液压与气动应用技术（第3版）课件 任务1-2 确定液压千斤顶的输出力

高等职业院校精品教材系列

省级精品课程配套教材液压与气动应用技术（第3版）项目1液压传动系统输出力的确定认识液压系统任务1确定液压千斤顶的输出力

任务2任务1.2确定液压千斤顶的输出力

如下图所示，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F1与F2的关系。液压系统受力关系一、任务引入

如图在日常生活中，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

一、液体静力学基本知识1、液体（静）压力 p——液体单位面积上所受的法向作用力如右图所示，若液体的面积A上所受的作用力F，其均匀垂直作用于A面上，则A面上的静压力可表示为：流体静力学基本规律p=

F/A动压力静压力——液体在高速流动时产生的冲击力——液体处于相对静止状态时的压力(重点)(N

/

m2、Pa）

液体静压力的特性：1. 液体静压力垂直于承压面2.液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等1MPa=106

Pahp0△Ap△AG2、液体静力学基本方程取垂直小液柱分析液柱的底面积为△Ap0h

p

列平衡方程:p

0△A+ρgh△A=p△Ap=p0

+ρgh—— 静力学基本方程静力学基本方程:p=p0

+ρgh压力分布特征：压力由两部分组成：液面上的压力 p0液体自重形成的压力 ρgh注意：容积不密封p0=

pa（大气压）深度h↑→压力p↑等压面——连通器内，深度相同的液体各点的压力相等。（水平面）p0php0ρgh3、压力的表示方法绝对压力

=大气压力

+相对压力绝对压力——以绝对真空（零压）为基准度量相对压力——以大气压力为基准度量压力单位：1Pa＝1

N/m21MPa=106Pa思考：压力表中所显示的数据是绝对压力还是相对压力？4、帕斯卡原理工作原理在密封容器内，施加于静止液体的压力，可以等值传递到液体内各点 —— 帕斯卡原理 （静压传递原理、如千斤顶）力可以放大，可以缩小，可以改变方向结论2：液体内的压力决定于外界负载p=

F/A结论1：静止液体内各点处压力近似相等练习与思考：液体内的压力决定于外界负载假设忽略液压系统中的液压油和活塞的摩擦力、油自重、活塞重等，分析液压缸内的液压油的压力。(a)图：F=0，p≈0(b)图：F≠0，p=F/A(c)图：F=∞, p=∞ 实际上系统会损坏例：已知小液压缸的面积A1=20cm2，大液压缸的内径A2=100cm2，大活塞上的外负载W=10000N。问在小活塞上应加多大的力F1才能使大活塞顶起重物W ？WP1P2结论：液压传动可以将力放大。解题思路：建立平衡方程：p1=p2而P1=F1/A1；P2=W/A2则有：F1/A1=W/A2带入数据得F1=2000N通过对比分析可知W/F1=5练习与思考：流体动力学21、理想液体、稳定流动理想液体：假设的既无粘性又不可压缩的流体称为理想流体实际液体：有粘度、可压缩的液体

恒定流动：液体流动时，液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化的流动，亦称为定常流动或非时变流动（实验）非恒定流动：

压力、速度、密度随时间变化的流动实验恒定流动

非恒定流动

2、流线、流束、流管、通流截面：流线：液流中各质点的速度方向相切的曲线流束：许多流线组成的一束曲线流管：通过一条封闭曲线的密集流线束通流截面：垂直于流动方向的截面，也称为通流截面3、流速、流量流量：单位时间内流经某通流截面流体的体积，流量以q表示，单位为

m3/

s

或

L/min流速：流体质点单位时间内流过的距离实际流体内各质点流速不等平均流速：通过流体某截面流速的平均值

液压缸的运动速度

A

vv=q/Aq=0v=0q

q↑v↑q↓v↓

结论：液压缸的运动速度取决于进入液压缸的流量，并且随着流量的变化而变化。4、液体的流态1）雷诺实验2）流态3）判定流态流体的连续方程液体在管内作恒定流动，任取1、2两个通流截面，根据质量守恒定律，在单位时间内流过两个截面的液体流量相等，即：依据：质量守恒定律结论：流量连续性方程说明了恒定流动中流过各截面的不可压缩流体的流量是不变的。因而流速与通流截面的面积成反比

ρ1v1A1=ρ2v2A2不考虑液体的压缩性，则得q=vA=常量流体的伯努利方程1、理想液体伯努利方程

假设：理想液体作恒定流动

依据：能量守恒定律

2、实际液体伯努利方程当紊流时α＝1，层流时α＝2实际液体：有粘性、可压缩、非稳定流动速度修正:α动能修正系数平均流速代替实际流速，考虑能量损失hw

内摩擦—因粘性，液体分子间摩擦摩擦

<

外摩擦—液体与管壁间产生原因：碰撞、旋涡（突变管、弯管)产生附加摩擦。液体压力损失与能量损失3液压冲击与空穴现象4措施：延长流体换向时间；缩短管长，加大管径，限制管道液体流速；设置缓冲元件（又称空穴现象）措施：避免压力突降。减小压力降，降低吸油高度h，加大管径d，限制液体流速v，防止空气进入。姓名班级组别日期任务名称液压千斤顶输出力的确定工作任务液压千斤顶输出力的计算任务描述在液压实训室，利用液压连通器和砝码，找出液压千斤顶输入力和输出力的关系，并计算液压千斤顶的输出力。任务要求掌握危险化学物品的安全使用与存放；正确使用相关工具；计算千斤顶的输出力。提交成果系统危险物品清