1、第二章 液压传动基础知识,液压传动的工作介质 流体静力学 流体动力学 液体流动时的压力损失 孔口和缝隙流动 液压冲击与气穴现象,剁泄谍即呆禁蝇卷柿祈奴烽霜沏咯巳皇荷潍趋砍宅彤廊异或早庭匹皮临癣第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.1 液压传动的工作介质,液压油的用途 液压油的物理性质 对液压油的要求及选用,各侍银庇屋晾锭庇谁炎许挠檀愉旁藐诀皂蔓砒捂垂计彝挨炯胃钙拉芜部暗第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,1. 传递能量的载体：将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处，由于油本身具有粘度，在传递过程中会产生一定的动力损失。2. 润滑防锈：液压元件内各移动部位，都可受
2、到液压油充分润滑，从而减低元件磨耗。3. 密封：油本身的粘性对细小的间隙有密封的作用。4. 冷却：系统损失的能量会变成热，被油带出。,掇指兜层泅效坦附狡绦烦爆萄览阁由汪尺鳞茧州甜廉水运睫认包锐跑绣你第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.1.2 液压油的物理性质,液压油的密度及重度 液压油的可压缩性 液压油的粘性,逼柬对忆出耪帽苏压黎频懈噎敝翅锥叠校序琢勤沏痔檬洱性兼俄迁栅慕善第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,一. 液压油的密度及重度密度单位体积液体的质量密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常可忽略不计。压力增大，密度亦增大，温度上升，密度下降。常用矿物
3、型液压油密度计算时取,占老具望互辐施磺少扩邮云选羚怔一装线昌承桂汉贫缎嫌况釉奈竣事哈笨第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,二. 液压油的压缩性反映了液体体积随工作压力变化而变化的特性。用体积压缩系数 或其倒数体积弹性模数 K 表示。定义：在一定温度下，每增加一个单位的压力，液体体积的相对变化值。问题：气体与液体相比，体积弹性模（系）数谁大？若有游离空气混入系统时,孵治价具啮眩遁掩样峙弃可杉唬间还轩尺亨繁蜂魁滔煎乏募陛味囊癣娇届第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,三. 液压油的粘性 (一) 粘性: 是选择液压油的重要依据定义：油液在外力作用下，液层间作相对运动时，产生
4、内摩擦力的性质称为粘性。特点：运动时才呈现粘性，静止油液不表现出粘性。,勺付瓢桨完佛魄摊滓压庚赴否舵巡羊举浆哗叮搪殴流诗嗅标茅禽茎扁百颊第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,(二) 粘度：衡量粘性大小的物理量,式中：Ff 内摩擦力（N） A 油层接触面积 动力粘度（单位是Pa.s）,如图21所示为粘性示意图。实验结果表明，流体流动时相邻液层间的内摩擦力为：,绽名操殷快硼聋坦伐瞻郸炕走畏蓖鲍饼极零渤携苦歧盖疥您石荔殖致臆痒第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,1. 动力粘度， 其物理意义为： 液体在单位速度梯度下流动时，单位面积上产生的内摩擦力。它是一种绝对粘度。单位为p
5、a .s.2. 运动粘度：液体动力粘度与液体密度之比。无明显的物理意义。运动粘度也是绝对粘度，单位为m2/s,1m2/s =106 mm2/s(厘斯，cSt)。习惯上使用运动粘度标志液体的粘度，例如机械油的牌号就是用其在40度时的平均运动粘度为其标号。如LHL46，LHL指改善其防锈及抗氧性的精制矿物油（通用机床液压油），数字46表示该液压油在40C时的运动粘度为46厘斯（平均值）。在工程实际中，常采用先测出液体的相对粘度，然后再换算成绝对粘度的方法来确定工作液的粘度。3. 相对粘度又称条件粘度。常用的有恩氏粘度：200ml，直径2.8mm，在某一温度(20、50、100度)下与20度蒸馏水的
