液压传动基础知识课件

液压传动基础知识

知识点:

液体的静压力液压传动系统输出力的计算液压油的选用原则技能点:

能正确选用液压油课题二液压机输出力的确定

如图1—4所示，要求左方站立的人能够借助液压机械通过手的力气将右方的小汽车举起，计算的关系。与的关系。图1—4液压系统受力关系

一、任务引入

在日常生活中，仅依靠人力是不可能举起重达几吨的小汽车的。要完成将小汽车举起的任务，液压系统必须能将人的力放大，那么液压系统是如何将较小的力转化为较大的力呢？液压传动系统中是依靠什么作为工作介质来传递力的，对工作介质有何要求，又如何来选用？下面就让我们一起学习液压传动系统输出力和工作介质的相关知识。

二、任务分析1．液体的静压力静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力，如果在液体内某点处微小面积△A上作用有法向力△F，则ΔF／△A的极限就定义为该点处的静压力，用P表示。当在液体的单位面积A上，受到均为分布的作用力F时，则静压力可表示为

P=F/A(1—1）

液体的静压力在物理学上称为压强，在工程实际应用中习惯上称为压力。液体静压力具有以下特点：液体静压力垂直于其承压面，其方向和该面的内法线方向一致；静止液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等。

三、相关知识2．压力的表示方法及单位根据度量基准的不同，液体压力分为绝对压力和相对压力两种。以绝对真空为基准度量的叫做绝对压力，而以大气压力为基准度量的称为相对压力或压力。3．静压力的基本方程式在重力的作用下静止液体所受的力，除了液体重力，还有液面上作用的外加压力，其受力情况如图1－5所示。PΔA＝Po△A＋ρghΔA等式两边同除以ΔA，则得：

P=Po＋pgh（1—2）上式即为液体的静压力基本方程式，从方程式中可知静止液体的压力具有如下特征：（1）静止液体内任一点的压力由两部分组成：一部分是液面上的外加压力，另一部分是该点上液体自重所形成的压力，即ρg与该点离液面高度h的乘积。当液面只受大气压力Pа作用时，液体内任一点处的压力为：

p=Pa+pgh（1－3）（2）静止液体内的任一点压力随该点距离液面的深度皇直线规律递增。（4）对静止液体，如果液面外加压力为Po，液面与基准水平面的高度为ho，液体内任一点的压力为p，与基准水平面的距离为h，则由静压力基本方程式可得：

式（1－4）表明静止液体中任一质点″总能量保持不变，即能量守恒。（5）在实际的液压传动系统中外加压力Po远大于液体自重所形成的压力ρgh，故可将pgh忽略不计。

常量（1—4）4．帕斯卡原理密闭容器内的液体，当外加压力Po发生变化时，只要液体仍保持原来的静止状态不变，则液体内任一点的压力将发生同样大小的变化。这就是帕斯卡原理，也称为静止传递原理。图1一4中大活塞面积为，小汽车的重力作用在大活塞上形成负载，此时液体所受的压力。

由帕斯卡原理可知：小活塞处的压力亦为P，如果小活塞面积为A1，要使大小活塞处于平衡状态，则

，要使大小活塞处于平衡状态，则

那么在小活塞上应施加的力为：

5．管道流动流动的液体具有黏性，液体流动时突然的转弯和通过阀口时会产生相互的撞击和出现漩涡，因此，液体在管道流动中必然会产生阻力。液体在流动时需要损耗一部分能量来克服阻力，这种能量损失可用液体的压力损失来表示。压力损失是由沿程压力损失和局部压力损失两部分组成。

液体流动时的两种形式：一种是液体流动时液流层次分明，不相混杂称为层流；另一种是液体流动时液流完全紊乱称为紊流。层流与紊流是两种不同性质的流动状态。层流时液体流速较低，液体质，点间的黏性力起主导作用，液体质点受黏性的约束，不能随意运动；紊流时液体流速较高，液体质点间黏性的制约作用减弱，惯性力起主导作用。

6．液压油在液压传动系统中，力的传递是依靠液体来完成的，液体是液压传动系统中的工作介质，在实际的液压系统中常用油类作为工作介质，这种油称为液压油。（1）液压油的性质

1）密度。单位体积液体的质量称为该液体的密度。密度是液体的一个重要参数。随着温度或压力的变化，其密度也会发生变化，但变化量一般很小，在实际应用时一般可忽略不计。

2）可压缩性。液体受压力作用从而发生体积变小的性质称为液体的可压缩性。对于一般液压系统，可认为液压油是不可压缩的。需要说明的是，当液压油中混入空气时，其可压缩性将明显增加，且会影响液压系统的工作性能。因此，在液压系统中必须尽量减少油液中的空气含量。

3）黏性。液体在外力作用下流动时，液体内部分子间的内聚力会阻碍分子相对运动，即分子间会产生一种内摩擦力，这一特性称为液体的黏性。黏性也是选择液压油的一个重要参数。

