第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)§2-1液壓傳開(kāi)工作介質(zhì)§2-2液體靜力學(xué)§2-3液體動(dòng)力學(xué)第1頁(yè)§2-1液壓傳開(kāi)工作介質(zhì)統(tǒng)計(jì)表明，液壓系統(tǒng)發(fā)生故障有90%是因?yàn)槭褂霉芾聿簧扑隆Ｒ簤河瓦^(guò)濾與處理是液壓系統(tǒng)使用管理中重點(diǎn)項(xiàng)目之一，不但是降低系統(tǒng)故障主要路徑，也是提升使用管理水平一個(gè)標(biāo)志。在液壓系統(tǒng)中，液壓油液是傳遞動(dòng)力和信號(hào)工作介質(zhì)。同時(shí)，它還起著潤(rùn)滑、冷卻和防銹作用。液壓系統(tǒng)能否可靠、有效地工作，在很大程度上取決于系統(tǒng)中所用液壓油液（如油液污染，堵塞閥口）。第2頁(yè)一、液壓傳開(kāi)工作介質(zhì)性質(zhì)1、液體密度密度—單位體積液體質(zhì)量ρ=m/vkg/m3密度伴隨溫度或壓力改變而改變，但改變不大，通常忽略。第3頁(yè)2、液體粘性液體在外力作用下流動(dòng)時(shí),因?yàn)橐后w分子間內(nèi)聚力和液體分子與壁面間附著力,造成液體分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力,這種特征稱為粘性.內(nèi)摩擦力表示式F=μAdu/dy∵液體靜止時(shí),du/dy=0∴靜止液體不展現(xiàn)粘性動(dòng)畫演示第4頁(yè)粘度衡量粘性大小物理量動(dòng)力粘度μ

運(yùn)動(dòng)粘度ν

相對(duì)粘度0E第5頁(yè)動(dòng)力粘度μ公式:∵τ=F/A=μ·du/dy（N/m2）∴μ=τ·dy/du（N·s/m2）國(guó)際單位（SI制）中：帕·秒（Pa·S）或牛頓·秒/米2（N·S/m2）；以前沿用單位（CGS制）中：泊（P）或厘泊（CP）換算關(guān)系：1Pa·S=10P=103CP第6頁(yè)運(yùn)動(dòng)粘度ν運(yùn)動(dòng)粘度ν：動(dòng)力粘度與液體密度之比值ν=μ/ρ（m2/S）單位：SI制m2/SCGS制St（斯）、CSt（厘斯）（Cm2/S）（mm2/S）換算關(guān)系：1m2/S=104St=106CSt第7頁(yè)運(yùn)動(dòng)粘度單位說(shuō)明：∵單位中只有長(zhǎng)度和時(shí)間量綱類似運(yùn)動(dòng)學(xué)量。∴稱運(yùn)動(dòng)粘度，慣用于液壓油牌號(hào)標(biāo)注液壓油牌號(hào)標(biāo)注：老牌號(hào)——20號(hào)液壓油，指這種油在50°C時(shí)平均運(yùn)動(dòng)粘度為20cst。新牌號(hào)——L—HL32號(hào)液壓油，指這種油在40°C時(shí)平均運(yùn)動(dòng)粘度為32cst。第8頁(yè)相對(duì)粘度0E∵μ、ν不易直接測(cè)量，只用于理論計(jì)算∴慣用相對(duì)粘度

相對(duì)粘度又稱條件粘度，是在某一條件下測(cè)得。這些相對(duì)粘度測(cè)試方法很簡(jiǎn)單、方便，但精度不太高。

關(guān)系式工程上“相對(duì)粘度”μ或v

換算第9頁(yè)恩氏度0E——中國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)等用賽氏秒SSU——美國(guó)用雷氏秒R——英國(guó)用口決：美塞英雷中德恩換算關(guān)系：第10頁(yè)3、其它性質(zhì)1）粘度和壓力關(guān)系∵P↑，F(xiàn)↑，μ↑∴μ隨p↑而↑，壓力較小時(shí)忽略，32Mpa以上才考慮2）粘度和溫度關(guān)系∵溫度↑，內(nèi)聚力↓，μ↓∴粘度隨溫度改變關(guān)系叫粘溫特征，粘度隨溫度改變較小，即粘溫特征很好。第11頁(yè)二、對(duì)液壓油要求

