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液压与气压传动 第二章.ppt

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第二章 液压油及液压流体力学液压与气压传动青岛科技大学机电工程学院制作人 吴天圣墒槐咽啮饶妄沥慰翁楼绽侍掠凝坐耐帛汾坏刀彪烙贪肪条哭拒唇物探找液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学第二章 液压油与液压流体力学 • 2.1.1 液压油的物理特性• 2.1.4 对液压油的要求 • 2.1.5 液压油的选择哲液占旬庇椒桩原图境憨邱慈斌阉蔑谎议仕刽轮荫极牲寇成真猴保敌果蛔液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学2.1 液体的物理性质• 一、 液体的密度和重度① 密度:单位体积液体内所含有的质量单位: kg/m3, N.s2/m4② 重度:单位体积液体的重量二、流体的压缩性及液压弹簧刚性系数 可压缩性:液体受压力作用其体积会减小的性质毕胀划禄蔡蹄告拧惜么晶诱海洼兼尚杭蓄钒烁俄就霸染铆瘫漏耕饶腹李志液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学2.1 液体的物理性质• 二、可压缩性• 液压油的体积将随压力的增高而减小。• 体积压缩系数 即单位压力变化下的体积相对变化量体积变化初始体积压力变化械柳浙眼扛庇饲佩廊侗巴北拆胳稚蚜薛熟瘁筷缉隙贬撼盐瑶孰涣饭舀盲墅液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学体积弹性模量 K• V一定,在同样 Δp下, K 越大 , ΔV 越小• 说明 K 越大,液体的抗压能力越强• 矿物油 K = (1.4~ 2.0)×10 9 N/m 2• 钢 K = 2.06 ×10 11 N/m 2• k钢 = 100~ 150 k油 • 在静态下工作时,不考虑液体的可压缩性。棱溯捂儒泵峪隧蹬洽滞秋衰谓娠薪还另辛棕联耀旨悦拭低耐巢孔败宜搓枣液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学2.1 液体的物理性质• 液压弹簧及其刚度计算封闭在容器中的液体在外力作用下的情况类似弹簧,外力增大体积减小,外力减小体积增大。压力变化体积变化按弹簧定义弛皿瓣窥邱忍幽登晒塘享犯炼悸吸拽傅妇谊玖吃拥器梯奶叙持蘸栏灵拢汾液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学三 粘性• 附着力• 液体与固体表面 • 内聚力• 液体分子与分子之间液体在外力作用下流动(或有流动趋势)时,分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩檫力,这种现象叫做液体的粘性以恨额膨月焊渣搜培医动踪基盂截应净荆圣绵赠珍尖舅器闺遏菱栖慷征木液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学粘性示意图 • 下板固定• 上板以 u0运动• 附着力• A点: u = 0 • B点: u = u0• 内摩擦力• 两板之间液流速度逐渐小。BA xz根据实际测定的数据所知,流体层间的内摩擦力 T与流体层的接触面积 A及流体层的相对流速 du成正比,而与此二流体层间的距离 dz成反比 贸虞绒椅副康负钾鞘踩僵油艳拢矢汀累宫秀仰茶渠牡没茧上耀酌既喧佛喧液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学牛顿内摩擦定律 式中: μ— 粘度系数 du /dz— 速度梯度切应力 :当速度梯度变化时, μ为不变常数的流体称为牛顿流体,μ为变数的流体称为非牛顿流体。聊匈背向犬咀孽众烦腆雀稻神信贼偷哲飘荔公伴渝纹悠鲁锡殆境瓜直颗咒液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学粘度• 三种表示方法2) 运动粘度 单位: Pa.S(帕秒)单位: m2/s1) 动力粘度拉沈巾方遮翌厩品秩糟存楚宦曾鸳哇邪价微厕巴毖骋扬珍耕鹿揉陛驱怨矿液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学3)相对粘度 (恩氏粘度 )式中: t1 – 油流出的时间t2- 20OC蒸馏水流出时间恩氏粘度与运动粘度的换算关系200mlφ=2. 8mm恩氏粘度计痈安厨名竞溯俗早魔撞诣对戚谦璃顽嘲娠霓汀垢瘸汽炙惋吗撼艾惩仁矫偶液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学粘度与压力的关系批朴吱跪箭舟尔渍虱控若皿笛庭苯黍叹售朗妮琴偶蛊汁茫蔚佐宿箩渴匠选液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学粘度与温度的关系• T ↑ μ↓• 影响: μ大,阻力大,能耗 ↑• μ小,油变稀,泄漏 ↑• 限制油温: T↑↑,加冷却器• T↓↓,加热器缉责济贩涉啊静社刨掐潘娱取典宝寂窝织矛熏岩歉蔗换曹渔绅麦府附竿分液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学粘温图返回目录邻癸竿荷紊盯臆养舔是墩枉博樟杂悦剑锌了仓咎值怂白蓟橇虚框铱檄坯姆液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学2.1.4 对液压油的要求• 1.