液压与气压传动课件ch1

1、南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.掌握液压与气传动的基础理论掌握液压与气传动的基础理论掌握各种液压与气压传动元件的结构原理和特点掌握各种液压与气压传动元件的结构原理和特点掌握各种液压与气动基本回路的组成和功用掌握各种液压与气动基本回路的组成和功用掌握分析系统工作原理的方法掌握分析系统工作原理的方法平时成绩平时成绩(30%)+(30%)+期末考试期末考试(70%)(70%)4848学时学时南京航空航天大学南京航空航天大学

2、 Nanjing University of Aero. & Astro.一、绪论（一、绪论（8 8学时）学时）二、液压元件（二、液压元件（2323学时）学时）三、液压基本回路（三、液压基本回路（8 8学时）学时）四、典型液压系统（四、典型液压系统（2 2学时）学时） 五、气压传动系统（五、气压传动系统（7 7学时）学时）南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.0.1.1 机器组成0.1.2 传动装置的种类0.1.3 定义南

3、京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.原动机原动机执行机构执行机构传动装置传动装置控制系统控制系统 0.1.10.1.1机器组成机器组成机器组成原动机南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.传递功率传递功率改变运动参数改变运动参数改变运动方向改变运动方向传动装置的作用执行机构直接工作部分，如滑直接工作部分，如滑块、冲头、卡盘、刀块、冲头、卡盘、刀架、车刀架、车刀南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro

4、.0.1.2传动装置的种类机械传动由齿轮、轴、丝杠螺母、曲柄连杆、带等传动件由齿轮、轴、丝杠螺母、曲柄连杆、带等传动件组成的传动，如齿轮传动、链传动、带传动。组成的传动，如齿轮传动、链传动、带传动。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.电力传动利用电能，通过调节电参数来传递或控制动力利用电能，通过调节电参数来传递或控制动力的传动方式的传动方式 。常用直流电机、可控硅、交流。常用直流电机、可控硅、交流电机和变频器等电机和变频器等南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astr

5、o.液体传动液体传动：以液体作为工作介质来进行能量传递以液体作为工作介质来进行能量传递气体传动：主要是气压传动，利用气体压力主要是气压传动，利用气体压力能传递能量能传递能量 复合传动复合传动：机械传动、电力传动、液体传动：机械传动、电力传动、液体传动、气体传动等传动类型的组合。、气体传动等传动类型的组合。液压传动液压传动: :利用液体的压力能传递能量利用液体的压力能传递能量液力传动液力传动: :利用液体的动能传递能量利用液体的动能传递能量南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.以有压流体（压力油或压缩空气）为工作以有压流体（压力

6、油或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。介质进行能量传递和控制的一种传动形式。0.1.3定义定义能量转变和传递过程南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.研究传动介质的基本物理性能及其静力学、动研究传动介质的基本物理性能及其静力学、动力学特性；力学特性； 研究组成系统的各类液压与气动元件的结构、研究组成系统的各类液压与气动元件的结构、工作原理、工作性能；工作原理、工作性能；由这些元件所组成的各种回路的性能和特点；由这些元件所组成的各种回路的性能和特点；进行液压与气压传动系统的分析与设计。进行液压与气压传动系统的

7、分析与设计。研究内容南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.将能量从机械能转换为压力能，而后又将压力将能量从机械能转换为压力能，而后又将压力能转换为机械能，何必多此一举呢？能转换为机械能，何必多此一举呢？在于液压与气压传动的优点在于液压与气压传动的优点为什么要用液压与气压传动呢？南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.0.2.1 力传递0.2.2 运动的传递关系0.2.3 功率关系南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aer

8、o. & Astro.211AWAFp力的传递遵循帕斯卡原理力的传递遵循帕斯卡原理当当W 时，时，p ，F1当当W 时，时，p ，F1工作压力取决于负载工作压力取决于负载0.2.1力传递千斤顶简化模型千斤顶简化模型A1A21h1h2ppA1A2南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.0.2.2运动的传递关系运动的传递遵照容积变化相运动的传递遵照容积变化相等的原则，即：等的原则，即： Aqv 执行元件的运动速度取决于流量执行元

