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1、液压系统的应用实例第1页/共37页负荷油箱单向阀F1F1F2F2截止阀A2A2A1A1液压传动系统的工作原理液压千斤顶第2页/共37页平磨工作台第3页/共37页气压传动系统的工作原理第4页/共37页液压与气压传动系统的组成第5页/共37页液压与气压传动的特点1、液压传动的特点（1）具有大的功率密度或力密度。（2）无级调速。（3）工作平稳，便于实现频繁换向。（4）易于实现过载保护，能实现自润滑。第6页/共37页（5）易于实现自动化。（6）易于实现系列化、标准化。（7）无法保证严格的传动比。（8）有较多的能量损失，传动效率相对低。（9）对油温的变化比较敏感。（10）液压传动在出现故障时不易诊断。第
2、7页/共37页2、气压传动的特点（1）工作介质取之不尽用之不竭，对环境无污染。（2）压力损失小，便于集中供气和远距离输送。（3）对工作环境适应性好。（4）动作速度及反应快。（5）有较好的自保持能力。（6）超负载工况下运行也能保证系统安全工作。（7）工作压力低，仅适用于小功率的场合。（8）速度稳定性差。（9）噪声大。（10）工作介质本身没有润滑性。第8页/共37页液压与气压传动的图形符号 液压与气压传动的图形符号按国家1993年制定的GB/T786.1-93标准执行。几条基本规定：(1)符号只表示元件的职能，连接系统的通路，不表示元件的具体结构和参数，也不表示元件在机器中的实际安装位置。(2)元
3、件符号内的油液流动方向用箭头表示，线段两端都有箭头的，表示流动方向可逆。(3)符号均以元件的静止位置或中间零位置表示，当系统的动作另有说明时，可作例外。第9页/共37页 液压工作介质的性质1、密度 =m/V kg/m3一般矿物油的密度为850950kg/m32、可压缩性和膨胀性 可压缩性-液体受压力的作用而使体积发生变化的性质称为液体的可压缩性。膨胀性-液体受温度的影响而使体积发生变化的性质称为液体的膨胀性。液体的体积压缩系数k第10页/共37页 体积弹性模量 K 表示液体产生单位体积相对变化量时所需要的压力增量。K 值说明液体抵抗压缩能力的大小。一般矿物油型液压油的体积弹性模量为K=(1.4
4、2)103MPa。在工程计算中常取液压油的体积弹性模量K=0.7103MPa左右。体积弹性模量-体积模量，用 K 表示。即：第11页/共37页液压弹簧刚度kh第12页/共37页3、粘性及其表示方法 实验表明，液体流动时相邻液层间的内摩擦力Ff与液层接触面积A和液层间的速度梯度du/dy成正比，即：称为粘性系数或动力粘度。第13页/共37页 在静止液体中，因速度梯度du/dy=0，内摩擦力也为零，所以液体在静止状态下不呈现粘性。液体粘性的大小用粘度来表示。常用的液体粘度表示方法有三种，即动力粘度、运动粘度和相对粘度。表示液体的内摩擦切应力，即液层间单位面积上的内摩擦力，则有：第14页/共37页（
5、1）动力粘度 动力粘度又称为绝对粘度 法定计量单位为Pas（1Pas=1Ns/m3），以前沿用的单位为P（泊，dynscm2），关系：1PaS=10P。第15页/共37页（2）运动粘度 液体的动力粘度与其密度的比值称为液体的运动粘度，即：运动粘度的法定计量单位为m2/s，以前沿用的单位为St（斯），关系：1m2/s=104St=106mm2/scSt（厘斯）我国液压油的牌号就是用它在温度为40时的运动粘度平均值来表示的。例：32号液压油，就是指这种油在40时的运动粘度平均值为32mm2/s。第16页/共37页（3）相对粘度 相对粘度又称为条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的粘
6、度。我国采用恩氏度0E。0E=t1/t2（被测液体与蒸馏水的时间比）一般用0E20、0E40和0E100标记。式中，的单位为m2/s。恩氏粘度与运动粘度之间的换算第17页/共37页 粘温特性:温度升高，粘度显著下降，液压油液的这种性质称为液压油液的粘温特性。粘温特性通常用粘度指数表示。液压油的粘度指数（Viscosity Index（VI）表明试油的粘度随温度变化的程度与标准油的粘度变化程度比值的相对值。粘度指数高，即表示粘-温曲线平 缓，粘温特性好。一般液压油的粘度 指数要求在90以上，优异的在100以上。第18页/共37页粘度指数在0-100之间计算公式U试油在40度时的动力粘度L与试油在
