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第二章液压传动基础知识§2-1液压传开工作介质§2-2液体静力学§2-3液体动力学第1页§2-1液压传开工作介质统计表明，液压系统发生故障有90%是因为使用管理不善所致。液压油过滤与处理是液压系统使用管理中重点项目之一，不但是降低系统故障主要路径，也是提升使用管理水平一个标志。在液压系统中，液压油液是传递动力和信号工作介质。同时，它还起着润滑、冷却和防锈作用。液压系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决于系统中所用液压油液（如油液污染，堵塞阀口）。第2页一、液压传开工作介质性质1、液体密度密度—单位体积液体质量ρ=m/vkg/m3密度伴随温度或压力改变而改变，但改变不大，通常忽略。第3页2、液体粘性液体在外力作用下流动时,因为液体分子间内聚力和液体分子与壁面间附着力,造成液体分子间相对运动而产生内摩擦力,这种特征称为粘性.内摩擦力表示式F=μAdu/dy∵液体静止时,du/dy=0∴静止液体不展现粘性动画演示第4页粘度衡量粘性大小物理量动力粘度μ

运动粘度ν

相对粘度0E第5页动力粘度μ公式:∵τ=F/A=μ·du/dy（N/m2）∴μ=τ·dy/du（N·s/m2）国际单位（SI制）中：帕·秒（Pa·S）或牛顿·秒/米2（N·S/m2）；以前沿用单位（CGS制）中：泊（P）或厘泊（CP）换算关系：1Pa·S=10P=103CP第6页运动粘度ν运动粘度ν：动力粘度与液体密度之比值ν=μ/ρ（m2/S）单位：SI制m2/SCGS制St（斯）、CSt（厘斯）（Cm2/S）（mm2/S）换算关系：1m2/S=104St=106CSt第7页运动粘度单位说明：∵单位中只有长度和时间量纲类似运动学量。∴称运动粘度，惯用于液压油牌号标注液压油牌号标注：老牌号——20号液压油，指这种油在50°C时平均运动粘度为20cst。新牌号——L—HL32号液压油，指这种油在40°C时平均运动粘度为32cst。第8页相对粘度0E∵μ、ν不易直接测量，只用于理论计算∴惯用相对粘度

相对粘度又称条件粘度，是在某一条件下测得。这些相对粘度测试方法很简单、方便，但精度不太高。

关系式工程上“相对粘度”µ或v

换算第9页恩氏度0E——中国、德国、前苏联等用赛氏秒SSU——美国用雷氏秒R——英国用口决：美塞英雷中德恩换算关系：第10页3、其它性质1）粘度和压力关系∵P↑，F↑，μ↑∴μ随p↑而↑，压力较小时忽略，32Mpa以上才考虑2）粘度和温度关系∵温度↑，内聚力↓，μ↓∴粘度随温度改变关系叫粘温特征，粘度随温度改变较小，即粘温特征很好。第11页二、对液压油要求

1、液压油任务工作介质—传递运动和动力润滑剂—润滑运动部件2、对液压油要求1）含有适当粘度与良好粘温特征；粘度是液压油主要性能指标，直接影响系统运动部件润滑、油泵吸入特征、缝隙漏泄、压力损失以及系统发烧等。在使用范围内，油液粘度随温度改变愈小愈好。粘度指数普通不要低于90。2）除含有良好润滑性外，还要有足够油膜强度，运动副在高速高压下，防止产生干摩擦。3）对人体无害，对环境污染小，成本低，价格廉价。第12页三、液压油选择和使用当前最广泛使用传递介质是石油型液压油。要依据系统中采取元件结构形式（主要是液压泵）运动速度、使用温度和压力等原因来选取油液品种和品牌。1、正确选择工作液体类型2、正确选择工作液体粘度3、使用注意事项1）油箱中油面应保持一定高度，正常工作时油箱温升不应超出液压油所允许范围，普通不得超出65℃。2）为预防系统中进入空气，要做到：全部回油管都在油箱液面以下，管口切成斜断面；油泵吸油管应严格密封；油泵吸油高度应尽可能小些，以降低油泵吸油阻力；可能情况下，应在系统最高点设置放气阀；定时检验油液质量和油面高度，方便及时更换和添加。第13页液压油种类：普通润滑油：代用润滑油，没有或极少加入专门添加剂，粘温特征和化学稳定性差，要求不高系统。机械油、汽轮机油、变压器油及柴油机油。专用液压油：加入改进性能添加剂。精密机床液压油、液压导轨油、低凝液压油、航空液压油。抗燃液压油：乳化液压油（水包油型YRA）。合成液压液（水乙二醇[乙二醇50%，工作温度<60℃，适合用于要求防火液压系统，但对普通油漆有软化和剥落作用。）。精密机床液压油：加有抗氧、抗磨损、抗泡沫、防锈及提升粘度指数高。专用于精密机床，还有其它场所。抗磨YB：适应液压向高压、高速而研制，除加有抗氧化剂、防锈和抗泡沫剂以外，还添加了抗磨剂，可降低液压件相对接触面磨损，延长使用寿命。如煤矿行业。适合用于-15℃以下高压和高速液压系统。环境温度改变较大室外作业液压系统（如建筑机械、起重运输机械和工程机械等）也可采取。（最低达-35℃）32、46、46D、6810号航空：经过特殊加工石油基液压油。加有提升粘度指数和加强润滑添加剂，粘温特征和润滑性好，凝点低，无腐蚀，适用要求高和温度低液压系统。第14页四、污染及其控制1、污染物种类和特征物质类型：固体、气体、液体、化学制品、微生物能量形式：辐射、静电、腐蚀、磁性、热能