9、件的运动速度取决于流量q=v1A1=v2A2h1A1=h2A2thAthA2211则则A1A21h1h2ppA1A2南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.压力压力和和流量流量是液压与气压传动中的两个最基本是液压与气压传动中的两个最基本的参数。的参数。0.2.3 功率关系P=F1v1=Wv2=pqpq在不考虑任何损失的情况下，液压系统满足在不考虑任何损失的情况下，液压系统满足能量守恒定律能量守恒定律。力：力：211AWAFp输入功率输入功率P1=F1V1输出功率输出功率P2=WV2运动运动：q=v1A1=v2A2=南京航空航天大

10、学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.0.3.1 磨床工作台液压传动系统0.3.2 系统组成0.3.3 液压原理图南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.进给进给活塞右移活塞右移退回退回活塞左移活塞左移节流调速节流调速卸荷卸荷溢流保护溢流保护0.3.1磨床工作台液 压传动系统功能：功能： 1-油箱；2-过滤器；3,12,14-回油管；4-液压泵；5-弹簧；6-钢球； 7-溢流阀；8,10-压力油管；9-开停阀；11,16-换向手柄； 13-节流阀；15-换向阀；17-活塞；1

11、8-液压缸；19-工作台南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.活塞左移活塞左移活塞右移活塞右移南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.卸荷卸荷溢流保护溢流保护南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.0.3.2系统组成能源装置能源装置执行装置执行装置控制调节装置控制调节装置南京航空航天大学南京航

12、空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.0.3.3液压原理图(GB/T 786.1-93)南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.液压原理图注意事项南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.工程机械0.4.1液压传动应用桥梁检修机南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.液压挖掘机南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of A

13、ero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.基础设施建设基础设施建设南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.军事工业军事工业 火炮操纵装置，例如在坦克的炮架上，装了液火炮操纵装置，例如在坦克的炮架上，装了液压伺服控制的稳定器，使炮筒在车身上下颠簸时仍压伺服控制的稳定器，使炮筒在车身上下颠簸时仍能保持平稳，保证坦克车在行进中能准确射击。能保持平稳，保证坦克车在行进中能准确射击。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing Universit

14、y of Aero. & Astro.航空航天工业航空航天工业 应用十分广泛，例如飞机的起落架收放装应用十分广泛，例如飞机的起落架收放装置、方向舵的控制装置和机场用的升降台。置、方向舵的控制装置和机场用的升降台。 南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.机床注塑机油压机南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.船舶船舶船舶减摇装置、甲板起重机械（绞车）、船船舶减摇装置、甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等。头门、舱壁阀、船尾推进器等。南京航空航天大学南

15、京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.工业机械人工业机械人 上料机械手，采用液压摆动油缸控制肘关节上料机械手，采用液压摆动油缸控制肘关节的运动，既能改变手臂的转动方向，还可伸展的运动，既能改变手臂的转动方向，还可伸展手臂来改变手臂高度，从而顺利完成高温液体手臂来改变手臂高度，从而顺利完成高温液体的上料任务。的上料任务。 南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.搬运机械人（搬运机械人（Bigdog）BigDog is the size of a large dog or small

16、 mule; about 3 feet long, 2.5 feet tall and weighs 240 lbs. BigDog runs at 4 mph, climbs slopes up to 35 degrees, , and carries 340 lb load南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.娱乐

17、行业动感电影多自由度模拟座椅动感电影多自由度模拟座椅 London EyeLondon Eye 南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.水利工程防洪闸门及堤坝装置防洪闸门及堤坝装置河床升降装置河床升降装置南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.其他应用巨型天线控制装置、飞行器仿真台等。巨型天线控制装置、飞行器仿真台等。巨型天线巨型天线飞行模拟器飞行模拟器液压升降台液压升降台南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. &

18、 Astro.0.4.2气压传动应用示例气动机器人南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.气动破碎机气动破碎机 气动工具南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.火车的刹车装置火车的刹车装置南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.压烫机压烫机 自动空气喷射织布机自动空气喷射织布机 牛奶包装机牛奶包装机 自动水果分类机自动水果分类机 汽车生产线汽车生产线 南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing

