中的气泡容易逸出并消除介质中的气泡容易逸出并消除 ；7 7 7 7）抗乳化性抗乳化性抗乳化性抗乳化性 除含水液压液外的油液，油水分离要容易除含水液压液外的油液，油水分离要容易 ；8 8 8 8）洁净性洁净性洁净性洁净性 质地要纯净，尽可能不含污染物，当污染物从外部侵入时能迅速分离；质地要纯净
27、，尽可能不含污染物，当污染物从外部侵入时能迅速分离；9 9 9 9）相容性相容性相容性相容性 对金属、密封件、橡胶软管、涂料等有良好的相容性对金属、密封件、橡胶软管、涂料等有良好的相容性 ；10101010）阻燃性阻燃性阻燃性阻燃性 燃点高，挥发性小，最好具有阻燃性；燃点高，挥发性小，最好具有阻燃性；11111111）其他其他其他其他 对工作介质的其他要求还有；对工作介质的其他要求还有；无毒性无毒性无毒性无毒性和和臭味臭味臭味臭味；比热容比热容比热容比热容和和热导率要大热导率要大热导率要大热导率要大；体胀系数要小体胀系数要小体胀系数要小体胀系数要小等等 。现在学习的是第17页，共36页Scho
28、ol of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院液压与气压传动液压与气压传动能够同时满足上述各项要求的理想的工作介质是不存在的。液压系统中使用能够同时满足上述各项要求的理想的工作介质是不存在的。液压系统中使用的工作介质按的工作介质按国际标准组织国际标准组织国际标准组织国际标准组织（ISOISO）的分类（我国国家标准）的分类（我国国家标准GB/T7631.21987GB/T7631.21987与此等效）如与此等效）如表表表表2-22-2所示所示。工工作作介介质质类类 别别组成与特性组成与特性代代 号号石油基液压液石油基液压液无添加剂的石油基液压液无
29、添加剂的石油基液压液HH+抗氧化剂、防锈剂抗氧化剂、防锈剂HL+抗磨剂抗磨剂HL+增粘剂增粘剂HM+增粘剂增粘剂HM+防爬剂防爬剂无特定难燃性的合成液（特殊性能）无特定难燃性的合成液（特殊性能）LHHLHLLHMLHRLHVLHGLHS难燃液压液难燃液压液含水液压液含水液压液高含水液压液高含水液压液水包油乳化液水包油乳化液水的化学溶液水的化学溶液 含水大于含水大于80%（休积分数）（休积分数）LHFALHFAELHFAS油包水乳化液油包水乳化液 含水小于含水小于80%80%（体积分数）（体积分数）LHFB含聚合物水溶液含聚合物水溶液/水乙二醇液水乙二醇液LHFC合成液压液合成液压液磷酸酯无水合
30、成液磷酸酯无水合成液LHFDLHFDR氯化烃无水合成液氯化烃无水合成液LHFDSHFDR和和HFDS液混合的无水合成液液混合的无水合成液LHFDT其他成分的无水合成液其他成分的无水合成液LHFDU表表表表2-22-2 液压传动工作介质的种类液压传动工作介质的种类 现在学习的是第18页，共36页液压与气压传动液压与气压传动目前目前90%以上的液压设备采用以上的液压设备采用石油基液压油液石油基液压油液石油基液压油液石油基液压油液。基油为精制的石油润滑。基油为精制的石油润滑油馏分。为了改善液压油液的性能，以满足液压设备的不同要求，往往油馏分。为了改善液压油液的性能，以满足液压设备的不同要求，往往在基