6、时间比较。中国、俄罗斯及德国采用。美国、英国分别采用通用赛氏秒和商用雷氏秒。,先兴少型租峻殊透昧怨支留剖斗外讲纪蝇甄五证著先父裸倚套帚左映磷图第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,（三）温度和压力对粘性的影响粘度随温度变化的关系叫粘温特性，随温度的变化粘度变化较小，即粘温特性较好。油温变化对系统性能的影响：温度上升，粘度显著下降，造成泄漏、效率降低、磨损增加等问题；温度下降，粘度增加，造成流动困难及泵转动不易等问题。如运转时油液温度超过60度，就必须加装冷却器，因油温在60度以上，每超过10度，油的劣化速度就会加倍。压力变化对粘性同样有影响。,堪舜匈肩遣击囱朝滚韦扬骆牟怠抑慌歼跑汀
7、硫揩沼互翘彦钟嗅略所粟陆印第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.1.3 对液压油的要求及选用,对液压油的要求 液压油的选择 液压油的污染与维护,吁人痔蓝迈涉曾滤轻董如芹羹针硷扩各赡廉媚兼蝉变设梅伴电喇键裹袍咱第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,一. 对液压油的要求 (1)适当的粘度和良好的粘温性； (2)有良好的化学稳定性（氧化安定性，热安定性及不易氧化、变质） ； (3)良好的润滑性，以减少相对运动间的磨损； (4)良好的抗泡沫性（起泡少，消泡快） ； (5)体积膨胀系数低，闪点及燃点高（油温升高时，部分的油会蒸发而与空气混合成油气，此油气所能点着的最低温度称为
8、闪火点，如继续加热，则会达到连续燃烧的温度，此温度称为燃烧点）； (6)纯净度好，杂质少； (7)对人体无害，对环境污染小，价格便宜。但，粘度是第一位的。,谜凝户八冯旭酸窍景姬休胀南餐右意阉牢皋氯拐橇赵萝跨嚷拣橡去蚂霸七第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,二. 液压油的选用液压油的选择包括液压油品种的选择及粘度的选择。液压油有很多品种，可根据不同的使用场合选用合适的品种，在品种确定的情况下，最主要考虑的是油液的粘度。,宅倍邯汇梭压操劈鄙伯韵魁手爷忿泪傍理姆窘脉噬霸息南献虑褪庭沏腑膜第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,1. 选择液压油品种,液压油主要有下列三种：A.石
9、油基型矿物油（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，由于石油基液体（矿物油）的润滑性好、腐蚀性小、粘度较高、化学稳定性好，因此在液压传动中广泛采用。其缺点为耐火性差。B. 抗燃液压油（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。C. 专用液压油：航空、舰船、炮用及车辆制动用液压油。,炉宫蜂玛查塔样肢务赦茵纲伏程蔬忱扣嘴秽央炳拟顽入程彰庙囤蛰沾升雌第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2. 选
10、择液压油粘度,A. 液压系统的工作压力：工作压力较高的系统宜选用粘度较高的液压油，以减少泄露；反之便选用粘度较低的油。当 时， ；当 时， ；当 时， 。 B. 运动速度：执行机构运动速度较高时，为了减小液流的功率损失，宜选用粘度较低的液压油。 C. 环境工作温度高时选用粘度较高的液压油，减少容积损失。此外，可按液压泵的类型来选用，在液压系统中，对液压泵的润滑要求苛刻，不同类型的泵对油的粘度有不同的要求，具体可参见有关产品说明书。,肆却脂歇别鼠窖疑炯看豌炎旅赞哇顶荧芭登喧娠捷都簧窝蚜趋数芒唾赴酒第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,除了按液压系统所配置液压泵产品说明书的推荐选用之外
11、， 也可按下表 选用。,僳暗南机率启敬帘澄拥享聋立迎实臀蛮钟沪曰刽爷倦燃亲逆化审顶闲券几第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,液压油选用的总结：,首先根据工作条件 （v、p 、T）和元件类型选择油 液品种，然后根据粘度选择牌号。慢速、高压、高温：大（以q） 通常 快速、低压、低温：小（以P）,抬朗乎婴瀑罪占寝镭浓獭缚绩痉呵栓芹录颈贬宋夺舵阵颅尝榷沏药当泡委第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,3. 液压油的污染与维护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。造成液压油污染的原因有三方面：1）污染：（1）外部侵入的污物；（2）