合适的粘度,粘温性好• 2.润滑性能好• 3.杂质少• 4.相容性好• 5.稳定性好• 6.抗泡性好、防锈性好• 7.凝点低 ,闪点、燃点高• 8.无公害、成本低碾曙行霉些便怯官趁臂终浦声卢树彼真缩媳坞峡陪歪焕吵帛吁畸釜阁裁酋液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学液压油的种类• 液压油的种类:• ( 1)矿物油系液压油(可燃性):主要由石腊基(paraffin base)的原油精制而成,再加抗氧化剂和防锈剂,为用途最多的一种;其缺点为耐火性差。• ( 2)耐火性液压油(难燃性):专用于防止有引起火灾危险的乳化型液压油。有水中油滴型( o/w)和油中水滴形( w/o)两种,水中油滴型( o/w)的润滑性差,会侵蚀油封和金属;油中水滴形( w/o)化学稳定性很差。• ( 3)专用液压油:航空、舰船、炮用及车辆制动用液压油。• 返回目录藏务牙絮雀衍瘪样尸巴音扦铃枢烛腿誊十匀描刊跑厕彰还根浆卑板阔虱甄液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学液压油液的选择• 一、液压油液的选择• 1.优先考虑粘性• ν=11.5 ~ 41.3 cSt 即 20、 30、 40号机械油• 2.按工作压力 p 高,选 μ大; p 低,选 μ小• 3.按环境温度 T 高,选 μ大; T 低,选μ小• 4.按运动速度 v 高,选 μ小; v 低,选 μ大• 5.其他• (污染、抗燃、毒性)• (相容性、稳定性、防锈抗腐)• (价格、使用寿命、更换)工作条件工作环境油液质量经济性 返回目录那云丰胺裙炽晋蛛辖棱熟操任党澳掣鸽催陀敦裹绩笨学乌悸投炽骄香祁狗液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学液压油的污染与保养• 液压油的污染与保养• 液压油使用一段时间后会受到污染,常使阀内的阀芯卡死,并使油封加速• 磨耗及液压缸内壁磨损,更为严重的会导致油泵损坏。• 造成液压油污染的原因有三方面:• 1)污染:( 1)侵入物污染;( 2)残留物污染;( 3)生成物污染。• 2)恶化:液压油的恶化速度与含水量、气泡、压力、油温、金属粉末等有关,• 其中以温度影响最大,故液压设备运转时,须特别注意油温之变化。娥迷丫惫淀锣摸苹失疗叉凝巳忌吞比艇圆鸦故匹滚稳噶托蔽匡飞夹亚鬃泥液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学• 3)泄漏:液压设备因配管不良,油封破损是造成泄漏的原因,泄漏发生时空气、水、尘埃便可轻易的侵入油中,故当泄漏发生时,必须立即加以排除。• 液压油的更换• 液压油经长期使用,油质必会恶化,一般皆用目视法判定油质是否恶化,当油颜色混蚀并有异味时,须立即更换;更换方法有二种:一为定期更换(约为 5000-20000小时),其次是采用理化分析方法(测量液压油的粘度、酸值、水• 分及杂质)确定液压油是否需要更换。 悉杖衬履选癣馁负更朔勒宾游铱令满旁靛秒耗策誓鞍凿恢浮曰旱埃刨默帧液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学思考题 • 1.液压的( )具有明确的物理意义,它表示了液体在以• 单位速度梯度流动时,单位面积上的内摩擦力。• A. 动力粘度 B.运动粘度 C. 恩氏粘度 D.赛氏粘度 • 2.当系统的工作压力、环境温度较高,工作部件运动速度较• 低时,为减少泄漏,宜采用粘度较( ) 的液压油;当系• 统工作压力、环境温度较低,工作部件运动速度较高时,• 为了 减少功率损失,宜采用粘度较( )的液压油。• A.高 低 B.高 高 C.低 高 D.低 低• 3. 我国生产的机械油和液压油采用 40OC时其( )的• 标号。• A.动力粘度, Pas B.恩氏粘度 OE C.运动粘度mm²/s D.赛• 氏粘 秒乞名挛掀叹锋愚渝飘瘪仁备击屯亨银剔旬他喉响悔骋剂惦泵唱揩讯嗽尉丹液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学2.2 液压静力学基础凉狈宴必佣岔等惰悄酵上掩轰妓汇参使讹猫呐退埋敝智谗帜洲历廊肢临疾液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学2.2.1 液体的压力• 1、液体静压力:• 静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。静压力在液压传动中简称压力 ,在物理学中则称为压强。• 2.液体静压力有两个重要特性 :• ( 1)液体静压力垂直于承压面 ,其方向和该面的内法线方向一致。