31、油中加入各种添加剂。在基油中加入各种添加剂。添加剂添加剂添加剂添加剂有两类：一类是有两类：一类是改善油液化学性能改善油液化学性能改善油液化学性能改善油液化学性能的，的，如如抗氧化剂抗氧化剂抗氧化剂抗氧化剂、防腐剂防腐剂防腐剂防腐剂、防锈剂防锈剂防锈剂防锈剂等；另一类是等；另一类是改善油液物理性能改善油液物理性能改善油液物理性能改善油液物理性能的，如的，如增增增增粘剂粘剂粘剂粘剂、抗磨剂抗磨剂抗磨剂抗磨剂、防爬剂防爬剂防爬剂防爬剂等等。为了为了军事目的军事目的军事目的军事目的，近年来在某些舰船液压系统中，也有以，近年来在某些舰船液压系统中，也有以海水海水海水海水或或淡水淡水淡水淡水为工作为工作介
32、质的。而且正在逐渐向介质的。而且正在逐渐向水下作业水下作业水下作业水下作业、河道工程河道工程河道工程河道工程、海洋开发海洋开发海洋开发海洋开发等领域延伸。等领域延伸。现在学习的是第19页，共36页液压与气压传动液压与气压传动工作介质的选用工作介质的选用工作介质的选用工作介质的选用和和和和维护维护维护维护正确而合理地正确而合理地选用选用选用选用和和维护维护维护维护工作介质对于液压系统达到工作介质对于液压系统达到设计要求设计要求设计要求设计要求、保障工作能保障工作能保障工作能保障工作能力力力力、满足环境条件满足环境条件满足环境条件满足环境条件、延长使用寿命延长使用寿命延长使用寿命延长使用寿命、提高
33、运行可靠性提高运行可靠性提高运行可靠性提高运行可靠性、防止事故发生防止事故发生防止事故发生防止事故发生等方面等方面都有重要影响都有重要影响。现在学习的是第20页，共36页液压与气压传动液压与气压传动 工作介质的选择工作介质的选择工作介质的选择工作介质的选择 选择工作介质时要考虑的因素如选择工作介质时要考虑的因素如表表表表2-32-3所示所示。考虑方面考虑方面内内 容容系统工作环境系统工作环境是否阻燃（闪点、燃点）是否阻燃（闪点、燃点）抑制嗓声的能力（空气溶解度、消泡性）抑制嗓声的能力（空气溶解度、消泡性）废液再生处理及环保要求废液再生处理及环保要求系统工作条件系统工作条件压力范围（润滑性、承载
34、能力）压力范围（润滑性、承载能力）温度范围（粘度、粘温特性、剪切损失、热稳定性、挥发度、低温流动性）温度范围（粘度、粘温特性、剪切损失、热稳定性、挥发度、低温流动性）转速（气蚀、对支承面浸润能力）转速（气蚀、对支承面浸润能力）工作介质的品质工作介质的品质物理化学指标物理化学指标 对金属和密封件等的相容性对金属和密封件等的相容性 过滤性能、吸气情况、去垢能力过滤性能、吸气情况、去垢能力锈蚀性锈蚀性 抗氧化稳定性抗氧化稳定性 剪切稳定性剪切稳定性经济性经济性价格及使用寿命价格及使用寿命 货源情况货源情况 维护、更换的难易程度维护、更换的难易程度表表表表2-3 2-3 选择工作介质时考虑的因素选择工
35、作介质时考虑的因素 现在学习的是第21页，共36页液压与气压传动液压与气压传动工作介质的选择通常要经历下述工作介质的选择通常要经历下述四个基本步骤四个基本步骤四个基本步骤四个基本步骤：1）列出液压系统对工作介质以下性能变化范围的要求：）列出液压系统对工作介质以下性能变化范围的要求：粘度粘度粘度粘度、密度密度密度密度、体积体积体积体积模量模量模量模量、饱和蒸气压饱和蒸气压饱和蒸气压饱和蒸气压、空气溶解度空气溶解度空气溶解度空气溶解度、温度界限温度界限温度界限温度界限、压力界限压力界限压力界限压力界限、阻燃性阻燃性阻燃性阻燃性、润滑性润滑性润滑性润滑性、相容性相容性相容性相容性、污染性污染性污染性
36、污染性等；等；2）查阅产品说明书查阅产品说明书查阅产品说明书查阅产品说明书，选出符合或基本符合上述各项要求的工作介质品种，选出符合或基本符合上述各项要求的工作介质品种 ；3）进行综合权衡进行综合权衡进行综合权衡进行综合权衡，调整各方面的要求和参数；，调整各方面的要求和参数；4）与供货厂商联系与供货厂商联系与供货厂商联系与供货厂商联系，最终决定所采用的合适工作介质。，最终决定所采用的合适工作介质。现在学习的是第22页，共36页液压与气压传动液压与气压传动2.2.2.2.工作介质的污染及其控制工作介质的污染及其控制工作介质的污染及其控制工作介质的污染及其控制选择好合适的工作介质仅是保障液压系统正常
