《液压传动工作原理》PPT课件.ppt

第二章液压流体力学基础 2 1液压油2 2液体静力学 目的任务 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 压力表达式和结论 重点难点 液压油的粘性和粘度粘温特性静压特性压力形成静力学基本方程 提问作业 1 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 液压油 2 1 2对液压油的要求及选用2 1 1液压油的物理性质 2 1 1液压油的物理性质 一液体的密度二液体的粘性三液体的可压缩四其他性质 液体的密度 密度 单位体积液体的质量 m vkg m3密度随着温度或压力的变化而变化 但变化不大 通常忽略 一般取 900kg m3的大小 粘性的物理本质 液体在外力作用下流动时 由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力 导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力 这种特性称为粘性 或 流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质 粘性的物理本质 内摩擦力表达式F Adu dy 液体静止时 du dy 0 静止液体不呈现粘性 动画演示 牛顿液体内摩擦定律 液层间的内摩擦力与液层接触面积及液层之间的速度成正比 粘度 衡量粘性大小的物理量 粘度 动力粘度 运动粘度 相对粘度0E 动力粘度 公式 F A du dy N m2 dy du N s m2 动力粘度物理意义 液体在单位速度梯度下流动时 接触液层间单位面积上内摩擦力 动力粘度单位 国际单位 SI制 中 帕 秒 Pa S 或牛顿 秒 米2 N S m2 以前沿用单位 CGS制 中 泊 P 或厘泊 CP 达因 秒 厘米2dyn S cm2 换算关系 1Pa S 10P 103CP 运动粘度 动力粘度与液体密度之比值 运动粘度公式 m2 S 运动粘度物理意义 无 只是因为 在流体力学中经常出现 用 代替 运动粘度单位 SI制 m2 SCGS制 St 斯 CSt 厘斯 Cm2 S mm2 S 换算关系 1m2 S 104St 106CSt 运动粘度单位说明 单位中只有长度和时间量纲类似运动学量 称运动粘度 常用于液压油牌号标注 液压油牌号标注 老牌号 20号液压油 指这种油在50 C时的平均运动粘度为20cst 新牌号 L HL32号液压油 指这种油在40 C时的平均运动粘度为32cst 相对粘度0E 不易直接测量 只用于理论计算 常用相对粘度 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 换算关系 恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系 7 310E 6 31 0E 10 6 液体的可压缩性定义 液体受压力作用而发生体积缩小性质 液体的体积压缩系数定义 定义 体积为v的液体 当压力增大 p时 体积减小 v 则液体在单位压力变化下体积的相对变化量 液体的体积压缩系数公式 v pv 5 7 x10 10m2 N 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 p v 为保证 为正值 式中须加负号 液体的体积弹性模数定义 液体压缩系数的倒数 液体的体积弹性模数公式 k 1 pv v 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 计算时取 k 1 4 1 9 109N m2若分析动态特性或p变化很大的高压系统 则必须考虑 液体的其它性质 1 粘度和压力的关系 P F 随p 而 压力较小时忽略 32Mpa以上才考虑 液体的其它性质 2 粘度和温度的关系 温度 内聚力 粘度随温度变化的关系叫粘温特性 粘度随温度的变化较小 即粘温特性较好 2 1 2对液压油的要求及选用 对液压油的要求液压油的选择 液压油的任务 工作介质 传递运动和动力润滑剂 润滑运动部件 对液压油的要求 1 合适的粘度和良好的粘温特性 2 良好的润滑性 3 纯净度好 杂质少 4 对系统所用金属及密封件材料有良好的相容性 对液压油的要求 5 对热 氧化水解都有良好稳定性 使用寿命长 6 抗泡沫性 抗乳化性和防锈性好 腐蚀性小 7 比热和传热系数大 体积膨胀系数小 闪点和燃点高 流动点和凝固点低 凝点 油液完全失去其流动性的最高温度 8 对人体无害 对环境污染小 成本低 价格便宜总之 粘度是第一位的 液压油的选择 选择液压油品种2选择液压油粘度 液压油的类型 机械油精密机床液压油气轮机油变压器油等 液压油选择 首先根据工作条件 v p T 和元件类型选择油液品种 然后根据粘度选择牌号慢速 高压 高温 大 以 q 通常 快速 低压 低温 小 以 P 2 2液体静力学 研究内容 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 静止液体 指液体内部质点之间没有相对运动 至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动 2 2液体静力学 2 2 1液体的静压力及特性2 2 2液体静力学基本方程式2 2 3压力的表示方法及单位2 2 4静压传递原理2 2 5液体对固体壁面的作用力 液体的静压力及特性 质量力 重力 惯性力 作用于液体的所有质点作用于液体上的力 表面力 法向力 切向力 其它物体或容器对液体 一部分液体作用于令一部分液体等 作用于液体的表面 液体的静压力定义 液体单位面积上所受的法向力 物理学中称压强 液压传动中习惯称压力 液体静压力特性 1 垂直并指向于承压表面 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法向应力 2 各向压力相等 有一向压力不等 液体就会流动 各向压力必须相等 液体静力学基本方程 例 计算静止液体内任意点A处的压力p pdA p0dA G p0dA ghdA p p0 gh h G P P0 A dA 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分液面压力p0组成 液体自重所形成的压力 gh 2 静止液体内压力沿液深呈线性规律分布 3 离液面深度相同处各点的压力均相等 压力相等的点组成的面叫等压面 2 2 3压力的表示方法及单位 测压两基准关系 测压两基准 绝对压力 以绝对零压为基准所测相对压力 以大气压力为基准所测 关系 绝对压力 大气压力 相对压力或相对压力 表压 绝对压力 大气压力注液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力真空度 大气压力 绝对压力p pap pap pap 0 2 2 4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 帕斯卡原理 静压传递原理 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 液压系统压力形成 p F AF 0p 0F p F p 结论 液压系统的工作压力取决于负载 并且随着负载的变化而变化 F A 2 2 5液体对固体壁面的作用力 作用在平面