2、危害系统工作性能下降，动作失调严重经济损失

3、污染原因第15页4、污染控制1）对元件和系统进行清洗；2）预防污染物从外界侵入；3）采取适当过滤器；4）控制液压油液温度；5）定时检验和更换液压油液。5、空气危害1）产生噪声、振动及爬行；噪声和振动影响系统性能和寿命，造成环境污染，组成危害。爬行则严重影响液压系统运行平稳性。低速液压马达发生爬行就无法工作；爬行使液压阀失灵，也使液压缸受到冲击。2）产生气蚀，引发液压元件磨损，寿命降低；3）液压油与空气中氧发生氧化作用。第16页练习题1、我国生产机械油和液压油采取40℃时（）做为其标号。A、动力粘度Pa*sB、恩氏粘度°EC、运动粘度mm2/sD、塞氏粘度SSU2、普通液压油（YA类组号），属于（）。A、石油型液压油B、乳化型液牙油C、合成型液压油3、运动速度（）时宜采取粘度较低液压油降低摩擦损失；工作压力（）时宜采取粘度较高液压油以降低泄露。A、高低B、高高C、低高D、低低第17页§2-2液体静力学研究内容：研究液体处于静止状态力学规律和这些规律实际应用。静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，至于液体整体完全能够象刚体一样做各种运动。第18页一、液体静压力及特征1、液体静压力定义：液体单位面积上所受法向力，物理学中称压强，液压传动中习惯称压力。2、液体静压力特征：（1）垂直并指向于承压表面∵液体在静止状态下不展现粘性∴内部不存在切向剪应力而只有法向应力（2）各向压力相等∵有一向压力不等，液体就会流动∴各向压力必须相等第19页二、液体静力学基本方程1、计算静止液体内任意点A处压力p=p0+ρgh2、重力作用下静止液体压力分布特征（1）静止液体中任一点处压力由两部分液面压力p0

组成液体自重所形成压力ρgh（2)静止液体内压力沿液深呈线性规律分布（3)离液面深度相同处各点压力均相等，压力相等点组成面叫等压面.第20页三、压力表示方法及单位1、测压两基准绝对压力—以绝对零压为基准所测相对压力*—以大气压力为基准所测2、关系绝对压力=大气压力+相对压力或相对压力（表压）=绝对压力–大气压力

注：液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力真空度=大气压力–绝对压力动画演示第21页四、帕斯卡原理在密闭容器内，液体表面压力可等值传递到液体内部全部各点。依据帕斯卡原理：p=F/A结论：液压系统工作压力取决于负载，而且伴随负载改变而改变。第22页五、液体对固体壁面作用力作用在平面上总作用力：P=p·A如：液压缸，若设活塞直径为D,则P=p·A=p·πD2/4作用在曲面上总作用力：

Fx=p·Ax结论：曲面在某一方向上所受作用力，等于液体压力与曲面在该方向垂直投影面积之乘积。第23页§2-3液体动力学一、基本概念1、理想液体、定常流理想液体：既无粘性又不可压缩液体。定常流动：流动液体中任一点p、u和ρ都不随时间而改变流动。2、流量和平均流速流量—单位时间内流过某通流截面液体体积q。平均流速—通流截面上各点均匀分布假想流速。第24页二、连续性方程—质量守恒定律连续性原理：理想液体在管道中恒定流动时，依据质量守恒定律，液体在管道内既不能增多，也不能降低，所以单位时间内流入液体质量应恒等于流出液体质量。连续性方程：v1A1=v2A2

或q

=vA=常数结论：液体在管道中流动时，流过各个断面流量是相等，因而流速和过流断面成反比。第25页三、伯努利方程—能量守恒定律1、能量守恒定律：理想液体在管道中稳定流动时，依据能量守恒定律，同一管道内任一截面上总能量应该相等。或：外力对物体所做功应该等于该物体机械能改变量。2、伯努利方程（理想液体）：p1+ρgZ1+ρv12/2=p2+ρgZ2+ρv22/2或p/ρg

+Z+v2/2g=C（c为常数）3、方程物理意义：在密闭管道内作恒定流动理想液体含有三种形式能量，即压力能、位能和动能。在流动过程中，三种能量之间能够相互转化，但各个过流断面上三种能量之和恒为定值。第26页练习一．判断题1.工作机构运动速度决定于一定时间内，