《气动与液压系统安装与调试》 课件 职业能力 A-2-1　能用流体传动基本理论计算相关参数

职业能力A-2-1

能用流体传动基本理论计算相关参数一、核心概念1）液体的黏性：当液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的吸引力而产生阻碍液体运动的内摩擦力，这种现象称为液体的黏性。常用的黏度有动力黏度、运动黏度和相对黏度。2）压力：液体内部某点单位面积所受的法向力称为压力，常以Pa（帕）、MPa（兆帕）表示。3）流量：单位时间内流过一个截面A的流体体积V，称为体积流量，简称流量，以q表示。1）能简要描述空气的物理性质。2）能简要描述液体的物理性质。3）能说出液气压传动基本参数的定义及标准单位。4）能运用流体传动基本理论选择正确的公式进行参数计算。

学习目标二、学习目标1.空气的物理性质气压传动中的传动介质主要来源是空气，自然界中的空气是一种混合物，它主要有氮气、氧气、水蒸气、其他微量气体和一些杂质（如尘埃、其他固体粒子）等组成。氧气水蒸气氮气其它微量气体杂质空气的组成三、基本知识1.空气的物理性质（1）空气的湿度1）湿度：湿空气中所含水分的程度2）湿度的表示方法：绝对湿度和相对湿度3）绝对湿度x是指每立方米湿空气中所含水蒸气的质量，用公式表示为：冬季空气干燥，夏季空气湿润。这说明湿度与温度有关，温度升高湿度增大。4）相对湿度φ是指在某温度和总压力不变的条件下，其绝对湿度x和饱和绝对湿度xb（饱和湿空气的绝对湿度）之比，用公式表示为：三、基本知识1.空气的物理性质（2）空气的可压缩性由于空气分子间的距离大，分子间的内聚力小，体积容易变化，因此与液体相比，空气具有明显的可压缩性。随着温度和压力的变化，空气的体积会发生显著的变化。三、基本知识1.空气的物理性质（3）空气质量标准压缩空气中三种主要的污染物是固体颗粒、水和油。它们之间会相互影响（如，固体颗粒会使水和油滴聚集成更大的颗粒，油和水会形成乳状物），且有时会在压缩空气系统的管道中沉淀和凝结（如油蒸气或水蒸气）。其他污染物（包括有机微生物和气态污染物）也需要考虑。三、基本知识2.液体的物理性质（1）液体的密度单位体积液体的质量称为液体的密度，一般以kg/m3表示。液体的密度随压力升高而增大，随温度升高而减小。但是，由于压力和温度的变化对密度的影响都很小，因此一般情况下液体的密度可视为常数，一般液压油的密度为850～950kg/m3。三、基本知识2.液体的物理性质（2）液体的黏性当液体在外力下流动时，由于液体分子间的吸引力而产生阻碍液体运动的内摩擦力，这种现象称为液体的黏性。需要注意的是，静止的液体不呈现黏性，液体只有在流动情况下才显示出黏性。黏性的大小可以用黏度来表示，常用的黏度有动力黏度、运动黏度和相对黏度三种。液体的黏度对温度的变化十分敏感，当温度升高时，黏度降低。一般液压元件都推荐了液压油的黏度和油温工作范围，如，齿轮泵液压油的油温工作范围是-15～80℃，推荐的液压油黏度范围是10～300mm2/s。三、基本知识2.液体的物理性质（3）液体的压缩性液压系统在一般的压力和温度条件下，液体的压缩性可以忽略不计，但在液压元件或系统动态分析时，则必须考虑液压油的压缩性。三、基本知识3.气液压传动基本参数衡量气压传动、液压传动系统和元件的性能状况的基本物理量为压力和流量。起吊重物时，机器轰鸣声给车打气时，越打越用力感受压力……三、基本知识3.气液压传动基本参数感受流量……水流动时，从高向低，随阀门加大流出量越大三、基本知识3.气液压传动基本参数任务资讯压力是指流体单位面积上所受的法向力压力是什么单位：N/m2或Pa单位换算：1N/m2=1Pa=10-6MPa三、基本知识3.气液压传动基本参数任务资讯压力的表示方法压力有绝对压力、相对压力二种表示方法绝对压力以绝对真空为基准相对压力以绝对真空为基准我的身高1.7m我的身高比他高0.05m相对压力=绝对压力-标准大气压（或环境大气压）真空度=标准大气压（或环境大气压）-绝对压力三、基本知识3.气液压传动基本参数任务资讯流量是什么流量是指单位时间内通过通流截面的流体的体积，也就是体积流量。流量单位：m3/s，L/minmL/s三、基本知识3.气液压传动基本参数任务资讯流量与流速关系式中v—液体在管道中的平均流速，单位为m/s；

q—液体的流量，单位为m3/s；

A—液体有效作用面积，单位为m

2。三、基本知识

（一）操作过程四、能力训练液压缸是液压系统控制的终端，是控制对象，其相关参数的计算是液压系统控制选型设计的重点。例图A2-1-2所示为液压缸在负载作用下推出物体。液压缸无杆腔输入油液，活塞在油液压力的作用下推动活塞杆外伸。液压缸缸筒内径D=90mm。若输入液压缸无杆腔的液体流量q1=30L/min，液压缸活塞杆伸出承受的负载力F=40000N。求液压缸活塞杆伸出的运动速度v，以及液压缸无杆腔压力p。

（一）操作过程四、能力训练解：液压缸缸筒的断面面积A为由于液体的压缩性非常小，可看作不可压缩。因此，活塞杆外伸运动速度就是无杆腔任一过流断面Ⅰ—Ⅰ面积上液体的平均流速。则，活塞杆外伸运动时，Ⅰ—Ⅰ过流断面面积上流过的平均流量q2为

（一）操作过程四、能力训练根据不可压缩液体的连续性，输入液压缸的流量q1应等于Ⅰ—Ⅰ过流断面面积上流过的平均流量q2，即q1=q2=Av因此，液压缸活塞杆外伸的运动速度v为

（一）操作过程四、能力训练问题情境一现有某液压缸d1=100mm，d2=70mm，系统压力p=6MPa，机械效率为η=0.85，如图A2-1-3所示，请计算活塞杆伸出过程中的实际有效作用力F1和缩回过程中的实际有效作用力F2是多少？

（一）操作过程四、能力训练情境提示在实际应用中，由于液压系统中的泄漏、摩擦等不可避免的情况，会产生液压缸的压力损失，使液压缸活塞实际输出作用力小于按理论流量和活塞作用面积计算的理论作用力。一般在计算中引入机械效率η，如无特殊说明，机械效率一般取0.8～0.9。有效作用力

（二）操作过程四、能力训练问题情境二如图A2-1-4所示，在充满油液的固定密封装置中，甲、乙两人用大小相等的力分别从两端推原来静止的光滑活塞。请问：两活塞会向哪个方向移动？为什么？