1、第一章 液壓傳動基礎知識 2.1 液壓傳動概述2.2 液壓油2.3 液體靜力學基礎 2.4液體動力學基礎2.5管路中液體的壓力損失2.6液壓沖擊及氣穴現象 1第1頁，共64頁。1.1 液壓傳動概述一、液壓傳動及發展簡介液壓傳動 是以液體為工作介質，利用液體的壓力能來傳遞動力和進行控制的一種傳動方式。 2第2頁，共64頁。二、液壓傳動的工作原理3第3頁，共64頁。以油液為工作介質，通過密封容積的變化來傳遞運動，通過油液內部的壓力來傳遞動力。 二、液壓傳動的工作原理4第4頁，共64頁。三、液壓傳動系統的組成5第5頁，共64頁。三、液壓傳動系統的組成1.動力元件 把機械能轉換成液壓能，供給液壓系統壓

2、力油(液壓泵)。6第6頁，共64頁。三、液壓傳動系統的組成2.執行元件 把液壓能轉換成機械能，帶動機械完成所需的動作(液壓缸和液壓馬達)。7第7頁，共64頁。三、液壓傳動系統的組成3.控制元件 是對系統中油液的壓力、流量或流動方向進行控制或調節的裝置(控制閥，如單向閥、換向閥、溢流閥、節流閥等)。 8第8頁，共64頁。三、液壓傳動系統的組成4.輔助元件 包括上述三部分之外的其它裝置，(油箱、濾油器、油管、壓力表等)。9第9頁，共64頁。三、液壓傳動系統的組成5.工作介質 用來傳遞液壓能，即液壓油等，直接影響系統的性能和可靠性。 10第10頁，共64頁。四、液壓元件的圖形符號半結構式 :直觀性強

3、、容易理解，但繪制比較麻煩，系統中元件多時更甚。圖形符號 :繪制方便，簡單明了 常用液壓與氣動圖形符號(GB/T786.11993) 11第11頁，共64頁。12第12頁，共64頁。五、液壓傳動的優點 1.體積小、重量輕、結構緊湊，因而慣性小，動作靈敏，換向迅速。 2.傳遞運動均勻平穩，負載變化時速度較穩定。 3. 可在大范圍內實現無級調速。 4.操作簡單，易于實現自動化控制和遠程控制。 13第13頁，共64頁。五、液壓傳動的優點5. 易于實現過載保護，并且液壓元件能自行潤滑，故使用壽命長。6. 借助油管的連接可以方便靈活地布置傳動機構。7. 液壓元件已實現了標準化、系列化和通用化，便于設計、

4、制造和推廣使用。 14第14頁，共64頁。六、液壓傳動的缺點1. 漏油的存在，會造成環境污染，降低傳動效率，加上油液的可壓縮性，使得液壓傳動不能保證嚴格的傳動比。2.液壓傳動對油溫的變化比較敏感，使得工作的穩定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環境條件下工作。15第15頁，共64頁。六、液壓傳動的缺點3.液壓元件制造精度要求較高，加工安裝較困難。 4.液壓系統發生故障不易檢查和排除。 16第16頁，共64頁。第一章 液壓傳動基礎知識 2.2 液壓油一、液壓油的性質1. 液體的密度2. 液壓油的粘性（1）粘性的度量 17第17頁，共64頁。2. 液壓油的粘性1）動力粘度液體的粘性示意圖 2.

5、2 液壓油18第18頁，共64頁。1）動力粘度F=A 衡量液體粘性的比例系數，稱為動力粘度或絕對粘度； 表示液體液層間速度差異的程度，稱為速度梯度。2.2 液壓油2. 液壓油的粘性19第19頁，共64頁。1）動力粘度若以=F/A表示切應力，則動力粘度：=/ 物理意義是：當速度梯度為1時，相鄰液層間單位面積上內摩擦力的大小。法定計量單位為Pas（帕秒），即Ns/m2 2. 液壓油的粘性2.2 液壓油20第20頁，共64頁。2)運動粘度 運動粘度是絕對粘度與密度的比值： =/ 運動粘度的法定計量單位為m2/s，常用mm2/s。2. 液壓油的粘性2.2 液壓油21第21頁，共64頁。3）相對粘度 工

