液压课件第一章

液压气动技术基础第一篇液压传动2010年8月30日（一）

本节内容第一章液压传动概论1.1液压传动概论和原理1.2液压传动的优缺点及其应用1.3液压传动技术的发展简史及其趋势（重点内容）（了解内容）（了解内容）一部完整的机器主要由三部分组成：控制调节装置1.1液压传动概论和原理传动装置的作用：把动力装置（电动机、内燃机等）的输出功率传送给工作装置。

1.1液压传动概论和原理传动的分类：1、机械传动（齿轮、轴、曲轴等）；2、电力传动（感应电动机、直线电动机、转矩电动机等）；3、液体传动；4、气体传动；5、复合传动。1.1液压传动概论和原理液体传动是以液体为工作介质进行能量传递、转换和控制的一种传动形式。在液体传动中，按其工作原理不同可分为液压传动和液力传动。液压传动：是利用液体的压力能传递力和对外做功的传动方式。液力传动：主要是利用液体的动力能来传递、转换和控制力的一种传动方式。本书主要研究以液体为工作介质的液压传动和控制。1.1液压传动概论和原理一、液压传动的工作原理液压千斤顶常用于顶升重物,如顶起汽车以便拆换轮胎。液压千斤顶1.1液压传动概论和原理一、液压传动的工作原理

1、液压传动的工作原理：以油液作为工作介质，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠油液内部的压力来传递动力。其他说法：1）液压传动是利用液体的压力能来传递动力的一种传动形式。2）液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传递和转换的一种传动形式。1.1液压传动概论和原理一、液压传动的工作原理

2、液压传动的特点：（1）通过具有一定压力的液体来传动；（2）传动过程中须经过两次能量转换；（3）传动必须在密封容积内进行，而且容积要进行变化。

1.1液压传动概论和原理一、液压传动的工作原理

3、液压传动的本质：

液压传动装置是一种能量转换装置，它先将机械能转换为液压能，后将液压能转换为机械能。机械能液压能机械能1.1液压传动概论和原理二、液压传动的组成

1、动力装置（液压泵）——将机械能转换为流体压力能的装置。2、执行装置（液压缸或液压马达）——将流体的压力能转换为机械能的元件。3、控制调节装置（控制阀）——控制液体压力、流量和方向。4、辅助装置（油箱、管路等）——保证系统正常工作除上述三种元件外的装置。5、工作介质（液压油）——传递运动和动力。1.1液压传动概论和原理三、液压传动的图形符号

磨床工作台液压系统工作原理图1.1液压传动概论和原理三、液压传动的图形符号

我国制定的液压系统图形符号（GB/T786.1—2001）在国标中，几条需要知道的基本规定：1、符号只表示元件的职能，连接系统的通路，不表示元件的具体结构和参数，也不表示元件在机器中的实际安装位置；2、元件符号内的油液流动方向用箭头表示，线段两端都有箭头的，表示流动方向可逆；3、符号均以元件的静止位置或中间零位置表示，当系统的动作另有说明时，可作例外。一、液压传动的特点优点：(1)体积小，输出力大;(2)不会有过负载的危险;(3)输出力调整容易;(4)速度调整容易;(5)易于自动化。缺点：(1)不能保证严格的传动比;(2)性能易受温度变化影响;(3)较多能力损失;(4)造价较高。总体来看，优点大于缺点，且随着液压技术的不断更新和发展，很多缺点都已经被改善，所以液压技术还是可以得到广泛应用的。1.2液压传动的优缺点及其应用1.2液压传动的优缺点及其应用二、液压传动的应用表1液压传动在各类机型行业中的应用

行业名称应用实例工程机械起重机、液压挖掘机、装载机、推土机、消防车、压路机等机床工业磨床、铣床、刨床、组合机床、数控机床等土木水利工程防洪闸门及堤坝装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等钢铁工业冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等汽车装备汽车助力转向、液压ABS、液力自动变速等机电一体机械手、注塑机、各种大型游戏机等冶金机械电炉炉顶及电极升降机、轧钢机、压力机等船舶机械甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等军工机械火炮操纵装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等1.3液压传动技术的发展简史及其趋势一、液压传动的发展简史

