派克液压技术基础

1、液体可看成是不可压缩的，可将封闭的受压液体看成刚体，封闭的受压液柱象固体一样，可对力.运动以及功率进行传递。流体传动与控制（液压与气动）Fluid Power在密闭的回路（或系统）中，以受压流体为工作介质，进行 能量转换、传递、控制和分配的技术。简称“液压及气动”*液压传动技术Hydraulics -以液体为工作介质的流体传动及控制技术，简称“液压” o在液压传动中，能量通过管路系统以压力液流的形式被控制和传递到 液压执行元件上进行做功。气动技术Pneumatics -以压缩空气为工作介质的流体传动及控制技术，简称“气动”*液力传动技术Hydrodynamics -利用液体压力势能和动能的流体

2、传动及控制技术。简称“液力”液压系统将油液封闭；压力油以相同的压力，垂直地作用在任何与之接触的表面上;压力油对固体表面的作用力等于压力乘以作用面积;当力作用在自由物体上时，该物体将会产生一个加速度，并 由此产生运动，引起作功。优点结构紧凑，功率重量比大。输出功率 大而重量轻且安装尺寸小；动力能轻易地通过管道进行传输，传 递距离较长；元件安装灵活，可按实际需要选择最 恰当的位置；生产率高，操作人员可利用手柄、脚 踏板等先导控制元件，以遥控的方式 轻松自在地同时控制多个功能。易于实现自动化，能与现代电气和计 算机控制技术紧密结合，对大功率的 传动系统进行控制；易于实现过载保护，并不会损坏液压 元件

3、和系统液压马达：-排量 5 cm3/r (0.30 cu in/r)连续工作转速8500 rpm-连续功率 13kW (17,5 hp) -长度 134 mm (5.28 in) 重星 5 kg (11 lb)电机：-转速 2900 rpm-功率 11 kW (15 hp)-长度320 mm (12.6 in)-重暈 65 kg (145 lb)图”2功率相当的液压马达与电机的比较缺点噪声；外部泄漏，会造成环境污染，即使是少量的矿物油漏泄， 也会毁坏大片的地表水；不过现在已越来越普遍地使用可 生物降解的液压油液；易受污染，液压工作介质中的污染物质会导致介质变质、 元件磨损、系统性能恶化；III

4、对环境温度较敏感，温度过高或过低均会影响甚至破坏元 件的可靠性和系统的性能。液压油液中的气体会破坏系统的刚性，引起气穴，导致液 压泵和其它液压元件的损坏。1力学基本定律*牛顿第一定律，静力平衡公式：如果一个物体所受的所有作用力的合力为零，则该物体将保持其原 来的运动状态。换言之，如果一个物体处于平衡状态，则其所受全 部作用力的合力为零。EFX =0EF = OEFy =0ZFz =0*牛顿第二定律，动力学公式:dt2压力-单位面积上所受的作用力压力单位:公制:Pa (帕 N/m2), MPa (兆帕 106 Pa) 或 bar (巴 101 MPa)英制:psi (Ibs/in2), 1 ps

5、i = 0.07 bar*液体自身重量所产生的压力p = Yh立2SZ右图中，不管容器的外形如何，只要所盛 液体的高度(h)相等，则容器底面积处的压 力十日笔 pn ri 一 n2 一 n3 若底面務相等(A1=A2=A3h则底面处的 作用力亦相等，即：F1 = F2 = F3液压技术的基础理论*外部作用力产生的压力FP = A*液体不能抵抗切力， 故液体的压力垂直于 受压表面。液压技术的基础理论包围地球的大气是有重量的，也会产0M / 0mm30“ (29.92M) /760mm25M / 635mm20H/508mm15M/381mm10*/ 254mm5”/127mm0M/0mm5M/1

6、27mm10u/254mm15M/ 381mm20*7 508mm25*7 635mm 30”(29.92J/760mm大气压力生压力，这种由大气产生的压力即称 为大气压力。2大气压力常用汞柱高度表示（mmHg）。表压（压力）2以大气压为基点（零）计量的压力值。绝对压力2以绝对零压力为基点（零）计量的压力值。(barA)真空度“低于大气压力的绝对压力与大气压力 的差值。3帕斯卡原理在密闭容器内的平衡液体中，任意一点的压力如有变化, 该压力变化值将传递给液体中的所有各点，且其值不变。压力及力的传递 n吒f2 爲 A2 F1与F2的做功相等 V = AS = A2S2 W1 = F1S1 = pA