19、 University of Aero. & Astro.0.4.3来自自然界的液压现象南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.大推力、大转矩，大推力、大转矩，可实现低速大吨位运动；可实现低速大吨位运动；0.5.1液压传动优缺点优点优点(与机械传动、电气传动相比与机械传动、电气传动相比)国家体育馆国家体育馆(鸟巢鸟巢)钢屋架由钢屋架由14榀桁架组成，总榀桁架组成，总用钢量用钢量2800吨。要让这么重的吨。要让这么重的“大家伙大家伙”一一次到位可不是件容易的事，在次到位可不是件容易的事，在9个液压爬行机个液压爬行机器人推进的作用下

20、，器人推进的作用下，2800吨的钢屋架结构完吨的钢屋架结构完成了高空运输，桁架结构由东向西沿成了高空运输，桁架结构由东向西沿114米的米的轨道分批分拨地滑移拼装到位。轨道分批分拨地滑移拼装到位。 南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.功率功率质量、力质量、力质量比大；动态响应快，适于要质量比大；动态响应快，适于要求大功率、低质量、高响应的应用场合；求大功率、低质量、高响应的应用场合；（其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率在三类传动方式（其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率在三类传动方式中是力压群芳的，在传递相同功率的情况下

21、，液压传动装置的中是力压群芳的，在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活）体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活）此特性尤为适于航空航天航海和军事工业的需求：此特性尤为适于航空航天航海和军事工业的需求：飞机传动操纵系统飞机传动操纵系统卫星发射塔卫星发射塔水面舰艇和潜艇液压操纵系统；水面舰艇和潜艇液压操纵系统； 导弹（尤其是战略导弹）控制系统以及地面发导弹（尤其是战略导弹）控制系统以及地面发射系统；射系统；重型火炮随动系统，坦克随动系统。重型火炮随动系统，坦克随动系统。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aer

22、o. & Astro.实现大范围的无级调速实现大范围的无级调速(范围达范围达2000：1)；液压装置工作比较平稳；液压装置工作比较平稳；易于实现过载保护；易于实现过载保护；元件布置灵活，易实现自动化；元件布置灵活，易实现自动化；标准化、系列化、通用化；标准化、系列化、通用化；自行润滑，使用寿命长；自行润滑，使用寿命长；南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.由于泄漏和可压缩性，由于泄漏和可压缩性，不能保证严格的传动比；不能保证严格的传动比；不宜在很高或很低的温度条件下工作；不宜在很高或很低的温度条件下工作；能量损失（泄漏损失、压

23、力损失等）及两次能量转换，能量损失（泄漏损失、压力损失等）及两次能量转换，效率较低；效率较低；泄漏会污染场地，可能引起火灾和爆炸事故（采用石泄漏会污染场地，可能引起火灾和爆炸事故（采用石油基液压油）；油基液压油）；液压元件在制造精度上要求较高；液压元件在制造精度上要求较高；要求有单独的能源；要求有单独的能源；对油液的污染比较敏感，发生故障不易诊断。对油液的污染比较敏感，发生故障不易诊断。液压信号传递速度比电信号慢液压信号传递速度比电信号慢, ,液压信号传递速度是液压信号传递速度是1100m/s 1100m/s （电信号在铜缆中传播速度约为（电信号在铜缆中传播速度约为23.1万公里万公里/秒秒

24、）油液中渗入空气油液中渗入空气, , 产生振动、噪声和爬行现象产生振动、噪声和爬行现象. .缺点南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.0.5.2气压传动优缺点无介质费用，无污染；无介质费用，无污染；压力损失较小，便于集中供应压力损失较小，便于集中供应( (空压站空压站) )和远距和远距离输送；离输送；气动元件的材料和制造精度上的要求较低；气动元件的材料和制造精度上的要求较低；有较好的自保持能力；有较好的自保持能力；维护简单；维护简单；使用安全。使用安全。优点优点南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing Universi