液压传动的发展经历了三个阶段：第一阶段：液压传动从17世纪帕斯卡提出静压传递原理、1795年世界上第一台水压机诞生，已有200多年的历史，但由于没有成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下，发展缓慢，几乎停滞。1.3液压传动技术的发展简史及其趋势一、液压传动的发展简史

第二阶段：上世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。第三阶段：上世纪50、60、70年代，工艺水平有了很大提高，液压与气动技术也迅速发展，渗透到国民经济的各个领域：从蓝天到水下；从军用到民用；从重工业到轻工业，到处都有流体传动与控制技术。1.3液压传动技术的发展简史及其趋势一、液压传动的发展简史

我国液压传动的发展：我国液压与气动技术从上世纪60年代开始发展较快，新产品研制开发和先进国家不差上下，但其发展速度远远落后于同期发展的日本，主要由于工艺制造水平跟不上去，制造比较困难，材料性能不能满足设计需要，影响了我国流体传动技术的发展。希望同学们能用自己所学为我国的流体传动技术作出应有的贡献。1.3液压传动技术的发展简史及其趋势二、液压传动的发展动向

目前，流体传动技术正在向着高压、高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成化方向发展，向着用计算机控制的机电一体化方向发展。1.3液压传动技术的发展简史及其趋势二、液压传动的发展动向

1、节约能源，发展低能耗元件，提高元件效率；2、发展新型液压介质和相应元件；3、注意环境保护，降低液压元件噪声；4、重视液压油的污染控制；5、进一步发展电气—液压控制，提高控制性能和操作性能；6、重视发展密封技术，防止漏油；7、其他方面。

课后小结1、液压传动的工作原理重点：液压传动的本质2、液体传动的组成重点：五个部分的名称、作用、代表元件。3、液压传动的特点了解：优缺点对比

思考题1、什么是液压传动？液压系统中的能量转换与传递过程如何？答：（1）液压传动是利用液体的压力能传递力和对外做功的传动方式。（2）液压传动装置是一种能量转换装置，它先将机械能转换为液压能，后将液压能转换为机械能。

思考题2、液压传动系统由哪几个基本部分组成？他们的基本功能是什么？答：(1)动力装置:将机械能转换为流体压力能的装置。(2)执行装置:将流体的压力能转换为机械能的元件。(3)控制调节装置:控制液体压力了、流量和方向。（4）辅助装置：保证系统正常工作除上述三种元件外的装置，通过这些元件把系统联结起来，以实现各种循环。（5）工作介质：传递运动和动力。

思考题3、液压传动的主要优缺点是什么？答:（1）优点：a.体积小，输出力大;b.不会有过负载的危险;c.输出力调整容易;d.速度调整容易;e.易于自动化。

（2）缺点：

a.不能保证严格的传动比;b.性能易受温度变化影响;c.较多能力损失;d.造价较高。

本节内容第二章液压流体力学的特点2.1液压油2.2流体静力学2.3流体动力学2.4管路中液体的压力损失2.5液体流经孔口及缝隙的流量—压力特性2.6液压冲击及气穴现象（重点内容）（重点内容）（重点内容）（了解内容）（了解内容）（自学内容）

2.1液压油一、液压油的作用1、传递能量或信息：将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处。2、润滑：液压元件内各移动部位，都可以受到液压油充分润滑，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。

2.1液压油二、液压油的物理性质1、密度（ρ）

◎液压油的密度随压力的增加而加大；◎液压油的密度随温度的升高而减小；

一般情况下变化都很小，可将其近似地视为常数。

我国采用油温为20℃时的液压油密度为液压油的标准密度，以ρ20表示。工程机械常用液压油密度为880kg/m3。

2.1液压油2、可压缩性定义：液体受压力作用而体积缩小的性质。体积压缩系数(k）：液体在单位压力变化下的体积相对变化量。——液体压力变化量；——增压前液体的体积；——压力变化时液体体积的变化量。

2.1液压油2、可压缩性体积弹性模数（K）：表示产生单位体积相对变化量所需的压力增量。在实际应用中，常用K值说明液体抗压缩能力的大小：◎K值越大，液体抗压缩能力越强；◎K值越小，液体抗压缩能力越弱。