7、1S1 W2 = F2S2 = pA2S2W1 = W24流体的能量守恒-柏努利(Bernoulli)方程V2+ + h = c on stant或 p + yh = constant液压系统中的压力由负载或元件对油液的阻力所产生。 液压泵泵出的是流量，而不是压力。油液总是进入阻力最小的通路即：对于并联的负载，最轻（要求的工作压力最低）的负载 最先动作，动作完成后，其它负载再按轻重依次动作。5000 N10000N5流量流量为单位时间内通过封闭截面的流体体积O液压 系统中所用的流量是指容积流量Q = = vA流量单位：公制：Lpm (L/min)英制：gpm, 1 gpm = 3.78 L/m

8、in在液压系统中流量意味着负载速度的大小。流量的连续性厂 、f*-%Oi“2液体被看成是不可压缩的，在封闭的容积中既不能吸收 流量，也不会生成流量，因此： 臼乂串联管道中流量处处相同；Q1 =Q2或 am =A2v20对于液压系统的一个部分，其输入流量之和等于输出流量之和oQP = Q1+Q2+QT负载1 负载2QtIIQp液压缸活塞杆(执行机构，负载)的速度取决于流量 液压缸的活塞杆速度由活塞后的容积被油液充满的速度 (即:流量)决定活塞杆速度(ft/min)=gpm x 19.25活塞而积(in2)活塞杆速度(m/s)=L/min x 0.167活塞面积(cm2)5 gpmft/min*m

9、/s活塞杆速度(ft/min)=gpm x 19.25L/min x 0.167活塞面积(i“)活寒面积(cm?)5 x 19.2518.95 x 0.1671064.5=9.63ft/min49mm/s液压技术的基础理论6功率功率为单位时间内所做的功。做功通常是在一定的时间 内完成的，功率反映了做功的速率，或做功的能力。FS=FV功率单位:公制：W (Nm/s)5 kW英制：hp (ft lbs/s)51 hp = 0.746 kW液压功率:pQ600(kW)p-bar Q- L/min液压技术的基础理论7油液流经节流孔的流量公式楽薄壁小孔(l/d 4)144d4YulAp = kAAp (

10、cm3/s):公式品IIQ = pAlP(cm*s)Q =kAApa a05 18液体的基本性质液体分子之间的引力可将它们互相紧密地吸引在一起，但又不足以像固体那样能使分子处于固定的位置，由此:液体可以占据任何形状液体相对地不可压缩由于液体分子间接触紧密, 液体表现出固体的一种性 质，即相对地不可压缩。受压油液由于液体相对地不可压缩，并且能够占据任何容器的形状, 所以它在力的传递方面具有一定的优势。10液体粘度 本质：实际流体的内摩擦力动力粘度:按牛顿液体内摩擦定律:M-动力粘度系数dv -相邻油膜层间的相对滑动速度 dy-相邻油膜层的间隔距离运动粘度：U =匕 单位：St (cm2/s),

11、cSt (mm2/s)PIIIIII赛波特通用秒液体粘度的一种计量方法(简称赛氏秒SUS或SSU) 赛波特粘度计：在容器中倒入液体，加热至规定的温度。在保持该温度的 状态下拔掉容器底部的塞子，同时按动秒表，纪录液体流入烧瓶的容积达 到60 mL时的时间，该时间即为赛氏粘度值表示为：150SUS10(TF。粘度与润滑性只油液对金属表面 的浸润性0粘度越大，形成的油膜越厚0良好的润滑要求 相对运动的金属 表面间形成适当厚度的油膜粘度随温度变化 粘温特性10000012012109 8 7 6 5 4.Ow4030-20100+102030405060708090 1001201401 ISO粘踣级

12、瀑度C的参考溫度液压油液粘度随温度变化-粘温指数IV (Viscosity Index)concn一 姿就4035o ooooooo o o oo o 0 0 5 o 5o OCJO500100 pm00112481632641282565121,024最离赖粒计数5 pm1523046091,2172=4324,8649,73119,46238,92477,849155,698311,396622,7921,245,58415 pm27541092174328641,7313.4626,92413,84927,69855,396110,792221,584ISO； DIS 4406 及 SA

13、EJ1165 标准固体赖粒污染度等级 代 号8/59/610/711/812/913/1014/1115/1216/1317/1418/1519/1620/1721/1822/19咼寓硕粒5 pm2505001,0002,0004,0008,00016,00032,00064,000130,000250,000500,0001,000,0002,000,0004,000,000计数15 pm32641302505001,0002,0004,0008,00016,00032,00064,000130,000250,000500,000注：所有颗粒计数均为100 ml油样中的计数。油液污染控制Pa