25、ty of Aero. & Astro.工作压力低，仅适用于小功率场合；工作压力低，仅适用于小功率场合；响应能力、平稳性、位置和速度控制精度等方响应能力、平稳性、位置和速度控制精度等方面不如液压传动；面不如液压传动；气压传动系统出力较小，且传动效率低；气压传动系统出力较小，且传动效率低；气压传动系统的噪声大，尤其是排气时，须加气压传动系统的噪声大，尤其是排气时，须加消音器；消音器；需另加油雾器装置润滑，而液压系统无此问题。需另加油雾器装置润滑，而液压系统无此问题。 缺点南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1717世纪中叶，帕

26、斯卡，液体静压传动原理；世纪中叶，帕斯卡，液体静压传动原理；1795 1795 年，英国约瑟夫年，英国约瑟夫布拉曼，世界上第一台布拉曼，世界上第一台水压机；水压机； 1905 1905 年，工作介质由水改为油；年，工作介质由水改为油；第一次世界大战后：第一次世界大战后：1925 1925 年，维克斯年，维克斯 (F.Vikers) (F.Vikers) 压力平衡式叶片泵；压力平衡式叶片泵；20 20 世纪初能世纪初能量波动传递的理论及实际研究；量波动传递的理论及实际研究；1910 1910 年液力联年液力联轴节、液力变矩器等；轴节、液力变矩器等；第二次世界大战前，舰艇炮塔转向器，液压六第二次世

27、界大战前，舰艇炮塔转向器，液压六角车床和磨床，通用机床；角车床和磨床，通用机床；0.6.1液压传动发展历史南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.第二次世界大战期间，功率大、反应快、动作第二次世界大战期间，功率大、反应快、动作准的液压传动装置用于兵器；准的液压传动装置用于兵器；战后，液压技术迅速转向民用。标准制订及元战后，液压技术迅速转向民用。标准制订及元件的标准化、规格化、系列化件的标准化、规格化、系列化; ; 近近3030年来，其它学科的发展促进液压技术的前年来，其它学科的发展促进液压技术的前进。当前液压技术正向迅速、高压、

28、大功率、进。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。发展。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.正向着高压、高速、大功率、高效、低噪声、正向着高压、高速、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展；经久耐用、高度集成化的方向发展； 与计算机科学相结合，新型液压元件和液压系与计算机科学相结合，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（统的计算机辅助设计（CADCAD）、计算机辅助测试）、计算机辅助测试（CATCAT）、计算机直接控制（）、计

29、算机直接控制（CDCCDC）、计算机实时）、计算机实时控制技术、机电一体化技术、计算机仿真技术和控制技术、机电一体化技术、计算机仿真技术和优化技术；优化技术； 与其他相关学科结合，如污染控制技术、可靠与其他相关学科结合，如污染控制技术、可靠性技术等方面也是液压技术发展和研究的方向；性技术等方面也是液压技术发展和研究的方向； 0.6.2液压传动发展趋势南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.0.6.3气压传动的发展公元前，埃及人就开始用风箱产生压缩空气助公元前，埃及人就开始用风箱产生压缩空气助燃，这是最初气压传动的应用。燃，这是最

30、初气压传动的应用。从从1818世纪产业革命开始，气压传动逐渐被应用世纪产业革命开始，气压传动逐渐被应用到各类行业中。如矿山用的风钻，火车的刹车到各类行业中。如矿山用的风钻，火车的刹车装置等。装置等。国内外自国内外自2020世纪世纪6060年代以来，气压传动发展得年代以来，气压传动发展得十分迅速十分迅速节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度化及与电子学结合的综合控制技术化及与电子学结合的综合控制技术南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.国内国内山西榆次液压山西榆次液压上海立新液压上海立新

31、液压上海大众液压上海大众液压上海液压泵厂上海液压泵厂大连液压大连液压北京华德液压北京华德液压德国力士乐（德国力士乐（REXROTHREXROTH）美国威格仕（美国威格仕（VICKERSVICKERS）意大利阿托斯（意大利阿托斯（ATOSATOS）美国派克公司（美国派克公司（PARKERPARKER） 液压液压0.6.4液、气压主要生产厂家国外国外气压气压德国德国FESTOFESTO日本日本SMCSMC南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.1.什么是液压与气压传动？什么是液压与气压传动？2.2.液压与气压传动的两个重要特征及

32、参数？液压与气压传动的两个重要特征及参数？3.3.液压与气压传动的组成及各部分作用？液压与气压传动的组成及各部分作用？4.4.液压与气压传动的优缺点？液压与气压传动的优缺点？5.5.液压传动系统图形符号原理图的特点？液压传动系统图形符号原理图的特点？南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.1.1工作介质的作用1.1.