1、液壓油任務(wù)工作介質(zhì)—傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力潤(rùn)滑劑—潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件2、對(duì)液壓油要求1）含有適當(dāng)粘度與良好粘溫特征；粘度是液壓油主要性能指標(biāo)，直接影響系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑、油泵吸入特征、縫隙漏泄、壓力損失以及系統(tǒng)發(fā)燒等。在使用范圍內(nèi)，油液粘度隨溫度改變愈小愈好。粘度指數(shù)普通不要低于90。2）除含有良好潤(rùn)滑性外，還要有足夠油膜強(qiáng)度，運(yùn)動(dòng)副在高速高壓下，防止產(chǎn)生干摩擦。3）對(duì)人體無(wú)害，對(duì)環(huán)境污染小，成本低，價(jià)格廉價(jià)。第12頁(yè)三、液壓油選擇和使用當(dāng)前最廣泛使用傳遞介質(zhì)是石油型液壓油。要依據(jù)系統(tǒng)中采取元件結(jié)構(gòu)形式（主要是液壓泵）運(yùn)動(dòng)速度、使用溫度和壓力等原因來(lái)選取油液品種和品牌。1、正確選擇工作液體類型2、正確選擇工作液體粘度3、使用注意事項(xiàng)1）油箱中油面應(yīng)保持一定高度，正常工作時(shí)油箱溫升不應(yīng)超出液壓油所允許范圍，普通不得超出65℃。2）為預(yù)防系統(tǒng)中進(jìn)入空氣，要做到：全部回油管都在油箱液面以下，管口切成斜斷面；油泵吸油管應(yīng)嚴(yán)格密封；油泵吸油高度應(yīng)盡可能小些，以降低油泵吸油阻力；可能情況下，應(yīng)在系統(tǒng)最高點(diǎn)設(shè)置放氣閥；定時(shí)檢驗(yàn)油液質(zhì)量和油面高度，方便及時(shí)更換和添加。第13頁(yè)液壓油種類：普通潤(rùn)滑油：代用潤(rùn)滑油，沒(méi)有或極少加入專門添加劑，粘溫特征和化學(xué)穩(wěn)定性差，要求不高系統(tǒng)。機(jī)械油、汽輪機(jī)油、變壓器油及柴油機(jī)油。專用液壓油：加入改進(jìn)性能添加劑。精密機(jī)床液壓油、液壓導(dǎo)軌油、低凝液壓油、航空液壓油。抗燃液壓油：乳化液壓油（水包油型YRA）。合成液壓液（水乙二醇[乙二醇50%，工作溫度<60℃，適合用于要求防火液壓系統(tǒng)，但對(duì)普通油漆有軟化和剝落作用。）。精密機(jī)床液壓油：加有抗氧、抗磨損、抗泡沫、防銹及提升粘度指數(shù)高。專用于精密機(jī)床，還有其它場(chǎng)所。抗磨YB：適應(yīng)液壓向高壓、高速而研制，除加有抗氧化劑、防銹和抗泡沫劑以外，還添加了抗磨劑，可降低液壓件相對(duì)接觸面磨損，延長(zhǎng)使用壽命。如煤礦行業(yè)。適合用于-15℃以下高壓和高速液壓系統(tǒng)。環(huán)境溫度改變較大室外作業(yè)液壓系統(tǒng)（如建筑機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械等）也可采取。（最低達(dá)-35℃）32、46、46D、6810號(hào)航空：經(jīng)過(guò)特殊加工石油基液壓油。加有提升粘度指數(shù)和加強(qiáng)潤(rùn)滑添加劑，粘溫特征和潤(rùn)滑性好，凝點(diǎn)低，無(wú)腐蝕，適用要求高和溫度低液壓系統(tǒng)。第14頁(yè)四、污染及其控制1、污染物種類和特征物質(zhì)類型：固體、氣體、液體、化學(xué)制品、微生物能量形式：輻射、靜電、腐蝕、磁性、熱能

2、危害系統(tǒng)工作性能下降，動(dòng)作失調(diào)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失

3、污染原因第15頁(yè)4、污染控制1）對(duì)元件和系統(tǒng)進(jìn)行清洗；2）預(yù)防污染物從外界侵入；3）采取適當(dāng)過(guò)濾器；4）控制液壓油液溫度；5）定時(shí)檢驗(yàn)和更換液壓油液。5、空氣危害1）產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)及爬行；噪聲和振動(dòng)影響系統(tǒng)性能和壽命，造成環(huán)境污染，組成危害。爬行則嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)性。低速液壓馬達(dá)發(fā)生爬行就無(wú)法工作；爬行使液壓閥失靈，也使液壓缸受到?jīng)_擊。2）產(chǎn)生氣蝕，引發(fā)液壓元件磨損，壽命降低；3）液壓油與空氣中氧發(fā)生氧化作用。第16頁(yè)練習(xí)題1、我國(guó)生產(chǎn)機(jī)械油和液壓油采取40℃時(shí)（）做為其標(biāo)號(hào)。A、動(dòng)力粘度Pa*sB、恩氏粘度°EC、運(yùn)動(dòng)粘度mm2/sD、塞氏粘度SSU2、普通液壓油（YA類組號(hào)），屬于（）。A、石油型液壓油B、乳化型液牙油C、合成型液壓油3、運(yùn)動(dòng)速度（）時(shí)宜采取粘度較低液壓油降低摩擦損失；工作壓力（）時(shí)宜采取粘度較高液壓油以降低泄露。A、高低B、高高C、低高D、低低第17頁(yè)§2-2液體靜力學(xué)研究?jī)?nèi)容：研究液體處于靜止?fàn)顟B(tài)力學(xué)規(guī)律和這些規(guī)律實(shí)際應(yīng)用。靜止液體：指液體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，至于液體整體完全能夠象剛體一樣做各種運(yùn)動(dòng)。第18頁(yè)一、液體靜壓力及特征1、液體靜壓力定義：液體單位面積上所受法向力，物理學(xué)中稱壓強(qiáng)，液壓傳動(dòng)中習(xí)慣稱壓力。2、液體靜壓力特征：（1）垂直并指向于承壓表面∵液體在靜止?fàn)顟B(tài)下不展現(xiàn)粘性∴內(nèi)部不存在切向剪應(yīng)力而只有法向應(yīng)力（2）各向壓力相等∵有一向壓力不等，液體就會(huì)流動(dòng)∴各向壓力必須相等第19頁(yè)二、液體靜力學(xué)基本方程1、計(jì)算靜止液體內(nèi)任意點(diǎn)A處壓力p=p0+ρgh2、重力作用下靜止液體壓力分布特征（1）靜止液體中任一點(diǎn)處壓力由兩部分液面壓力p0