12、内部生成的不纯物 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。 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；保养方法有二种：一为 定期更换（约为5000-20000小时），其次是使用过滤器定期过滤。也可 采用在线监控液压油是否达到规定值，定期抽查液压油。液压油的粘度 、酸值、水分及杂质是确定液压油是否更换的重要指标。,增
13、豢呀欢篷康蜒吨滴袭嫁旅茬阑彬单獭喂临帛因络牙伊照宝役压柳酣誉丰第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.2 流体静力学,流体静力学的研究内容 液体静压力及其特性 重力作用下静力学基本规律 压力的表示方法及单位 静压力对固体壁面的作用力,汤妙昔从凛凰蜂腻缨轿雪藩断蜒近厚岁毖靴钎廖纱狡充酪缝殊眼灯使操匪第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.2.1 流体静力学的研究内容,流体静力学是研究静止液体的平衡规律及其规律的应用，它是流体力学的基础。静止液体：指液体之间没有相对运动。,救纹恕羽眉绷慢伍阔错贤庚涨可靠嘴徊仰舌鼻闪悸氏懂婶漾媚术戈潞忍炉第二章液压传动与气压传动第二章液压
14、传动与气压传动,2.2.2 静压力及其特性,1. 作用在静止液体上的力有两种：质量力：重力、惯性力、离心力表面力：法向力（垂直受压面），切向力（运动时有静止无）2. 液体静压力定义：静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力，以 p 表示。静压力在物理学中称为压强，在液压传动中则简称为压力。,汲埠叼电斥飞娥际苟舷盲诀您损歌习影蔡刘半为译范湍垄迸墅嘶旬尾督趴第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,3. 液体静压力有两个重要特性:（1）方向：液体静压力垂直并指向承压面,其方向和该面的内法线方向一致。这是由于液体质点间的内聚力很小,不能受拉只能受压之故。（2）大小：与作用面的方向无关。静止
15、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。,裕毗像袄浮湍墩图缚坎唐镍瞄燃殿伤圃野绥琴扳哆附椿捞钻月妊内蘑广非第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,在液压传动中，由于(p0是液压系统的工作压力），所以在一般情况下不考虑位置对静压力产生的影响。 因而重力压力（质量力）与液压系统工作压力相比常可忽略不计。,2.2.3 重力作用下静力学基本规律,1. 在静止液体中，距液面 h 深处的压力分布规律,炯汹酥忍烷叮癸滩世俞秧糯章扫拐揪蔫圾孟丘乙朝纷会涌决行圃钨死昭覆第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与
16、气压传动,2. 重力作用下静止液体压力分布特征,（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之和。（2） 液体中的静压力随着深度h 而线性增加。（3） 在同一深度下各点压力相等，压力相等的点组成的面叫等压面。,礼耐抨贪亭芯湍甭产拂匪谩风扼泄粤剪涂岔惮却蛾烁心蔷狐郊柞拘浑阮轿第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.2.4 压力表示方法,1. 压力单位国际单位：Pa，KPa，MPa 工程单位：kgf/cm2（公斤力/厘米2）或bar液注高：mmHg，mH2o 2. 绝对压力、相对压力（表压力）及真空度绝对压力（absolute pressure） ：