2.1液压油3、热膨胀性定义：液体因温度升高而体积增大的性质。液压传动系统的温升不能超过允许值，所以在一般情况下，液压油的热膨胀性可以忽略不计。液体的热膨胀性是非常微小的。

2.1液压油4、粘性（1）粘性的意义定义：液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生的一种阻碍液体分子间进行相对运动的内摩擦力。——牛顿液体内摩擦定律

2.1液压油（2）粘度粘度是衡量液体粘性的指标。①动力粘度（）：当速度梯度等于1时，流动液体液层间单位面积上的内摩擦力。②运动粘度（）：动力粘度与液体密度之比。③相对粘度（）：又称条件粘度。

2.1液压油（3）粘度的其他性质◎粘度与压力的关系液体分子间的距离随压力增加而减小，内聚力增大，其粘度也随之增大。当压力不高且变化不大时，压力对粘度的影响较小，一般可忽略不计。当压力较高（＞20MPa）或者压力变化较大时，需要考虑这种影响。◎粘温特性温度变化对液体粘度影响较大，液体的温度升高其粘度下降。液体粘度随温度变化的性质称为粘温特性。

2.1液压油5、液压油的其他性质（1）闪点定义：是油液由加热到蒸发的油气与空气混合后，接触明火能发生闪光时油液的最低温度。

闪点是油液防火性能的重要指标。◎闪点高，油液在高温下的安全性好。◎闪点低，不适宜在高温下使用。

2.1液压油5、液压油的其他性质（2）凝点定义：是油液在试验条件下，冷却到失去流动性时的最高温度。

液压油的低温流动性与凝点有关。一般认为，在凝点以上10℃时，液压油的流动性是较好的。

2.1液压油（3）化学稳定性定义：是油液抵抗与含氧物质特别是与空气起化学反应的能力。★油液与空气或其他氧化剂接触会发生氧化反应生成酸性物质，使油质变坏。★油液还可能与其他物质发生反应：①油液溶解于橡胶密封圈中的某夜增塑剂使橡胶膨胀失去弹性，使密封失效；②与油漆作用产生悬浮物堵塞液压元件小孔，影响系统正常工作；③如果油与混入的水起反应，则可能生成油水浮浊液，使油的润滑性能较低，并加速金属表面生锈和其他腐蚀过程。

2.1液压油5、液压油的其他性质（4）热稳定性定义：是油液在高温时抵抗化学反应的能力。

温度升高时，油液的化学反应将加快油分子裂化，并且可能产生沥青、焦油等树脂状物质。这些杂质黏附在油路各处，堵塞液压元件小孔并卡住阀芯，影响系统正常工作。

2.1液压油5、液压油的其他性质（5）酸值定义：是中和1g液压油中的全部酸性物质所需氢氧化钾的毫克数。

酸值是控制液压油使用性能的重要指标之一。酸值大的油液容易造成机件腐蚀，并加快油液变质，增加机械磨损。根据设备的使用条件，规定了可用的最高酸值。

2.1液压油5、液压油的其他性质（6）腐蚀定义：是液压油在规定条件下对规定金属试片的腐蚀作用。

对所选液压油要求腐蚀试验合格。

2.1液压油三、对液压油的要求及选用1、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；（6）成分纯净，不含腐蚀性物质，具有足够的清洁度；（7）对人体无害，对环境污染小，价格便宜。

2.1液压油2、液压油的选用

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，其选择考虑的因素如下。（1）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。（2）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。（3）工作环境温度：温度高时选用粘度较高的液压油，减少容积损失。

思考题1、液压油有哪些作用？答：1）传递能量或信息：将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处。2）润滑：液压元件内各移动部位，都可以受到液压油充分润滑，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。

思考题2、液压油的密度与压力和温度之间的关系？答：1）液压油的密度随压力的增加而加大。

2）液压油的密度随温度的升高而减小。

思考题3、什么是体积压缩系数和体积弹性模数？答：1）体积压缩系数(k）：液体在单位压力变化下的体积相对变化量。

2）体积弹性模数（K）：表示产生单位体积相对变化量所需的压力增量。

3）在实际应用中，常用K值说明液体抗压缩能力的大小：◎K值越大，液体抗压缩能力越强；◎K值越小，液体抗压缩能力越弱。

思考题4、什么是液压油的