液压传动的基本知识

其次章液压传动的根本学问概述§2-1液体的质量、重力和密度G=mg 或m=G/g ρ=m/V液体的粘性液体在外力作用下流淌时，液体分子间的内聚力会阻碍其分子的相对运动，即具有肯定的内摩擦力，这种性质称为液体的粘性。1、粘度的定义FAddyddyμ——比例系数即动力粘度上式称为牛顿液体内摩擦定律2、粘度的表示方法⑴动力粘度μ du/dy物理意义：单位速度梯度下，流淌液层间单位面积上的内摩擦力单位：N·S/㎡或Pa·S⑵运动粘度υ

单位：㎡/S21㎡/S=104斯〔st〕=106厘斯〔cst〕40℃的运动粘度〔cst〕⑶相对粘度〔条件粘度〕恩氏粘度t ——20℃水 φ2.8㎜小孔Et7.31E

1t26.31E

——油 200ml(cst)mm2/S⑷调合油的粘度aEbEC(EE)E

2 1 2100°EE a+b=100 a、bc——与a、b1 22-1系数ca(%)102030405060708090b(%)908070605040302010c6.713.117.922.125.527.928.225173、粘度与压力的关系 p

(10.003p)4、粘度与温度的关系t0e(tt)0(1t)三、液体的可压缩性液体受压力变化而发生体积变化的性质。压缩率： 1VP V体积弹性模量 1 VP VPA VFKV

(lAA

k=〔1.4～1.9〕×109Pak′=0.7×109Pa 等效体积弹性模量液压弹性刚度F pA A2hk l l V Kh四、对液压油的要求和选用1、要求：⑴粘温性好⑵润滑性好⑶化学稳定性好⑷质地纯洁，抗泡沫性好⑸闪点要高，凝固点要低-10℃～15℃——130℃～150℃2、选用⑴类型⑵粘度3、污染的掌握⑴在液压元件进展清洗⑵过滤，加强密封⑶定期更快液压油五、液压油的类型石油型乳化型合成型：磷酸脂液，水一乙二醇液§2-2一、液体的压力1、液体的静压力及其特性液体内某点处单位面积上所受的法向力称为压力。FNplimNA0 A特点：⑴垂直⑵§2-3液体动力学方程一、根本概念123dq=udA q=∫udA=vA v=q/AA速度大小取决于流量。二、连续性方程ρ udAdt=ρ udAdt udA=udA11 1 22 2 1 1 2 2∫udA=∫

udA

q=q 或Av=AvA11

A22 2

1 2 1 1 2 2过不同截面的流量是不变的。三、伯努利方程1、想液体微小流速的伯努利方程外力所作的功W=p

dAds-pdAds=pdAu

dt-pdAu dt=dqdt(p-p)1 1 1 2 2

1 1

2 2 2 1 2液体机械能的变化ΔE=ρgdqdth+1/2ρdqdtu2-ρgdqdth

-1/2ρdqdtu2ΔE=W

2 p u 2

1 1p u2 11 h 22 hg 2g 1 g 2g 2动能和位能，它们之间可以相互转化，但在管道内任一处，这三种能量的总和是肯定的。222p v2 111

2v hhp2g 2g 1 g 2g 2 wp2层流α=2 紊流α=1四、动量方程作用在物体上的力的大小等于物体在力所作用方向上动量变化率F

q(v

v)dtF q(v

22 11v )x 22x 11x层流β=1.33 紊流1Fq(vcosvcos90)qv

cos22 11 22Fqvcos22§2-4管道内压力损失的计算一、液体的流淌状态层流；液流分层，层与层之间互不干扰紊流：液流不分层，液体质点的运动处于紊乱壮态。雷诺数：Rvde

R 临界雷诺数ec非圆管路

4vRRe

RAR水力半径 湿周长度物理意义：雷诺数是液体的惯性力对粘性力的无因次比。当雷诺数较大时，惯性力起主导作用，液体处于紊流状态；当雷诺数较小时，粘性力起主导作用，液体处于层流状态。二、沿程压力损失1(pp1

dudr

p) pp1212du rdr 1212

d22 l 16 lpp d21212

( r2)4 l 4umax

pd216l2d2p p d2

d4qudA 1 2( r2)2rdr p4 l 4 128 lA 03q 1 4 d2 1v p p A 2 128l 32l 244

maxp

32lv

v2

v2 d264Re

dv d 2 d 2沿程阻力系数层流时 金属管 75Re

橡胶管 80Re紊流时 0.3164R1e 4三、局部压力损失失——局部压力损失。p v2 2

局部阻力系数q液流流过各种标准液压元件的局部损失qp( )2pq nnp 额定压力损失n

q 额定流量n四、管路中的总压力损失p

p p 系统压力 pP

pp§2-5液体流经小孔和缝隙的流量计算l0.5薄壁孔dl 4瘦长孔d一、液体流过小孔的流量1p v p v 1 g

112g

h 21

2 2g

h h2 wh h1 2

v v1 2

1 2h h hw w1 w2 v2h e 孔径突然变小 h 变大w1 2gh

v2v e

W2v2v eW2 a 2g 2g112112p2pe v1111vqA v CA

CCA

C A22pAC e 截面收缩系数 CAc A T

q TCCc v

22p2p假设D 7 完全收缩 Cd

0.61~0.62D 7 不完全收缩 Cd 流量与温度无关。

0.7~0.82q d4 pv 128l归纳 q CApmv Tm 指数 薄壁孔m0.5 瘦长孔m1 短孔m0.5~1二、液体流经缝隙的流量计算1pdy(d)d(pdp)dyd0d dp

dy ddu

d2u

1dpdy 1 dp

du 2 d假设为压差流淌，则：

CyC1 2dp py0 u

yh u0y(hy)p2l

d lq hubdyv

y(hy)pbdy2l0 0bh3p12l2q dh3pv 12l3rdh3dqv12lphh0

ecosh0

(1cos)e—h

—相对偏心率rh3 0

dh3q 0 p1COS3d 0 p(11.52)V 12L 12l0§2-6液压冲击和空穴现象一、液压冲击力峰值。这种现象称为液压冲击。1⑴阀门突然关闭⑵运动部件突然制动