液体黏性的大小用黏度来表示。常用的黏度有动力黏度、运动黏度和相对黏度3种。

（2）液压油的分类与牌号

液压油的种类繁多，分类方法各异。长期以来,习惯以用途进行分类，也有根据油品类型、化学成分或可燃性分类的，这些分类方法只反映了油品的性质，但缺乏系统性，也难以了解油品间的相互关系和发展。液压油采用统一的命名方式，其一般形式如下：

（3）液压油的规格、性能及应用在GB／T7631.2－87分类中曲HH、HL、HM、HV、HV、HG液压油均属矿油型液压油，这类油的品种多，使用量约占液压油总量的85％以上，汽车与工程机械液压系统常用的液压油也多属于此类。

1）HH液压油。HH液压油是一种不含任何添加剂的矿物油。这种液压油虽已列人分类之中，但在液压系统中已不使用。这种油安定性差、易起泡。

2）HL液压油（通用型机床工业用润滑油）。HL液压油是由精度较高的中性基础油，加人抗氧和防锈添加剂制成的。HL液压油按40℃运动黏度可分为15、22、32、46、68、100六个牌号。适用场合：HL液压油主要用于对润滑油无特殊要求，环境温度在0℃以上的各类机床的轴承箱、齿轮箱、低压循环系统或类似机械设备循环系统的润滑。它的使用时间比机械油可延长一倍以上，具有较好的橡胶密封适应性，其最高使用温度为80℃。

3）HM液压油（抗磨液压油）HM液压油是从防锈、抗氧化液压油基础上发展而来的，它有碱性高锌、碱性低锌、中性高锌型及无灰型等系列产品，按40℃运动黏度可分为22、32、46、68四个牌号。适用场合：主要用于重负荷、中压、高压的叶片泵、柱塞泵和齿轮泵的液压系统；用于中压、高压工程机械、引进设备和车辆的液压系统，如计算机数控机床、隧道掘进机、履带式起重机、液压反铲挖掘机和采煤机等；也可用于中等负荷工业齿轮（蜗轮、双曲线齿轮除外）的润滑。其应用的环境温度为－10~40℃。该产品与丁腈橡胶具有良好的适应性。

4）HR液压油。HR液压油是在环境温度变化大的中低压液压系统中使用的液压油。该油具有良好的防锈、抗氧化性能，并在此基础上加人了黏度指数改进剂，使油品具有较好的黏温特性。同时具有优良的防锈、抗氧化、抗磨性能和优良的抗黏滑性主要适用于各种液压和导轨合用的机床润滑系统或机床导轨润滑系统及机床液压系统。在低速情况下，防爬效果良好。5）HV、HS液压油（低温液压油）这是两种不同档次的液压油，均属于宽温度变化范围下使用的液压油。这两种油都有低的倾点，优良的抗磨性、低温流动性和低温泵送性。HV、HS液压油按基础油分为矿油型与合成油型两种，按40℃运动黏度，Hv油分为15、22、32、46、68、100六个牌号，HS油分为15、22、32、45四个牌号。适用场合：

HV低温液压油主要用于寒区或温度变化范围较大和工作条件苛刻的工程机械、引进设备和车辆的中压或高压液压系统，如数控机床、电缆井泵以及船舶起重机、挖掘机、大型吊车等液压系统，使用温度在－30℃以上。

HS低温液压油主要用于严寒地区上述各种设备，使用温度在－30℃以下。

HV油和HS油由于基础油组成成分不同，所以不能混装、混用，以免影响使用性能。

2.液压油的选择理想液压油是不存在的，各种液压油都会有着这样或者那样的不足，而选用的原则是要根据液压系统的工作条件和工作环境，并结合维护保养与经济因素综合考虑。（1）根据液压系统的工作压力选择不同的工作压力对液压油品质的要求是有一定差异的。一般来说，随着工作压力的增加，要求液压油的抗磨性、抗氧化性、抗泡性以及抗乳化和水解安定等性能要提高。另外，为防止随压力的增加而引起泄漏，其黏度也应相应的增加；反之，则降低。

四、任务实施不同工作压力下液压油黏度的选择见表1—1。

表1－1不同工作压力下液压油黏度的选择

（2）根据工作环境选择工作条件较恶劣或工作环境温度较高，对油液的黏温特性、热稳定性、润滑性以及防锈蚀等性能有严格的要求。一般情况下环境温度高（＞40℃）或靠近热源的机械，为保证系统的安全可靠，应优先选用难燃性及黏温性较高的油品；环境条件恶劣或温差变化大时，应选用黏温特性好及润滑性能优良的油品；环境温度较低时应选择黏度较小的液压油。（3）根据工作速度选择当系统工作速度较低时应选择黏度较高的液压油，反之则选择黏度较低的液压油。（4）注意事项

1）要保持液压系统的清洁，要及时清除油箱内的油泥和金属屑。

2）按换油参考指标进行换油，换油时应将设备各部件清洗