• ( 2)静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等。• 为什么?• 如果某点受到的压力在某个方向上不相等 ,那么液体就会流动 ,这就 违背了液体静止的条件。蹲刁壕盒寅筒饼倾熙棵吾蘑掖括辞债导怂哩惰适蘑缘陨押驹给廖超哎颖克液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学2.2.2 在重力作用下静止液体的压力分布a、静压力基本方程如图所示容器中盛有液体,作用在液面上的压力为 P0,现在求离液面 h深处 A点压力,在液体内取一个底面包含 A点的小液柱,设其底部面积为 A,高为 h。这个小液柱在重力及周围液体的压力作用下,处于平衡状态。则在垂直方向上的力平衡方程为 P=p0+ρgh=p0+γh 其中 ρ为液体的密度, γ为液体的重度。白辨滑亨哇探断耻箕桂财盏页烤勃椅宝傲凡典纵匈脯钾芭熙赵磊暑萤望溶液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学液体静压力基本方程说明什么问题• 2 液体静压力基本方程说明什么问题:• ( 1) 静止液体中任何一点的静压力为作用在液面的压力 Po和液体重力所产生的压力 ρgh之和。• ( 2) 液体中的静压力随着深度 h 而线性增加。• ( 3)在连通器里,静止液体中只要深度 h 相同其压力都相等。• p=p0+ρgh味韩苗陋乙颐强揍与秽禁畔势嗣讥证舶瑶掖春辙睬摔翱询耕戍混髓篓博享液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学应用静压力基本方程• 3、应用液体静压力基本方程:• 例 1-1 如图 1-3所示,容器内盛油液。已知油的密度=900kg/m3,活塞上的作用力 F=1000N,活塞的面积A=1×10-3m2,假设活塞的重量忽略不计。问活塞下方深度为 h=0.5m处的压力等于多少? 祈忌谩亦刷歪原汹柯暖选粳谣极廷革曳殷妥杨挥恨岗诱逐算戚籽虏剖绥者液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学• 解 : 活塞与液体接触面上的压力均匀分布,有• 根据静压力的基本方程式( 1-3),深度为 h处的液体压力• • =106 +900×9.8×0.5• • = 106 + 4410106(Pa)• 从本例可以看出,液体在受外界压力作用的情况下,液体自重所形成的那部分压力 gh相对甚小,在液压系统中常可忽略不计,因而可近似认为整个液体内部的压力是相等的。以后我们在分析液压系统的压力时,一般都采用这种结论。絮羞瑚禹你医豌怨剁鄂枷淮航猎捌翟融呀系护拄佛相戌航基扦骄融傈昧汐液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学如图所示为盛有液体的密闭容器,液面压力为 p0。选择一基准水平面 (0x),根据静压力基本方程式可确定距液面深度为 h处 A点的压力 p即 p=p0+γh=p0+γ(z0-z) 整理后得 P/γ+z=p0/γ+z0=常数式中 z实质上表示了 A点单位重量 液体的位能。单位重量液体的位 能为 mgz/mg=z,z又称为位置水头。b、静压力基本方程式的物理意义hp墙谁亿馒芦帐际镭绵恒床种河吮芯炮敞合纵舆崖峦出氨讽马博捌江铱约窗液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学如果在与 A点等高的容器上,接一根上端封闭并抽去空气的玻璃管,可以看到在静压力作用下,液体将沿玻璃管上升hp,根据上式对 A点有:静压力基本方程式说明:静止液体中单位重量液体的压力能和位能可以相互转换,但各点的总能量保持不变,即能量守恒。p/γ+z=z+hp,故 p/γ=hp这说明了 A处液体质点由于受到静压力作用而具有 mghp的势能,单位重量液体具有的势能为 hp。因为 hp=p/γ,故p/γ为 A点单位重量液体的压力能。瓶蕉拂软馅予涛侣难住彦毗瞅娥兄陀菇躁脐坠高碧阜蓑恃衅极拣瘟毒舞壮液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学• 2.2.3 压力的表示方法和单位• 静压力的表示方法及单位:• 表示方法: 1、绝对压力(以真空为基准)• 2、相对压力(以大气压力为基准)• 绝对压力 =大气压力 +相对压力• 真空度 =大气压力 -绝对压力• 单位: Pa或 N/m2 , kPa, MPa• 工程单位制: kgf/cm2、 bar(巴)、 at(工程大气压)• atm(标准大气压)、液柱高度• 思考: Pa是压力的单位还是压强的单位??工程上常用的公斤力指的是什么?依那轻湘你媳拴巷芳方瘟宫爪按舍乃暑求毯积苔淤蒋夺凭滴轻烈雌裂俗达液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章第二章 液压油及液压流体力学注意:由常用液压测试仪所测得的压力均为相对压力,即表压力。咐抿闽戴俺倾萝巷跃删疲引咖尉验画榨例驶忿反媚存餐蓉让侦槐卵萌淀捕液压与气压传动第二章液压与气压传动第二章
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