37、工作的先决条件，而要保持液选择好合适的工作介质仅是保障液压系统正常工作的先决条件，而要保持液压装置长期高效而可靠地运动，则必须对工作介质进行压装置长期高效而可靠地运动，则必须对工作介质进行合理的使用合理的使用合理的使用合理的使用和和正确的正确的正确的正确的维护维护维护维护。实际上，如果使用不当，还会使工作介质的性质发生变化。实际上，如果使用不当，还会使工作介质的性质发生变化。工作介质的维护关键是工作介质的维护关键是控制污染控制污染控制污染控制污染。实践证明，工作介质被污染是系统。实践证明，工作介质被污染是系统发生故障的主要原因，它严重影响着液压系统的可靠性及元件的寿命发生故障的主要原因，它严重
38、影响着液压系统的可靠性及元件的寿命。现在学习的是第23页，共36页液压与气压传动液压与气压传动2 2）污染原因）污染原因）污染原因）污染原因 工作介质遭受污染的原因是多方面的，污染物的来源如工作介质遭受污染的原因是多方面的，污染物的来源如表表表表2-92-9所所示。表中液压装置组装时残留下来的污染物主要是指示。表中液压装置组装时残留下来的污染物主要是指切屑切屑切屑切屑、毛刺毛刺毛刺毛刺、型砂型砂型砂型砂、磨磨磨磨粒粒粒粒、焊渣焊渣焊渣焊渣、铁锈铁锈铁锈铁锈等；从周围环境混入的污染物主要是指等；从周围环境混入的污染物主要是指空气空气空气空气、尘埃尘埃尘埃尘埃、水滴水滴水滴水滴等；在工作过程中产生
39、的污染物主要是指等；在工作过程中产生的污染物主要是指金属微粒金属微粒金属微粒金属微粒、锈斑锈斑锈斑锈斑、涂、涂料料料料和密封件的和密封件的剥离片剥离片剥离片剥离片、水分水分水分水分、气泡气泡气泡气泡以及工作介质变质后的以及工作介质变质后的胶状生成物胶状生成物胶状生成物胶状生成物等等。外界侵入的污染物外界侵入的污染物工作过程中产生的污染物工作过程中产生的污染物工作介质运输工作介质运输过程中带来的过程中带来的污染物污染物液压装置组装液压装置组装时残留下来的时残留下来的污染物污染物从周围环境从周围环境混入的污染混入的污染物物液压装置中相对液压装置中相对运动件磨损时产运动件磨损时产的污染物的污染物工作
40、介质物理化学工作介质物理化学性能变化时产生的性能变化时产生的污染物污染物表表表表2-92-9 工作介质中的污染物工作介质中的污染物现在学习的是第24页，共36页液压与气压传动液压与气压传动1 1）污染物种类及其危害）污染物种类及其危害）污染物种类及其危害）污染物种类及其危害 液压系统中的污染物，是指混入工作介质中的各液压系统中的污染物，是指混入工作介质中的各种杂物，如固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物和污染能量等。工种杂物，如固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物和污染能量等。工作介质被污染后，将对系统及元件产生下述不良后果作介质被污染后，将对系统及元件产生下述不良后果：固体颗粒会加速元件磨损