14、rker滤器的选择*过滤精度名义过滤精度，相对于表面型滤器 以滤芯材料的滤孔尺寸作为过滤精度绝对过滤精度，相对于深层型滤器滤芯的多次通过试验(ISO 4572)和过滤比卩X = 6论X)nout(,x)內oNOO,滤器的过滤精度为10pm滤芯*流通能力_规格尺寸*纳垢容量滤器过滤精度的选择伺服阀比例阀普通液压泵行走机械 重型机械 低压系统液压系统类型污染度等级推荐滤器NASISO过滤精度100滤芯材糾滤器布置615/123玻璃纤维主油路滤器716/135不锈钢纤维817/1410回油路或 主油路滤器918/1520化学纤维 纸质1019/16251120/1725-40回油路吸油路1221/1

15、8或旁路滤器普通液压控制阀一个简单的液压系统用于提升负载的系统方向控制阀由主阀和小型远程控制先导阀 组成;先导阀设置在尽可能 好的，安全的操作位 置上；通过远程控制,保证负载的运行平稳，控 制精确。Parker开中位方向控制阀原动机- 液压泵- 液压控制阀 执行元件-油箱-输入机械功率（电动机、柴油机等）输送压力液流导控液流及限制压力将液压功率转换为机械功率（液压缸/液压马达）贮存油液并对油液工作状态进行调控需翳的统溜蠶嚮形符号来表达这是一标准:ISO 1219.1-1991,GB/T 786.1 - 931线条实线0供油、工作管路2回油管路2电气线路虚线2控制管路0泄油、放气管路“过滤材料液

16、压图形符号基本元素Parker大园0能量转换元件（泵、马达、压缩机）点划线0元件组合框双线0机械连接轴、操纵杆、活塞杆箭头线0表示可调节中园小园0单向元件、旋转接头0机械较链、滚轮3正方形水平0控制元件0除电动机外的原动机 45放置0调节器件（过滤器、热交换器等）4长方形大长方形。液压缸体、阀件等小长方形0控制器等5囊形0压力油箱、蓄能器、贮气罐等1原动机及泵电动机变量泵除电动机外的原动机双向液压泵2执行元件液压缸双杆缸单杆缸气动泵空气压缩机液压马达单向定量 马达厂*f双向变量 彳马达3液压控制阀单向阀方向控制阀机械定位机构机械滚轮驱动手动液动 EZ气动匸直动式方向阀waAB1 bvwvbpT

17、2位4通电磁方向阀3位4通电磁方向阀先导式方向阀详图3位4通电液方向阀T1ax简化图形比例方向控制阀电液比例方向阀电磁比例方向阀wa）（）（昭）（A)(VA BPl T详图A B简图液压图形符号-基本符号压力控制阀Parker先导式溢阀直动式溢流阀II简图B流量控制阀节流阀单向节流阀溢流节流阀调速阀辅件蓄能器滤油器冷却器加热器管道交叉和连接交叉交叉压力补偿变量泵ParkerII MyW MM M*WAMB MM MMWMMMyaM HMM*MB 液压传动常用公式计算项冃公制英制液比泵输入扭和，TpinTPin =57 1 Nm20nnmTpin =ib-in)2rrnm液压泵输入功率，NPjn

18、Npin- Pqn - PQ (kW) p“ eooooon 6oonpqn = PQ Fp)Pin 395934T 1714r液压泵输11：流量:Qp outQpoutL/min)Qpout =门算丫 1 USgpm j液压马达转速M1000Qrv s、nM = 1 rpm;q啊231Qtv ,、 n 阳=：rpm;qivi液压马达输出扭矩,TbWutTwout：Nm.)zUttT呗严豊血b-in)2tt液压马达输出功率，NMoutNMout npqn pQn kW)Mout 600000 600N* nPqn =pQn hp)Mcjt 395934 1714H注：Hm -机械效率; qv -容积效率; n 一总效率。Parker单位换算单位换算名称公制英制压力，PMPa bar10 bar145.0 psi0.1 MPa 14.50 psipsi (lbs/in2)OQ06395 MPa0.06895 barqml/rev0.06102 in3/revin3/rev16.387 ml/rev流量,QL/min( Lpm)0.2642 gpmgpm378 L/min功率,Nk