33、2工作介质的性质1.1.3工作介质的分类1.1.4对工作介质的要求1.1.5工作介质的选用南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.1.1工作介质的作用能量传递和转换的介质能量传递和转换的介质运动件间的润滑剂运动件间的润滑剂散热散热1.1.2工作介质的性质密度密度 可压缩性可压缩性粘性粘性其它特性其它特性动力粘度动力粘度 运动粘度运动粘度 相对粘度相对粘度粘度的影响因素粘度的影响因素南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.密度密度：单位体积内的液体质量：单位体积

34、内的液体质量 可压缩性：可压缩性：体积压缩系数体积压缩系数物理意义物理意义：单位压力变化所引起液体体：单位压力变化所引起液体体积的变化量积的变化量液体受外力的作用而使其体积发液体受外力的作用而使其体积发生变化的性质生变化的性质vm/VVp1南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.物理意义物理意义：表示单位体积变化量所需要的：表示单位体积变化量所需要的压力增量，也即液体抵抗压缩能力的大小。压力增量，也即液体抵抗压缩能力的大小。影响因素影响因素：温度增加，温度增加，K K值减小值减小压力增大，压力增大，K K值增大值增大混有空气，混

35、有空气，K K值迅速减小值迅速减小体积体积弹性模量弹性模量VVpK1单位：单位：MPaMPa南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.液压弹簧液压弹簧液压工作介质的可压缩性很小，在静态（稳液压工作介质的可压缩性很小，在静态（稳态）下，可不考虑；在高压、受压体积较大态）下，可不考虑；在高压、受压体积较大以及动态工时需考虑可压缩性以及动态工时需考虑可压缩性VKAlFh2南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.粘性(Viscosity)定义定义内摩擦定律内摩擦定律粘度的物

36、理意义粘度的物理意义粘度的三种度量方法粘度的三种度量方法粘度的影响因素粘度的影响因素南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.牛顿的液体内摩擦定律 液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，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间的相对运动而产分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力生一种内摩擦力粘性的定义南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.注意注意: :液体只有在液体只有在流动（或有流动趋势）流动（或有流动趋势）时才会时才

37、会呈现粘性，在呈现粘性，在静止静止时是不呈现粘性的。时是不呈现粘性的。粘度的物理意义粘度的物理意义 单位速度梯度下流动时单位面积上产单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力生的内摩擦力切应力：切应力：液体流动时相邻两层间的内摩擦力与液层接液体流动时相邻两层间的内摩擦力与液层接触面积、液层间的速度梯度成正比，即：触面积、液层间的速度梯度成正比，即：南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.粘度的三种度量粘度的三种度量动力粘度动力粘度运动粘度运动粘度相对粘度相对粘度其他名称其他名称绝对粘度绝对粘度条件粘度条件粘度 计算方法计算方法

38、国际单位国际单位制制(SI)(SI)PaPas(s(帕帕秒秒) )物理单位物理单位制制(CGS)(CGS)P(P(泊，泊，dynedynes/cms/cm2 2) )StSt（斯）（斯）换算关系换算关系1Pa1Pas = 10Ps = 10P（泊）（泊）= 1000cP= 1000cP（厘泊）（厘泊） 1 m1 m2 2/s=10/s=104 4StSt（斯）（斯）=10=106 6cStcSt（厘斯）（厘斯） 物理意义物理意义液体在单位速度梯液体在单位速度梯度下流动时，单位度下流动时，单位面积上内摩擦力。面积上内摩擦力。无无无无)/(dydutAF/21/ttEto610)/31. 631.