41、固体颗粒会加速元件磨损固体颗粒会加速元件磨损固体颗粒会加速元件磨损，堵塞缝隙及过滤器，使液压泵和阀，堵塞缝隙及过滤器，使液压泵和阀性能下降，产生噪声；性能下降，产生噪声；水侵入液压油会加速油液的氧化水侵入液压油会加速油液的氧化水侵入液压油会加速油液的氧化水侵入液压油会加速油液的氧化，并与添加剂起作用产生粘性，并与添加剂起作用产生粘性胶质，使滤心堵塞胶质，使滤心堵塞；空气的混入会降低工作介质的体积模量空气的混入会降低工作介质的体积模量空气的混入会降低工作介质的体积模量空气的混入会降低工作介质的体积模量，引起气蚀引起气蚀引起气蚀引起气蚀，降低润滑，降低润滑性性；溶剂溶剂溶剂溶剂、表面活性化合物等化
42、学物质使金属腐蚀表面活性化合物等化学物质使金属腐蚀表面活性化合物等化学物质使金属腐蚀表面活性化合物等化学物质使金属腐蚀；微生物的生成使工作介质变质微生物的生成使工作介质变质微生物的生成使工作介质变质微生物的生成使工作介质变质，降低润滑性能，加速元件腐，降低润滑性能，加速元件腐蚀，对高水基液压液的危险更大。蚀，对高水基液压液的危险更大。现在学习的是第25页，共36页液压与气压传动液压与气压传动3 3）污染度等级）污染度等级）污染度等级）污染度等级 工作介质的污染度工作介质的污染度工作介质的污染度工作介质的污染度是指是指单位体积工作介质中单位体积工作介质中单位体积工作介质中单位体积工作介质中固体颗
43、粒污染物固体颗粒污染物固体颗粒污染物固体颗粒污染物的含量的含量的含量的含量，即，即工作介质中所含固体颗粒的浓度工作介质中所含固体颗粒的浓度工作介质中所含固体颗粒的浓度工作介质中所含固体颗粒的浓度。为了定量地描述和评定工作。为了定量地描述和评定工作介质的污染程度，以便对它实施控制，有必要制定介质的污染程度，以便对它实施控制，有必要制定污染度的等级标准污染度的等级标准污染度的等级标准污染度的等级标准。国际标准国际标准国际标准国际标准ISO4406ISO4406：1987污染度等级见污染度等级见表表表表2-32-3。该等级采用。该等级采用两个数码两个数码两个数码两个数码表示表示工作介质中固体颗粒的污
44、染度，前面的数码代表工作介质中固体颗粒的污染度，前面的数码代表1mL1mL工作介质中尺寸工作介质中尺寸工作介质中尺寸工作介质中尺寸 5m5m的颗粒数等级的颗粒数等级的颗粒数等级的颗粒数等级，后面的数码代表，后面的数码代表1mL1mL工作介质中尺寸工作介质中尺寸工作介质中尺寸工作介质中尺寸 15m15m的颗的颗的颗的颗粒数等级粒数等级粒数等级粒数等级，在两个数码之间用一斜线分离。例如，污染等级为，在两个数码之间用一斜线分离。例如，污染等级为20/17的液压的液压油，表示它在每毫升内油，表示它在每毫升内5m的颗粒数在的颗粒数在500010000之间，之间，15m的颗粒的颗粒数在数在6401300之
45、间之间。现在学习的是第26页，共36页液压与气压传动液压与气压传动常用的控制工作介质污染的措施有常用的控制工作介质污染的措施有：严格清洗元件严格清洗元件严格清洗元件严格清洗元件和和系统系统系统系统。液压元件在加工的每道工序后都应净。液压元件在加工的每道工序后都应净化，装配后再仔细清洗，以清除在加工和组装过程中残留的污染化，装配后再仔细清洗，以清除在加工和组装过程中残留的污染物。系统在组装前，先清洗油箱和管道，组装后再进行全面彻底物。系统在组装前，先清洗油箱和管道，组装后再进行全面彻底的冲洗；的冲洗；防止污染物从外界侵入防止污染物从外界侵入防止污染物从外界侵入防止污染物从外界侵入。在贮存、搬运及