6、程上常采用另一種可用儀器直接測量的粘度單位，即相對粘度。又稱條件粘度，根據測量儀器和條件不同，有恩氏、賽氏、雷氏等粘度。2. 液壓油的粘性2.2 液壓油22第22頁，共64頁。2. 液壓油的粘性（2）壓力對粘度的影響 (3)溫度對粘度的影響2.2 液壓油23第23頁，共64頁。液壓油（液）牌號標稱粘度等級是用液壓油（液）在40時運動粘度中心值的近視值來表示，單位為mm2/s，同時用來表示液壓油（液）的牌號。2. 液壓油的粘性2.2 液壓油24第24頁，共64頁。二、液壓油（液）的選用1.液壓油（液）的品種和代號（1）液壓油（液）的品種分類礦物型和合成烴型液壓油，難燃型液壓油，還有一些專用液壓油

7、。2.2 液壓油25第25頁，共64頁。（2）液壓油（液）的代號示例代號：LHM46簡號：HM-46含義：L潤滑劑類；H液壓油（液）組；M防銹、抗氧和抗磨型；46粘度等級（或稱牌號）為46號。命名：46號防銹、抗氧和抗磨型液壓油，簡稱46號HM油或46號抗磨液壓油。2.2 液壓油26第26頁，共64頁。2.3 液體靜力學基礎 一、液體的靜壓力及其特性 液體內某點處的壓力定義為若法向力F 均勻地作用于面積A上，則 27第27頁，共64頁。一、液體的靜壓力及其特性壓力的法定計量單位為N/m或Pa（帕斯卡）。工程上常采用kPa（千帕）或MPa（兆帕）。2.3 液體靜力學基礎28第28頁，共64頁。一

8、、液體的靜壓力及其特性液體的靜壓力具有兩個重要的特性：（1）液體壓力作用的方向總是垂直指向受壓表面。（2）靜止液體內任一點處的壓力在各個方向上都相等。2.3 液體靜力學基礎29第29頁，共64頁。二重力作用下的液體靜力學基本方程式 重力作用下靜止的液體 2.3 液體靜力學基礎30第30頁，共64頁。二重力作用下的液體靜力學基本方程式小液柱處于平衡狀態，于是有 pA=PoA+ghA靜力學基本方程式 2.3 液體靜力學基礎31第31頁，共64頁。二重力作用下的液體靜力學基本方程式（1）靜止液體內任一點的壓力p由兩部分組成：一部分是液面上的壓力po，另一部分是液體自重所引起的壓力pgh。當液面上只受

9、大氣壓力Pa作用時，則2.3 液體靜力學基礎32第32頁，共64頁。2022/7/2233第33頁，共64頁。二重力作用下的液體靜力學基本方程式（2) 靜止液體內的壓力隨液體深度h的增加而增大，即呈直線規律分布。 2.3 液體靜力學基礎34第34頁，共64頁。二重力作用下的液體靜力學基本方程式（3) 連通容器內同一液體中，深度相同處各點的壓力均相等。 由壓力相等的點組成的面叫做等壓面 在重力作用下靜止液體的等壓面是一個水平面。2.3 液體靜力學基礎35第35頁，共64頁。三壓力的傳遞 帕斯卡(靜壓力傳遞)原理 :在密閉容器中，施加于靜止液體上的壓力將以等值同時的傳遞到液體內各點 。2.3 液體

10、靜力學基礎36第36頁，共64頁。液壓千斤頂的工作原理圖 2.3 液體靜力學基礎37第37頁，共64頁。液壓千斤頂的工作原理容器內液體的壓力p與負載F之間總是保持著正比的關系 可見,壓力決定于負載 2.3 液體靜力學基礎38第38頁，共64頁。液壓千斤頂的工作原理根據帕斯卡原理p1=p2，則有 2.3 液體靜力學基礎39第39頁，共64頁。四、壓力的表示方法 40第40頁，共64頁。2.4液體動力學基礎一基本概念1.理想液體:假定的既無粘性又無壓縮性的液體 2.實際液體3. 穩(恒)定流動4.過流斷面 :液體在管道中流動時，其垂直于流動方向的截面 41第41頁，共64頁。一基本概念5.流量q單