7、100度时粘度相同、VI=0的油在40度时的粘度（粘度随温度变化很大的油）H与试油在100度是粘度相同、VI=100的油在40度时的粘度（粘度随温度变化很小的油）由于三种油（U、L、H）在100度时粘度相同，在40度时L油的粘度上升很大，而H油的粘度上升较小，所以LH。试油的粘度如果在温度从100度降低到40度时粘度上升小于H油，则U100。如果大粘上升大于H油，则UH，即VI100。按上式算出的试油粘度指数超过100时，需用外延法粘度指数计算公式计算，记为VIe（VI(E)）。第19页/共37页对液压工作介质的要求 1、合适的粘度，润滑性能好，并具有较好的粘温特性；2、质地纯净、杂质少，并对
8、金属和密封件有良好的相容性；3、对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性；4、抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小；5、体积膨胀系数小；6、对人体无害，对环境污染小，成本低，价格便宜。第20页/共37页第2章 流体力学基本知识第21页/共37页流量：在单位时间内流过某一通流截面的液体体积，以q来表示。q=V/t，其中V是液体的体积，t是时间。液流通过微小通流截面dA的流量 则流过整个通流截面A的流量：1.流量和平均流速第22页/共37页 平均流速：可以得出通流截面A的平均流速：v=q/A 当通流截面上的通流面积一定时，平均流速由流量确定。第23页/共37页 液体在管道中流动时有两种流动状态：层流
9、和紊流（湍流）。层流：液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层状，且平行于管道轴线。紊流：液体质点的运动杂乱无章，在沿管道流动时，除平行于管道轴线的运动外，还存在着剧烈的横向运动，液体质点在流动中互相干扰。2.液体的流动状态第24页/共37页 通过雷诺实验还可以证明，液体在圆形管道中的流动状态不仅与管内的平均流速v有关，还与管道的直径d、液体的运动粘度有关。实际上，液体流动状态是由上述三个参数所确定的称为雷诺数Re的无量纲数来判定，即：第25页/共37页对于非圆形截面管道，雷诺数Re为：水力直径dH：面积相等但形状不同的通流截面，其水力直径是不同的。圆形的最大，同心环状的最小。水力直径大，通流能
10、力大。A过流断面积-湿周，即有效截面的管壁周长第26页/共37页 雷诺数的物理意义：雷诺数是液流的惯性作用对粘性作用的比。当雷诺数较大时，说明惯性力起主导作用，这时液体处于紊流状态；当雷诺数较小时，说明粘性力起主导作用，这时液体处于层流状态。第27页/共37页第28页/共37页 3.1 沿程压力损失 3.液体流动时的压力损失 3.2 局部压力损失 第29页/共37页4.4.液流流经孔口和缝隙的流量 孔口根据它们的长径比可分为三种：当孔口的长径比l/d0.5时，称为薄壁孔；当0.5l/d4时，称为短孔；当l/d4时，称为细长孔。4.1.1 薄壁孔口流量d1/d7时，收缩称为完全收缩；d1/d7时
11、，收缩称为不完全收缩。4.1孔口流量 第30页/共37页当 时，它们可被认为时不变的常数，计算时可取平均值。当液流不完全收缩（d1/d7）时，。通过薄壁孔口得流量公式为：式中：第31页/共37页4.1.2 细长孔口流量 流经细长孔的液流，由于粘性而流动不畅，流速低，故多为层流，其流量计算公式为：第32页/共37页 综合各孔口的流量公式，可归纳一个通用公式：式中：第33页/共37页4.2.1平行平板缝隙流量4.2 缝隙流量 当平行平板间没有相对运动时（=0），其值为：当平行平板两端没有压差时（=0），其值为：第34页/共37页4.2.2 圆环缝隙流量 （1）流过同心圆环缝隙的流量 当相对运动速度 =0时，即为内外表面之间无相对运动的同心圆环缝隙流量公式：第35页/共37页 （2）流过偏心圆环缝隙的流量 若内外圆环不同心，且偏心距为e，则形成偏心圆环缝隙，其流量公式为：式中：当内外圆表面没有相对运动，即 时，流量公式为：第36页/共37页北京科技大学感谢您的观看！第37页/共37页