46、加注的各个阶段都应。在贮存、搬运及加注的各个阶段都应防止工作介质被污染。工作介质必须经过过滤器注入系统。设计防止工作介质被污染。工作介质必须经过过滤器注入系统。设计时可在油箱呼吸孔上装设空气过滤器或采用密封油箱，防止运行时可在油箱呼吸孔上装设空气过滤器或采用密封油箱，防止运行时尘土、磨料和冷却物侵入系统。另外，在液压缸活塞杆端部应时尘土、磨料和冷却物侵入系统。另外，在液压缸活塞杆端部应装防尘密封，并经常检查定期更换；装防尘密封，并经常检查定期更换；采用高性能的过滤器采用高性能的过滤器采用高性能的过滤器采用高性能的过滤器。这是控制工作介质污染度的重要手段，。这是控制工作介质污染度的重要手段，它可
47、使系统在工作中不断滤除内部产生的和外部侵入的污染物。它可使系统在工作中不断滤除内部产生的和外部侵入的污染物。过滤器必须定期检查、清洗和更换滤心；过滤器必须定期检查、清洗和更换滤心；控制工作介质的温度控制工作介质的温度控制工作介质的温度控制工作介质的温度。工作介质的抗氧化、热稳定性决定了其。工作介质的抗氧化、热稳定性决定了其工作温度的界限。因此，液压装置必须具备良好的散热条件，使工作温度的界限。因此，液压装置必须具备良好的散热条件，使工作介质长期处在低于它开始氧化的温度下工作。一般液压系统工作介质长期处在低于它开始氧化的温度下工作。一般液压系统的工作温度最好控制在的工作温度最好控制在65以下，机
48、床液压系统应更低一些；以下，机床液压系统应更低一些；保持系统所有部位良好的密封性保持系统所有部位良好的密封性保持系统所有部位良好的密封性保持系统所有部位良好的密封性。空气侵入系统将直接影响工。空气侵入系统将直接影响工作介质的物理化学性能。因此，一旦发生泄漏，应立即排除；作介质的物理化学性能。因此，一旦发生泄漏，应立即排除；定期检查和更换工作介质并形成制度定期检查和更换工作介质并形成制度定期检查和更换工作介质并形成制度定期检查和更换工作介质并形成制度。每隔一定时间，对系统。每隔一定时间，对系统中的工作介质进行抽样分析。如发现污染度已超过标准，必须立中的工作介质进行抽样分析。如发现污染度已超过标准
49、，必须立即更换。在更换新工作介质前，整个系统必须先清洗一次即更换。在更换新工作介质前，整个系统必须先清洗一次。现在学习的是第27页，共36页液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3 流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学本节主要介绍本节主要介绍液体静力学液体静力学液体静力学液体静力学。液体静力学是研究液体静力学是研究静止液体静止液体静止液体静止液体的力学规律以及这些规律的应用。的力学规律以及这些规律的应用。这里所说的这里所说的静止液体静止液体静止液体静止液体是指是指液体内部质点间没有相对运动液体内部质点间没有相对运动液体内部质点间没有相对运动液体内部质点间没有相对运动而言。而言。现在学习
50、的是第28页，共36页液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3.1Part 2.3.1 静压力静压力及其及其及其及其特性特性特性特性 静止液体静止液体静止液体静止液体在在单位面积上单位面积上单位面积上单位面积上所受的所受的法向力法向力法向力法向力称为称为静压力静压力静压力静压力。静压力在液压传动中简。静压力在液压传动中简称称压力压力压力压力，在物理学中则称为，在物理学中则称为压强压强压强压强。静止液体中某点处静止液体中某点处微小面积微小面积微小面积微小面积 A A上作用有上作用有法向力法向力法向力法向力 F F，则该点的压力定义为：，则该点的压力定义为：（2-102-10）若法向作用力若法