液压传动与气动（微课版）课件 项目1.3-1.4 认知静力学与动力学基础知识

1.3力学知识学习导航引导问题学习知识掌握技能拓展作业自我测试1.压力是什么？压力是怎样产生的？压力的大小与哪些因素相关？2.什么是流速？流速的大小与哪些因素相关？3.液压系统中能量的传递遵循什么规律？1.3.1静力学知识表面力质量力液体作用在液体上的力有两种类型:一种是质量力，另一种是表面力。

质量力作用在液体所有质点上，它的大小与质量成正比，比如重力、惯性力等。

表面力作用于液体的表面上，是其他物体(如活塞、大气层)作用在液体上的力。

1．压力定义及单位表面力液体由于液体不能抵抗拉力或切向力，即使是微小的拉力或切向力都会使液体产生流动。

因为静止液体不存在质点间的相对运动，也就不存在切向力，所以，静止液体只能承受法向力。法向力切向力液体在单位面积上所受的法向力就是压力，若法向力均匀地作用在面积A上，则压力表示为:压力的两种表示方法：绝对压力－以绝对真空为基准度量；相对压力－以标准大气压为基准度量。真空度：绝对压力比大气压小的那部分数值。标准大气压为100000Pa，绝对压力为80000Pa的真空度为20000Pa。此时，真空表上的读数应为-20000Pa。2．压力的表示方法3．压力的传递第二讲液压传动的工作原理

BlaisePascal，1623—1662，法国著名的数学家、物理学家、哲学家和散文家。主要贡献是在物理学上。布莱士·帕斯卡在密闭容器中，施加于静止液体任意一点的压力能等值地传递到液体内部各点——帕斯卡原理压力（Pa）=作用力（N）面积（m2）密闭容器内各点的压力相等。100kN10kN∵密闭连通∴压力相等A1A21、液压装置具有力的放大作用2、压力是在“前阻后挤”情况下产生的FW如果垂直液压缸的大活塞上没有负载，即W=0，不论怎样推动小活塞也不能在液体中形成压力。0kN10kNA1A2一个重要性质:液压系统中的压力大小由负载决定【例题1】将三个不同负载以并联的方式与同一个液压系统连接，如图所示。若W1＜W2＜W3，试说明活塞A、活塞B、活塞C被顶起的顺序。1.3.1动力学基础1．流量与流速（1）理想液体和稳定流动理想液体：无粘性且不可压缩的液体。稳定流动：液体中任一点的压力、速度

和密度不随时间而变化。通流截面：垂直于液体流动方向的截面。流量单位：升/分钟(L/min)流量：单位时间内流过通流截面液体的体积。流量速度=

面积（2）通流截面和流量2.流体连续性方程不可压缩液体作定常流动时的连续性方程。根据质量守恒定律，单位时间内流入截面A1的质量应该等于流出A2的质量。Q1Q2【物理意义】在稳定流动的情况下，连续液体通过管道各通流截面的流量相等。1、面积大处速度低2、面积小处速度高流量速度=

面积当液压缸有效面积一定时，活塞的运动速度决定于输入液压缸的流量活塞运行速度是多少?3.伯努利方程（1）理想伯努利方程稳定流动时的伯努利方程【物理意义】理想液体作稳定流动时，任意截面上的动能、压力能和位能这三种能量的总和等于常数，三种能量之间可以相互转换。面积小：速度高，压力小面积大：速度低，压力大；实际液体的伯努利方程动能修正系数能量损耗

实际液体具有粘性，在流动时就有阻力，为了克服阻力就必然要消耗能量，这样就有能量损失。（2）实际伯努利方程4.能量损失液压系统中的能量损失主要表现为压力损失。（1）压力损失可分为两大类：沿程压力损失和局部压力损失。局部压力损失:液体流经管径突然变化处或流动方向突变产生的压力损失。（空穴气蚀+液压冲击）(2)减少压力损失的措施a.降低流速；b.选择黏度适当的液体；c.保证管壁光滑；d.缩短管路的长度；e.增大管径；f.减少管路截面变化峰值压力管路中流动的液体因为换向或阀门关闭而突然停止，由于液流和运动部件的惯性，在系统内产生一个很大的瞬时压力峰值，这种现象称为液压冲击。5.液压冲击原因1：载荷冲击原因1：载荷冲击原因1：载荷冲击原因1：载荷冲击原因1：载荷冲击原因2：换向阀动作原因2：换向阀动作原因2：换向阀动作(2)减少液压冲击的措施a.延长阀门关闭和运动件换向制动的时间；b.限制管道内液体的流速及运动件的速度；c.适当增大管径或采用橡胶软管，尽量缩短管道长度；d.在系统中设置蓄能器和安全阀，在液压元件中设置缓冲装置。空穴某处的压力低于空气分离压时，溶解在液体中的空气就会分离出来，液体中出现大量气泡的现象，称为空穴。6.空穴现象压力低→出现大量气泡气泡进入高压区→破裂

→气蚀1.4、气动基础知识学习导航引导问题学习知识掌握技能拓展作业自我测试第一阶段，2000年前，希腊人KSTESIBIOS制造了一门空气弩炮，成为使用气动技术第一人。风箱、自然风力推动风车、带动水车提水灌溉，是我国古人最早利用气动技术。气动技术在生活中经典应用剪刀气缸气动剪床学习导航引导问题学习知识掌握技能拓展作业自我测试1.气动剪切机是如何工作的？2.气动系统由哪几部分组成？3.气动系统中的工作介质是什么？1.4.1气动原理与特点1.气动原理与系统组成学习导航掌握技能拓展作业自我测试知识学习引导问题复位进料剪切气动剪切机工作过程分析气源装置执行元件控制元件辅助元件二、气压传动系统组成

工作介质气源装置执行元件控制元件辅助元件空气压缩机气源净化设备气缸气马达压力阀方向阀流量阀二、气压传动系统组成工作介质1）用过之后可直接排入大气，不污染环境；2）便于集中供应和远距离输送；3）具有动作迅速、反应快、管路不易堵塞的特点；4）对环境适应性好，安全等级低，可用于易燃易爆场所。；5）气压传动装置结构简单、重量轻，安装、维护方便。；6）气压传动系统能自动实现过载保护。2.气压传动特点优点1.由于空气具有可压缩性，所以气缸的动作速度受负载的影响比较大。2.系统工作压力较低（一般为0.4～0.8MPa），系统输出动力较小。3.工作介质没有自润滑性，一般需要另设装置进行润滑动作稳定性较差；2.气压传动特点缺点1.4.2气压工作介质——空气的性质1.空气的黏性和黏度空气的黏性是空气分子相对运动时产生阻力的性质。空气的黏性很小。空气的黏度随着温度增加，黏度增大。这主要是由于温度升高后，空气内分子运动加剧，使原本间距较大的分子之间的碰撞增多。2.湿度湿度的表示方法有相对湿度和绝对湿度。相对湿度：绝对湿度：3.可压缩性空气具有明显的可压缩性。随着温度和压力的变化，空气的体积会发生显著的改变。学习导航掌握技能引导问题学习知识拓展作业自我测试技能训练：液压系统压力测定学习导航拓展作业引导问题学习知识掌握技能自我测试气动剪床作剪切动作，但不能切割工料，可能原因是？Q1答案——系统压力不足，调节减压阀，提高供气系统压力；——工料太厚或太硬、