11、位時間內流過某一過流斷面的液體的體積單位為 m/s，實際中常用的單位為L/min或mL/s。2.4液體動力學基礎42第42頁，共64頁。一基本概念6.平均流速液壓缸工作時，液體的流速與活塞的運動速度相同。2.4液體動力學基礎43第43頁，共64頁。一基本概念6.流動液體的壓力在流動液體內，由于慣性和粘性的影響，任意點處在各個方向上的壓力并不相等。因為數值相差甚微，所以流動液體內任意點處的壓力在各個方向上的數值可以看作是相等的。2.4液體動力學基礎44第44頁，共64頁。一基本概念7.流動狀態和雷諾數 （1）層流和湍流 2.4液體動力學基礎45第45頁，共64頁。4.流動狀態和雷諾數（2）流動狀

12、態的判別 當ReRe臨時,液流為層流，反之為湍流。雷諾數 2.4液體動力學基礎46第46頁，共64頁。二流動液體的連續性方程 2.4液體動力學基礎47第47頁，共64頁。三、伯努利方程 1理想液體的伯努利方程 48第48頁，共64頁。理想液體的伯努利方程 根據能量守恒定律 單位質量液體的能量方程 三、伯努利方程49第49頁，共64頁。2實際液體的伯努利方程2.4液體動力學基礎50第50頁，共64頁。例1 試利用實際液體的伯努利方程分析液壓泵的吸油過程。 2.4液體動力學基礎51第51頁，共64頁。四動量方程 剛體力學動量定理指出，作用在物體上的外力等于物體在單位時間內的動能變化量。對于作恒定流

13、動的液體，若不考慮液體的可壓縮性，則2.4液體動力學基礎52第52頁，共64頁。 2.5管路中液體的壓力損失 一沿程壓力損失 液體在等徑直管中流動時因內外摩擦而產生的壓力損失 沿程阻力系數，它與液流的狀態有關 53第53頁，共64頁。2.5管路中液體的壓力損失二、局部壓力損失 液體流經截面突然變化的管道、彎頭、接頭以及閥口等局部障礙引起的壓力損失 局部阻力系數 ,可查閱有關手冊. 54第54頁，共64頁。三、管路中的總壓力損失 2.5管路中液體的壓力損失55第55頁，共64頁。2.6液壓沖擊及氣穴現象 一、液壓沖擊 在液壓系統中，常由于某些原因而使液體的壓力在某一瞬間突然急劇上升，形成一個很大

14、的壓力峰值的現象危害:常伴隨著巨大的噪聲和振動，使液壓系統產生升溫，有時會使一些液壓元件或管件損壞 56第56頁，共64頁。避免產生液壓沖擊的基本措施盡量避免液流速度發生急劇變化，延緩速度變化的時間，具體是：（1）緩慢開關閥門。 （2）限制管路中液流的速度。（3）系統中設置蓄能器和安全閥。（4）在液壓元件中設置緩沖裝置（如節流閥）。 2.6液壓沖擊及氣穴現象 57第57頁，共64頁。二、氣穴現象 在流動的液體中，由于流速突然變大，供油不足等因素，某點處的壓力會迅速下降至低于空氣分離壓時，就有氣泡產生，這些氣泡夾雜在油液中形成氣穴，稱為氣穴現象。 2.6液壓沖擊及氣穴現象 58第58頁，共64頁。二、氣穴現象危害:破壞了油流的連續性，造成流量和壓力的脈動，引起局部的液壓沖擊，使系統產生強烈的噪聲和振動，腐蝕金屬表面，導致元件壽命縮短。2.6液壓沖擊及氣穴現象 59第59頁，共64頁。減少氣穴危害的措施（1）減小液流在間隙處的壓力降。（2）降低吸油高度，適當加大吸油管的內徑，限制吸油管的流速，及時清洗濾油器。對高壓泵可采用輔助泵供油。（3）管路要有良好的密封性，防止空氣進入。2.6液壓沖擊及氣穴現象 60第60頁，共64頁。本章小結1.液壓傳動系統都是由動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件及工作