39、 7(EEoo南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.压力。压力增大，粘度增大，但影响很小，压力。压力增大，粘度增大，但影响很小，通常忽略不计。当通常忽略不计。当P20MPaP20MPa，需要考虑，当，需要考虑，当p6.3MPap6.3MPa，不考虑。，不考虑。温度。温度升高，粘度显著下降。这个变化温度。温度升高，粘度显著下降。这个变化率的大小直接影响液压油液的使用，其重要率的大小直接影响液压油液的使用，其重要性不亚于粘度本

40、身。性不亚于粘度本身。粘度的影响因素粘度的影响因素 注意注意：液压传动工作介质的粘度等级是以：液压传动工作介质的粘度等级是以4040o oC C时时运动粘度运动粘度（以（以mmmm2 2/s)/s)的中心值划分。的中心值划分。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.其它性质其它性质 稳定性、抗泡沫性、抗乳化性、稳定性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性、相容性等防锈性、润滑性、相容性等5 10 15 20304050607080901001.522.5346812.5152030405075(E)891012.515203040

41、5075100150200300400500粘度/(10-6m2/s)L-AN15(N15)L-AN32(N32)L-AN46(N46)L-AN63(N63)L-AN100(N100)t/C南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.1.4 粘性的重要性影响运动部件的润滑影响运动部件的润滑吸入特性吸入特性泄漏泄漏压力损失压力损失系统发热系统发热南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.1.5对工作介质的要求相容性好；相容性好；抗泡沫性、抗乳化性和抗泡沫性、抗乳化

42、性和防锈性好，腐蚀性小；防锈性好，腐蚀性小；流动点、凝固点低，燃流动点、凝固点低，燃点高；点高；对人体无害，成本低。对人体无害，成本低。 粘度合适，粘温特性好粘度合适，粘温特性好；润滑性能好；润滑性能好；可压缩性小；可压缩性小；稳定性好（热、氧化、稳定性好（热、氧化、水解和剪切）；水解和剪切）；质地纯净、杂质少质地纯净、杂质少南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.1.6工作介质的分类 石油基液压油L-HLL-HL液压油（普通液压油）；液压油（普通液压油）；L-HML-HM液压油（抗磨液压油）；液压油（抗磨液压油）；L-HG

43、L-HG液压油（液压一导轨油）；液压油（液压一导轨油）；L-HVL-HV液压油（低温液压油）；液压油（低温液压油）；其它专用液压油；其它专用液压油；难燃液压液难燃液压液合成型；合成型；油水乳化型；油水乳化型；高水基型；高水基型；南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.L-HL液压油（又名普通液压油） 采用精制矿物油作基础油，加入抗氧、抗腐、抗泡、防锈等添加剂调合而成，是当前我国液压油供需量最大的品种，用于一般液压系统，但只适于0 以上的工作环境。其牌号有：HL32、HL46、HL68。在其代号L-HL中，L代表润滑剂类，H代表液

44、压油，L代表防锈、抗氧化型，最后的数字代表运动粘度。 南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.L-HML-HM液压油液压油（抗磨液压油，M代表抗磨型） 其基础油与普通液压油同，加有极压抗磨剂，以减少液压件的磨损。适用于-15以上的高压、高速工程机械和车辆液压系统。其牌号有：HM32、HM46、HM68、HMI00、HM150L-HGL-HG液压油液压油（又名液压一导轨油）： 除普通液压油所具有的全部添加剂外，还加有油性剂，用于导轨润滑时有良好的防爬性能。适用于机床液压和导轨润滑合用的系统。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nan

45、jing University of Aero. & Astro.L-HVL-HV液压油液压油（又名低温液压油） 其它专用液压油：其它专用液压油：如航空液压油（红油）、炮用液压油、舰用液压油等。用深度脱蜡的精制矿物油，加抗氧、抗腐、抗磨、抗泡、防锈、降凝和增粘等添加剂调合而成。 其粘温特性好，有较好的润滑性，以保证不发生低速爬行和低速不稳定现象。适用于低温地区的户外高压系统及数控精密机床液压系统。 南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.难燃液压液难燃液压液合成型抗燃工作液合成型抗燃工作液 水一乙二醇液水一乙二醇液（L-HFC液