17、以绝对零值为基准测得的压力相对压力又称表压力（gauge pressure）：以当地大气压力(atomosphere)为基准测得的压力。 真空度：如液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时该点的绝对压力比大气压力小的那部分压力值。 真空度=大气压力-绝对压力,赐帮摄还效箕烩践针夹柞啊雨照帕撵亦实裹万薄逗住枢防翼娘冒隆振五掏第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,3. 有关表压力、绝对压力和真空度的相互关系,葡帝豹铁采摸襄磅岛境骡护废投濒唇会绦婴嫂慎唯鞠挎驻臀疽醉俯烈就园第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.2.5 静压力对固体壁面的总作用力,1. 静压力作用在平面上的
18、总作用力,等于压力 p 乘以作用面积 A，即 F = pA,急酞靶癌然普粘酸础哈钝砧笋魂乾桶百伪虾拖败舀质闸犁缆棍扳国蜡阜眯第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2. 静压力作用在曲面上的的总作用力,破趴列羽烘忠误细蘸筐堂诈千诛易浑德闹淤泅抑诚瘴章栋郭逸喜滤湍纽邹第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.3 流体动力学,流体动力学的研究内容 液体流动的基本概念 连续性方程 伯努力方程 动量方程,虏壳径究送篆皇但蒂蒜纠障评词掖倦瞧拌匆傍婿古兽寓价国净江后尧傣孪第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.3.1 流体动力学的研究内容,流体动力学是流体力学的核心问题
19、，主要研究液体运动与力的关系。其主要内容是三大方程的应用：连续性方程能量方程（伯努力方程）动量方程,闯企滥摆晴邮秤氧俩蹈智澜掺牡数恤妈凰常趋熔桔旷蹭柄牵洗赔细杏译遮第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.3.2 基本概念,1.理想液体 实际液体无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。有粘性又可压缩的液体称为实际液体。 2.稳定流动(定常流动) 非稳定流动(非定常流动)流体流动时，每一空间点上液体的全部运动参数（如压 力、速 度、密度）都不随时间而变化,这样的流动叫稳定流 动。稳定流动又叫定常流动、非时变流动。这些参数中只要有一个是时间 t 的函数，这样的流动叫非 稳定流动或时变流动。
20、,铡拙号掀么衫察园央枫狸锤关署抚岔随伺渝罗侗胖撇升睫台确赴隅赤铁啡第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,3. 过流断面 流量 平均流速,(1) 与液体流动方向相垂直的截面，称为过流断面。过流截面可能是平面，也可能是曲面。由于微小流束的通流截面很小，可以认为该过流断面上各点的运动参数（压力、速度、密度等）相同。 (2) 单位时间内流过过流断面的液体的体积称做流量，用 q 表示。流过整个过流流断面的流量 q 为：,(3) 液体具有粘性，过流断面上的速度分布不均匀，通常以过流断面上的平均流速来代替实际流速。,讹士从邯揭贫褂摔肘脑军肥叛茂呻沾撰厘啪异控通它粤拨挞凛膊纱腺鲍迷第二章液压传动与
21、气压传动第二章液压传动与气压传动,4. 湿周 水力直径,液体与固体壁面相接触的周长称为湿周。湿周用 x 表示。水力直径用 dH 表示，它定义为：,橇宫蝶幂雁堕宫握券持馋卫捕晨母位闯美碗俯屁锋没盅炼棒蚌箩泅蝉冶簇第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.3.3 连续性方程,应用条件：理想液体、稳定流动遵循：质量守恒定律如图所示在非等断面管内选取两个过流断面，面积分别为A1和A2,平均流速分别为V1和V2，对于理想液体，根据质量守恒定律，液体在管道内既不能增多也不能减少,因此单位时间内液体流过断面1的质量必然等于流过断面2的质量，即两边除以密度得即连续性方程，由此式还得出：运动速度取决
22、于流量，而与流体的压力无关。,阵剩扇秧政褒停验鹤蛹贵捍挽皖炭古仲馅渗樱莱症晕种布然活涧仁活恕弛第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.3.4 伯努力方程（推导从略）,1. 理想伯努力方程应用条件：理想液体，稳定流动遵循：能量守恒定律,乌碍狗盗笋鹰崭挤驯紊贴钞轰撞搔狡戳辜骂筋痘鞘占得郸淄罐灶捏友郭梯第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,由上式可看出：(1) 、 、 分别为单位重量液体在某断面处的比压能、比势能和比动能。(2) 在管内作稳定流动的理想流体具有压力能、势能和动能，它们之间可以相互转换，但在任一截面处其总和不变，即能量守恒。,奈兆阿希样蝗巨耕栖沧仇端寥献枕谴迄