組成液體自重所形成壓力ρgh（2)靜止液體內(nèi)壓力沿液深呈線性規(guī)律分布（3)離液面深度相同處各點(diǎn)壓力均相等，壓力相等點(diǎn)組成面叫等壓面.第20頁(yè)三、壓力表示方法及單位1、測(cè)壓兩基準(zhǔn)絕對(duì)壓力—以絕對(duì)零壓為基準(zhǔn)所測(cè)相對(duì)壓力*—以大氣壓力為基準(zhǔn)所測(cè)2、關(guān)系絕對(duì)壓力=大氣壓力+相對(duì)壓力或相對(duì)壓力（表壓）=絕對(duì)壓力–大氣壓力

注：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中所測(cè)壓力均為相對(duì)壓力即表壓力真空度=大氣壓力–絕對(duì)壓力動(dòng)畫演示第21頁(yè)四、帕斯卡原理在密閉容器內(nèi)，液體表面壓力可等值傳遞到液體內(nèi)部全部各點(diǎn)。依據(jù)帕斯卡原理：p=F/A結(jié)論：液壓系統(tǒng)工作壓力取決于負(fù)載，而且伴隨負(fù)載改變而改變。第22頁(yè)五、液體對(duì)固體壁面作用力作用在平面上總作用力：P=p·A如：液壓缸，若設(shè)活塞直徑為D,則P=p·A=p·πD2/4作用在曲面上總作用力：

Fx=p·Ax結(jié)論：曲面在某一方向上所受作用力，等于液體壓力與曲面在該方向垂直投影面積之乘積。第23頁(yè)§2-3液體動(dòng)力學(xué)一、基本概念1、理想液體、定常流理想液體：既無(wú)粘性又不可壓縮液體。定常流動(dòng)：流動(dòng)液體中任一點(diǎn)p、u和ρ都不隨時(shí)間而改變流動(dòng)。2、流量和平均流速流量—單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某通流截面液體體積q。平均流速—通流截面上各點(diǎn)均勻分布假想流速。第24頁(yè)二、連續(xù)性方程—質(zhì)量守恒定律連續(xù)性原理：理想液體在管道中恒定流動(dòng)時(shí)，依據(jù)質(zhì)量守恒定律，液體在管道內(nèi)既不能增多，也不能降低，所以單位時(shí)間內(nèi)流入液體質(zhì)量應(yīng)恒等于流出液體質(zhì)量。連續(xù)性方程：v1A1=v2A2

或q

=vA=常數(shù)結(jié)論：液體在管道中流動(dòng)時(shí)，流過(guò)各個(gè)斷面流量是相等，因而流速和過(guò)流斷面成反比。第25頁(yè)三、伯努利方程—能量守恒定律1、能量守恒定律：理想液體在管道中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，依據(jù)能量守恒定律，同一管道內(nèi)任一截面上總能量應(yīng)該相等。或：外力對(duì)物體所做功應(yīng)該等于該物體機(jī)械能改變量。2、伯努利方程（理想液體）：p1+ρgZ1+ρv12/2=p2+ρgZ2+ρv22/2或p/ρg

+Z+v2/2g=C（c為常數(shù)）3、方程物理意義：在密閉管道內(nèi)作恒定流動(dòng)理想液體含有三種形式能量，即壓力能、位能和動(dòng)能。在流動(dòng)過(guò)程中，三種能量之間能夠相互轉(zhuǎn)化，但各個(gè)過(guò)流斷面上三種能量之和恒為定值。第26頁(yè)練習(xí)一．判斷題1.工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度決定于一定時(shí)間內(nèi)，