46、压液）： 这种液体含有 3555的水，其余为乙二醇及各种添加剂（增稠剂、抗磨剂、抗腐蚀剂等）。 其优点是凝点低（50），有一定的粘性，而且粘度指数高，抗燃。适用于要求防火的液压系统。其缺点是价格高，润滑性差价格高，润滑性差，只能用于中等压力（20MPa以下）。这种液体密度大，所以吸入困难。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro. 磷酸酯液磷酸酯液（L-HFDR液压液）这种液体的优点是，使用的温度范围宽（54135），抗燃性好，抗氧化安定性和润滑性都很好。允许使用现有元件在高压下工作。其缺点是价格昂贵价格昂贵（为液压油的58倍）；

47、有毒性；与多种密封材料（如丁氰橡胶）的相容性很差，而与丁基胶、乙丙胶、氟橡胶、硅橡胶、聚四氟乙烯等均可相容。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.高水基型抗燃工作液高水基型抗燃工作液（L-HFAS液压液）油水乳化型抗燃工作液油水乳化型抗燃工作液（L-HFB、L-HFAE液压液）油水乳化液是指互不相溶的油和水，使其中的一种液体以极小的液滴均匀地分散在另一种液体中所形成的抗燃液体。分水包油乳化液和油包水乳化液两大类。这种工作液不是油水乳化液。其主体为水，占95，其余5为各种添加剂（抗磨剂、防锈剂、抗腐剂、乳化剂、抗泡剂、极压剂、增

48、粘剂等）。其优点是成本低，抗燃性 好，不污染环境。其缺点是粘度低，润滑性差。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.1.7工作介质选用的主要考虑因素液压油的类型根据工作环境和工作条件若系统靠近300 以上的高温表面热源或有明火场所，要选择难燃型液压油或液压液，其中对液压油液用量大的液压系统建议选用乳化型液压液；用量小的选用合成型液压液。当选用了矿物油型液压油后，首选的是专用液压油；在受到某些限制或对简单液压系统，也可选用普通液压油或汽轮机油。对于食品、医药包装机械液压系统，应尽量采用无污染的水或少污染的HFA。南京航空航天大

49、学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.液压油的粘度粘度高：阻力大、功率损失大、油温高粘度低：泄漏量大，容积效率低 根据泵、温度、工作压力、速度、经济性等粘度对系统的影响一般使油液粘度在（10-60）*10-6m2/s之间粘度的选择依据液压泵。它不但压力大、转速和温度高，且液压油液被泵吸入和被泵压出时要受到剪切作用，一般根据液压泵要求确定液压油液的粘度；南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.液压执行元件的速度。运动速度较高时，为减少液流的功率损失，选用粘度较低的液压油液；工作

50、压力。工作压力较高的液压系统宜选用较大粘度的液压油，以减少系统泄漏；30-5050-7030-7040-7530-8040-7555-9095-16570-15065-240温度。环境温度高，选用粘度高的液压油； 环境温度低，选用粘度低的液压油； 环境温度变化大要粘温特性好的油；南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.2.1 静压力及其特性1.2.2 静压力基本方程1.2.3 压力的表示方法与单位1.2.4 帕斯卡原理1.2.5 静压力对固体壁面的作用力南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University

51、of Aero. & Astro.1.2.1液体静压力静压力：静止液体在单位面积上所受到的法向力计算：在液体内部某点处微小面积A上作用有法向力F，则静压力p为静止液体：液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性AFpA0lim南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.特性： 液体静压力垂直于作用表面，其方向和该面的内法线方向一致；静止液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等。由此可见，静止液体内部的任何质点都受平衡压力的作用。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1

52、.2.2液体静压力基本方程静压力基本方程ghpp0特点静止液体内任一点的压力都由两部分组成；同一容器中同一液体内的静压力p随液体深度h而线性增加；同一容器中同一液体中深度h相同的各点压力相等，组成了等压面，这个等压面是水平面。 前提：重力作用下A南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.FAh已知：活塞：F=10000N，d=0.2m，H=0.05m，钢油液：密度900kg/m3求：h=0.5m处的液体压力解：活塞重力产生的压力：PagHAgVPG3846活活作用力F产生的压力：PaAFPF318471压力为：PaghPPPGF3