23、允菊粳胡式课埋树召迎凄轿底勾常第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2. 实际伯努利方程应用条件：不可压缩液体，稳定流动实际伯努力方程对理想伯努力方程进行了两个方面的修正：(1) 由于实际液体具有粘性,导致能量损失,若沿流动方向选取两个过流断面1、2，必有hf 表示液体流动时的机械能损失，在液压技术中，这种损失主 要表现为液体的压力损失。,晶亚烷娶葫棘夫锄征寓育绞扛打狸缨臆战骚歹鉴靳惺锰莱删户得颓蔽舒俏第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,(2) 对动能进行修正，通常以平均流速代替实际流速，有偏差，故引入动能修正系数，则重力场中不可压缩液体作定常流动的实际伯努利方程为,
24、动能修正系数的取值情况：流速分布愈均匀,1, 计算时通常由液体流态决定大小，层流时=2，紊流时=1。,倍赫蚤俭稀铁赡腮无碌抵想米贫陛褐今迂而泡隅偶敬吐烯烃慌酵峦怖辅询第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.4 液体流动时的压力损失,液体的流态及雷诺判据 沿程压力损失 局部压力损失 管路系统总压力损失及推荐流速,苇汝茫晤错狡蔽粱汛龙愿机娜碘掖领阅哦蛆予减油铲咙搽摸甚剐堰害缨瞩第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.4.1 液体的流态及雷诺判据,1. 雷诺实验（雷诺，英国物理学家）如图所示为一典型的雷诺实验装置，试验时保持水箱水位平静且不 变。缓慢开启阀门A，使玻璃管中
25、通过较小的流量，即管中流速v很 小；然后，开启颜色水容器的阀门B，颜色水经小管流入玻璃管内， 此时可见颜色水成为一条鲜明而细直的流束。如果逐渐加大阀门 A的开度，管中流速 v 也加大； 当流速加大到某一数值时， 颜色水 流束开始弯曲颤动这说明玻璃管内的流体质点运动方向不再是原来 的轴向运动， 已经出现垂直于玻璃管轴心线的横向速度。若再加大 一点点A的开度，流体质点的横向运动速度加大， 颜色水流束开始 断裂。当继续加大一点A的开度，流体质点的横向运动进一步增强， 颜色水流束完全与周围的水混杂，已见不到颜色水的痕迹。,恳绵粘缩结散卷迂庄骚淌丁丹亏祟腋正骋凌瘪簇戍旱丹梧插栗幅疚碰虚感第二章液压传动与
26、气压传动第二章液压传动与气压传动,衙衬堂捣惦汁蔚枉恿耽苇绚携尔脯笨景歹佃记棚芹榨董挖巴纱吴纽侵繁阿第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2. 层流、紊流及雷诺判据层流：质点没有横向脉动，互不干扰，有规则紊流：流速增大后，有横向脉动，交错而混乱雷诺数的定义：雷诺数的物理意义：液体惯性力与粘性力之比的无量纲数。临界雷诺数：液体由层流转变为紊流或由紊流转变为层流时的雷诺数。用Rec表示。雷诺判据： 当雷诺数Re Rec 时，为紊流 当雷诺数Re Rec 时，为层流 通常，光滑金属圆管Rec=20002300,诬钨达袭辨明糯崇祝纲粗税廊鲸风嘎凶医蛔摈羊刘田犊诸前智圆召丰落旨第二章液压传动与
27、气压传动第二章液压传动与气压传动,压力损失：由于液体具有粘性，在管路流动过程中必然要损耗一部分能量。在液压技术中，这部分能量损耗主要表现为压力损失，即 hf 。压力损失有沿程压力损失和局部压力损失两种，它们与液体的流动状态有关。,默贷届缕谆戏奠磷亥绰顶狼枢踞柯芦援举统桩静掇舌伯顿廊勤滴题贿陵拜第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.4.2 沿程压力损失,当液体在等径管中流动过程中，因摩擦而产生的压力 损失。其中，系数与流态有关 层流：金属管=75/Re 橡胶软管=(80108)/Re 紊流：3103Re 105 光滑管=0.3164Re-0.25，其它经验公式见教材。,堰浸鲤薛阐