53、2672744103846318471液在液压传动系统中，液体重力引起的压力通常很小，可以忽略不计。液体静压力主要取决于外加压力。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.静压力基本方程物理意义物理意义：物理意义：静止液体中单位质量液体的压力能和位能可以互相转换，但各点的总能量却保持不变，即能量守衡。 )(000zzgpghpp求A点压力p则：00zgpzgp求hpphzzgpgphp则：即：Czgp南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.2.3压力的表示方法与

54、单位绝对压力以大气压为基准度量的压力叫做相相对压力对压力或表压力表压力。相对压力：真空度如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，比大气压力小的那部分数值叫做这点的真空度。真空度大气压绝对压力真空度大气压绝对压力 绝对压力相对压力大气压力绝对压力相对压力大气压力 ：以绝对真空为基准度量的压力注意：绝对压力是正值，相对压力有正有负，真空度一定是正值。注意：绝对压力是正值，相对压力有正有负，真空度一定是正值。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero.

55、& Astro.压力单位Pabarat(kgf/cm2)lbf/in2atmmmH2()mmHg110511.019721.45100.9869231.019721047.500621021Pa=1N/m2, 1MPa=106Pa1at=1kgf/cm2=9.8*104N/m21mH2O=9.8*103N/m21mmHg=1.33*102N/m21bar=105N/m2南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.2.4帕斯卡原理在密封容器内，施加于静止液体上的压力可以等值传递到液体内各点，按帕斯卡原理，液压缸内压力到处相等，p1

56、p2，于是 F2F1A2/A1 南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.2.5液体静压力作用在固体壁面上的力 固体壁面为平面固体壁面为平面：作用在该平面上的力F等于静压力p与承压面积A的乘积固体壁面为曲面固体壁面为曲面：液体对曲面在某方向上的作用力等于液体压力和曲面在该方向上投影面积的乘积。pDpAF42pdpAF42南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.1.3.1基本概念1.3.2连续性方程 反映流速与流量之间的关系1.3.3伯努利方程 反映压力、流速之间

57、的关系1.3.4动量方程 解决流动液体与固体壁面间的作用力问题南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.),(),(),(tcbazztcbayytcbaxx1.3.1基本概念拉格朗日方法以个别质点作为观察对象加以描述，将各个质点的运动汇总起来，就得到整个运动。 描述物质运动的方法南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.欧拉法以运动的空间作为观察对象，观察不同时刻各空间点上质点的运动参数，将各时刻的情况汇总起来，就描述了整个运动。 )()()(x,y,z,tx,y,

58、z,tppx,y,z,t uu南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.基本概念理想液体理想液体：假想的既无粘性又不可压缩的液体定常流动：定常流动：液体流动时，若液体中任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化。非定常流动：非定常流动：只要压力、速度和密度有一个随时间而变化。一维流动：当液体整个作线形流动时，称为一维流动，运动参数（流速、压力、密度等）只是一个坐标的函数。严格上要求液流截面上各点的速度矢量完全相同。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.南京航空航天

59、大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.三维流动：通常流体的运动都是在三维空间内进行的，若运动参数是三个坐标的函数，则称这种流动为三维流动。迹线迹线：流动液体的某一质点在某一时间间隔内在空间的运动轨迹。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.流线流线：表示某一瞬时液流中各处质点运动状态的一条条曲线。在此瞬时，流线上各质点速度方向与该线相切。流线不可能相交，也不可能突然转折，流线只能是一条光滑曲线。定常流定常流动时流线不随时间变化，流线与迹线重合动时流线不随时间变化，流线与迹线

60、重合流管流管：在液体的流动空间中任意画一不属流线的封闭曲线，沿经过此封闭曲线上的每一点作流线，由这些流线组合的表面称为流管。南京航空航天大学南京航空航天大学 Nanjing University of Aero. & Astro.概念定 义定常流动时的特点迹线迹线流动液体的某一质点在某一时间间隔内在空间的运动轨迹；流线流线表示某一瞬时，液流中各处质点运动状态的一条条曲线。在此瞬时，流线上各质点速度方向与该线相切；流线不随时间变化,流流线与迹线重合线与迹线重合流束流束在液体的流动空间中任意画一不属流线的封闭曲线，沿经过此封闭曲线上的每一点作流线，由这些流线组合的表面称为流管，流管内的流线群称为流