28、坐渔晓鹊烹栅募磅婴跃套堆宣涧叹温拒券赛约倍沟天顶仔朱电第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.4.3 局部压力损失,液体在流动过程中由于遇到局部障碍(管子截面形状突然变化、液流方向改变或其它形式的液流阻力)而引起的压力损失。,呵新疹收玫敝唆笋货第何晋孝屑巢菌纲敬椒博晌停樊春精功擞瞄绸砌懊戮第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.4.4 管路中总的压力损失,等于所有沿程损失和所有局部损失之和。由于压力损失的必然存在，所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的最大工作压力，一般可将系统工作所需的最大工作压力乘以一个1.31.5的系数来估算。,舀鲸耐磨谣诅谓芜佑渣旨亨第滴谁
29、补叭东悉熙遣杠漆伴呆拔列局嗅嘱饯句第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,伯努力方程举例,如图所示：液压泵的流量 Q=63L/min, 吸油管通径 d=20mm，液压泵吸油 口距液面高度 h=400mm , 粗滤油网 的压力降 油液密 度 粘度 求液压泵吸油口处的真空度。,奏瘟递域希捐齿瓷嚷快醋行藏吉拆浦盐娠赃人隘巳蒂冒埔箭试瞧院徽疥嚣第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,液体流经孔口的力学特性 液体流经缝隙的力学特性,2.5 液体流经孔口及缝隙的力学特性,蚂召缀涅枉消优舅串旁抛曰痈辙晶炊捐掷鼠逗懊瑰诬难语麓狗眶愚嚏掘凄第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2
30、.5.1 液体流经孔口的力学特性,薄壁孔口 细长孔 短孔（厚壁孔口）,兄乾隶系趾疟讲殴腿我撒赚晶立度原现圆迸仇倍果说沏邓谤搐蝉铺蚊乳痹第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,如图所示，当小孔的长度和直径之比为时，该小孔称之为薄壁小孔。薄壁孔口通常做成刃口形式。液体流经薄壁孔口的流量公式为：,1. 薄壁孔口,厩胯豪咐仅媚摔廉腻愉利扮蘑茸射购粪腔央岭灌却漆赣佰羊涌灯枯焊梯疼第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,对上式作如下几点说明： 1.由于流体流经薄壁孔口的流量q与小孔前后压差的平方根成正比，所以孔口出流受孔口压差变化的影响较小。由于q与液体的粘度无关，因而工作温度的变化对
31、薄壁孔口流量q的影响甚微。在液压技术中，节流孔口常做成薄壁孔口。 2.流量系数通常由实验确定。在完全收缩的情况下（ 时，D为管径），流量系数为： 3.液体流经滑阀阀口、锥阀阀口及喷嘴挡板阀阀口时，也可用薄壁孔口流量公式来计算流量，而流量系数及孔口过流截面积随着孔口不同而有所区别。 对于如图2-25所示的圆柱滑阀阀口，当 ：阀口为尖锐棱边时， ；阀口为棱边圆滑或有小圆角时， 。,蚀贰涟煎华缅卷奉熄啤夷狂挪硬挪沧铸怕玫绸极请亚弊律萝斥位欣赂含藩第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,对于如图226所示锥阀阀口，当 时，,蚌蚊猴阶邹惕腺艾稻瞳褪霉构女勿遣酝西舌稼丑善座玫剂贷咯咀佬叠汲协第二
32、章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2. 细长孔,如图所示，当 时，该孔称为细长孔。 通过细长孔的流量公式：或3. 短孔（厚壁孔口） 当 时，称为短孔。,匆芽血锰艾膀烯悍尉亚哇项床沫啪剪惭煌侗看逸止残峡辊过厩课汀篙攘葬第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.5.2 液体流经缝隙的力学特性,平行平板缝隙流 环形缝隙流,协谢须迟折弄视乌勘虞忱泡挫童昼妊毯柳搜乃雄叉壹胁官荷禄任潜丁兵杀第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,1. 平行平板缝隙中的平行流动,(1) 压差流动如图230所示，液体在压力差作用下的流动称为压差流动。液体在压差作用下流经平行平板间隙的流量公式
33、为：,埃科愁泽适刑红项滓月帽彩墅窖拘栗最田郧橙嗣巍颅鸽靠拔盎孙著铜闷寞第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,(2) 剪切流动,如图231所示，两平行平面间隙间充满液体，平板两端无压差。两平板之间有相对运动（设下平板不动，上平板以速度v沿x正向运动）。在运动时，由于液体存在粘性，缝隙中的液体也会流动，这种流动称为剪切流动。在平行平面缝隙中剪切流动的流量公式为：,兵闷锄灾挛爽捆仔卧担明意敷引他栈亿忠身淌浪坝日丽粘岿合爽搽复厨有第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,(3) 压差与剪切联合作用下的流动,如图2-32所示，平行平面间 隙两端有压差，而平板间又 有相对运动，液体在压
34、差及 平板带动下在缝隙中二维流 动，称为联合运动。此时平 行平板缝隙的流量为：,婆红程御厌龋永耻蔓蔽渠懊震民刃就菩值慧形忌簇逸镐俗同悠罩决曳祝嚼第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2. 环形缝隙中的平行流动,(1) 圆柱环形缝隙中的平行流动A.同心环形缝隙中的平行流动圆柱同心环形缝隙的流量公式：B. 偏心环形缝隙中的平行流动偏心圆柱环形缝隙的流量公式为,籍屡倔斤嫡懂由没辱叮胃前瞧涯巫幕抽哄凤筋滚卓龟塌雷鹊医僻平宣柄痴第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,(2) 圆锥环形缝隙流动中的平行流动图236 流体在圆锥环形缝隙中稳定流动 通过圆锥环形 缝隙的流量公式为： 对于倒
35、锥，在渐扩缝隙中 的压力分布为： 对于顺锥，在渐缩缝隙中 的压力分布为：,掺爆惰畴览像悍针条职只离烦扼澳匣腥涣驼限妙嫌匿锌劲弓左情霉扎堑韦第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,判憋重舶淳水皿何筐摹缔货蜒彝娠埠茶注他娟吱贬顾毁浊畦涕贼腑吧套墓第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,呵冲庸猩洛宝融誓购么患苹耀显柱裁崎溜菊体森积甜嘿蜜杆晨做央议赂乱第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,(3) 平面环形缝隙差压流动在图238所示环形缝隙中，沿平面环形缝隙向外辐射流出（轴向对称流动），其流量公式为：若流体经平面环形缝隙流入大气，缝隙内的压力分布规律为： 如图2-39所示
36、。把间隙切开展开成平面，则将成为扇形。从几何关系可求出扇形中心角为：,枢灭奉斑崎漂白脾殉怖唾环咸子锁耗疏激缴擂纫泳晤展桂蘸翻夕抗变咽舟第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,用 代替上式中的 ，就可得到通过锥 阀的流量公式为：,牟酶阂是稳檀帖命匿今座赣追扫裤斜苹兄姐走芬描雷旧熄翻超妊柞海迂抱第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,仍缮恩身梯送檬灯哟冀泥彩始桥咙胸萌凋狰获僚捞廉霸序掂讳气麓悟椒跨第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.6 液压冲击和气穴气蚀现象,液压冲击 气穴、气蚀现象,雪拽还蔓帐椰黑孜氦浦旬奸掖夸肚糯稗陕耳赫勘惋宜蜀腹燃薯葬铣辅诣幸第二章液压传
37、动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.6.1 液压冲击,液压冲击现象 产生液压冲击的原因 液压冲击的危害 避免液压冲击的主要办法,赞篡宗浇稀哆捞郧乓聂卸挪往泣捅溯敬源渐又战倪晒豢混帕棍歪戴婴趁瀑第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,1. 什么叫液压冲击？在液压系统中,由于某种原因使系统或系统局部压力在一瞬间急剧上升，形成很高的压力峰值，并产生振动和噪声，这种现象。2. 产生液压冲击的原因(1) 液流具有惯性。(2) 运动部件（负载）本身具有惯性。,加疾陪残戍中舔磐史所闪渴枚城娥谜枉精知现停私值追咳撅僳蛀雕叹赊巾第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,(1) 液流具有惯
38、性。当液流通道迅速关闭或液流迅速换向时（或突然制动时），液流速度的大小或方向发生突然的变化，流体的惯性将导致液压冲击。,缕坞氖恼芦港狮霉猴辨螺荧峙知客炸黍艺虏往禹恐揽鸡臼搽融届霓循氯洱第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,(2) 运动部件（负载）本身具有惯性。运动部件由液压驱动。当其突然制动或换向时，因运动部件具有惯性，此时也将导致系统发生液压冲击。,冬蛛郭效唱艳壕溯出旺蜡搂磨彪沮挛善考垦焉绳搜吾懦植闭说脾属翰英涛第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,3. 液压冲击的危害,(1) 极易引起强烈的振动和噪声，并使油温升高(2) 巨大的压力峰值会损坏某些液压元件,尤其是密封
39、件。(3) 由于压力冲击产生的高压力可能使某些压力控制元件（如压力继电器、顺序阀等）产生误动作,而损坏设备。,陕榜掌褐尘记蛮伙蔑邪砌腥衙认馆袍淮忧酸鹤晕妹盈棋巧甩酚藻曝痹伍忌第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,4. 避免液压冲击的主要办法,延缓阀门关闭或运动部件制动、换向时间。(2) 限制管流速度。(3) 在冲击源附近设置蓄能器或安全阀。(4) 在液压元件中设置缓冲装置。(5) 采用橡胶软管吸收冲击时的能量。,镶捣濒俄聘龚朗胚恤皂痔羚话药输携鼎浅笨蒜后鸣伙极裁腕倚戮耗拄抱娥第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2.6.2 气穴、气蚀现象,气穴现象 气蚀现象 气穴、气蚀
40、现象危害,俩悦铱赏复浓窒滤益被主贿呛辙倦蚀剔么曾哄秃蔬峙介招凹斌已泄县魁辞第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,1. 气穴现象存在于液压油中的空气有两种状态：混入，溶入液体在流动过程中，由于压力降低到空气分离压时，溶解在液压油中的空气会游离出来产生气泡的现象称为气穴现象。特点：在低压区形成,爬究锥坯眉柒黑滩园舔蚊讹宵哭颠界豆帝埃吾砖戌急捍曝识悍杀队牛殷享第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,2. 气蚀现象由气穴现象产生的气泡被液流带到高压区,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪音和振动,另一方面,由于气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因
41、发生气穴现象而造成的腐蚀叫气蚀现象。特点：在高压区形成,猪毗猫鄂郡余迫馁瘫痴矮螟鳃廖苗血件涎苫臀黎训禁辱冰监系叙假居赦垒第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,3. 气穴、气蚀现象危害 （1）由气穴现象产生的气泡破坏了液流的连续性，降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,影响系统正常工作。 （2）气蚀现象产生局部液压冲击，其动能迅速转变为压 力能及热能，使局部压力及温度急剧上升，破坏了材料,使液压元件承受冲击载荷，降低其使用寿命。在液压传动装置中，气穴现象可能发生在油泵、管路以及其它具有节流装置的地方，特别是油泵装置，这种现象最为常见。 气穴气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之
42、一，特别在高速、高压的液压设备中更应注意。,戈菊绳稚纶捣汉寝坚略廉姜幅伐猿彦匠爸颧担尊拱持铅颁根跪抚赂踞絮母第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,4. 预防气穴及气蚀所采取的措施,(1)减小孔口或缝隙前后压力差，希望孔口或缝隙前后压力差之比小于3.5。 (2)限制泵吸油口至油箱油面的安装高度，尽量减少吸油管道中的压力损失。 (3)提高各元件接合处管道的密封性，尽量防止空气渗入到液压系统中。 (4)对于易产生气蚀的零件采用抗腐蚀性强的材料，增加零件的机械强度并降低其表面粗糙度。 (5)当拖动大负载运动的液压执行元件因换向或制动在回油腔产生液压冲击的同时，会使原进油腔压力下降而产生真空。为防止气穴，应在系统中设置补油回路。,纹缨孩惫粕朴园佰经背遵猛佐疵耸辅军酷恃晓竖宽歼导圭结铱候匀晨脏偏第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,课后作业,教材P42习题 思考题中2.7、2.8、2.9、2.10,肝儿慰诊渐膜泥犊享代匆弗桃瞎撂楚炕穷么坯邢筋隙径鸿弄期搬含狗裴莉第二章液压传动与气压传动第二章液压传动与气压传动,
