基础篇 液压传动基础知识

液压传动基础知识基础篇一液压气动系统维修及故障诊断技术基础篇参考资料和推荐网站

1期刊杂志《液压与气动》《液压气动与密封》《机床与液压》《工程机械》《Hydraulics&Pneumatics》《油空压技术》《油压与空气压》2

2有关网站

流体传动控制学术研究（)

美国国家流体动力协会（）

美国流体动力教育基金会（)

国际流体动力协会（)

美国液压气动网站()

英国流体动力协会（www.bfpa.co.uk)

德国博士力士乐（)

美国派克汉尼芬()

德国festo()

日本SMC()

英国偌冠（)31.0液压与气压传动系统的组成1.1液压传动工作介质1.2液体静力学1.3液体动力学1.4管流的压力损失计算1.5孔口和缝隙流动1液压传动基础知识41.0液压与气压传动系统的组成液压传动系统回路图用国家标准图形符号绘制液压传动系统回路图5

气压系统的组成原理图6以液体为介质，用其产生的压力传递能量的方式称为液压。

什么是液压？7液压与气压传动系统主要组成

（1）动力装置把机械能转换成流体的压力能的装置，一般最常见的是

液压泵或空气压缩机。

（2）执行装置把流体的压力能转换成机械能的装置，一般指液（气）压缸或液（气）压马达。

（3）控制调节装置对液（气）压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。如溢流阀、节流阀、换向阀等。

（4）辅助装置指除以上三种以外的装置，如油箱、过滤器、分水滤气器、油雾器、蓄能器等，它们对保证液（气）压系统可靠和稳定地工作有重大作用。

（5）传动介质传递能量的流体，即液压油或压缩空气。8流体传动体现机电液一体化电子是神经，

液压是肌肉，

机械是骨头。91.1液压传动工作介质粘性动力粘度指流体在单位速度梯度下流动时，单位面积上产生的内摩擦力。它是一种绝对粘度，其值与液体种类有关，单位为。运动粘度它是一种相对粘度，习惯上常用它来标志液体粘度。单位为m2/s。液压传动工作介质的粘度是以40°时运动粘度（以mm2/s）的中心值来划分的，如某一种牌号L-HL22普通液压油在40°时运动粘度的中心值为22mm2/s。粘度随温度的上升而减小（很敏感），（液体。气体？）随压力的增大而增大（可忽略不计）。101.1液压传动工作介质二、对液压油的要求

液压油是液压系统中十分重要的组成部分，如果说液压泵是液压系统的心脏，则液压油就是液压系统的血液。液压油在液压系统中要完成传递能量和信号，润滑元件和轴承，减少摩擦和磨损，密封对偶摩擦副中的间隙，减少泄露、散热、防锈、传输、分离和沉淀系统中的非可溶性污染物质，为元件和系统失效提供和传递诊断信息等一系列重要功能。111.1液压传动工作介质二、对液压油的要求1）合适的粘度，较好的粘温特性。粘度随温度变化越小越好。2）润滑性能好。即油液润滑时产生的油膜强度高，以免产生干摩擦。3）质地纯净，杂质少。不应含有杂质，以免刮伤表面。4）对金属和密封件有良好的相容性。不应含有腐蚀性物质，以免侵蚀机件和密封元件。5）对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性。防止油液氧化后变酸性腐蚀金属表面。6）抗泡沫好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。7）体积膨胀系数小，比热容大。8）流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气闪燃，但油本身不燃烧时的温度和燃点高。9）对人体无害，成本低。10）与产品和环境兼容。液压系统不可能完全避免泄露，泄露的液压油不应对产品造成严重的污染与损坏；另一方面，目前国际上对保护人类生态环境的要求越来越高，要求液压油与环境兼容，泄露后不会对环境造成污染。121.1液压传动工作介质三、液压系统的污染控制1、污染的根源已被污染的新油新油在储存和运输过程中受到储油罐、管道和油桶的污染，其污染物为灰尘、砂土、锈垢、水分和其他液体等。残留污染指液压系统和液压元件在装配和清洗过程中的残留物，如毛刺、切屑、型砂、涂料、焊渣等。侵入污染由于油箱密封不完善以及元件密封装置损坏由系统外部侵入的污染物。生成污染指液压系统运行过程中系统自身所生成的污染物。既有元件磨损剥离、被冲刷和腐蚀的金属颗粒或橡胶末，又有油液老化产生的污染物。131.1液压传动工作介质2、污染引起的危害液压系统的故障有75%以上是由工作介质的污染引起的。突发失效当大颗粒进入液压泵或液压阀时，可能使液压泵或液压阀卡死，引起突发失效。退化失效当小颗粒与元件表面相互作用时，会产生磨粒磨损和表面疲劳。这会加速元件磨损、使内漏增加、降低液压元件的效率和精度，最终引发不可恢复的退化失效。振动、噪声和爬行现象当颗粒、污染物和油液氧化变质产生的粘性胶质堵塞过滤器，会使液压泵运转困难，产生噪声。当水分和空气混入时，会使液压油的润滑性能降低，并加速其氧化变质，产生气蚀，液压系统出现振动和爬行现象。141.1液压传动工作介质3、污染的控制控制污染源，清除元件和系统在加工和组装过程中残留的污染物。防止污染物从外界侵入油箱呼吸孔上应装设高效的空气过滤器或采用密封油箱。液压油应通过过滤器注入系统，活塞杆端应装防尘密封。控制液压油的温度液压油温度过高会加速其氧化变质，产生各种污染物，缩短使用期限。定期检查和更换工作介质151.2液体静力学一、液体静压力及其特性1、液体静压力当液体静止时，液体质点间没有相对运动，不存在摩擦力，所以静止液体的表面只有法向力。2、液体静压力的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。161.2液体静力学二、液体静压力基本方程1)静止液体内任一点处的压力由两部分组成。2)同一容器中同一液体内的静压力随液体深度的增加而线性增加。3)连通器内同一液体中深度相同的各点压力都相等。由压力相等的点组成的面称为等压面。重力作用下静止液体中的等压面是一个水平面。171.2液体静力学三、压力的表示方法及单位1、压力的表示方法绝对压力：以绝对真空作为基准相对压力：以大气压力作为基准表压：是由测压仪表所测得的压力。指绝对压力比大气压大的那部分数值。真空度：指绝对压力比大气压小的那部分数值。181.2液体静力学2、压力的单位Pa1Pa=1N/m2MPa1MPa=106Paat（工程大气压）

1at=1kgf/cm2=9.8×104N/m2atm

（标准工程大气压）mH2O1mH2O=9.8×103N/m2mmHg1mmHg=13.3×102N/m2bar（巴）

1bar=105N/m2at≈atm≈bar1psi=0.0689bar

1bar191.3液体动力学

在液压传动中，液压油总是在不断的流动着的，因此必须研究液体运动时的现象和规律。本节主要介绍三个基本方程——流量连续性方程、伯努利方程和动量方程，这三个方程是刚体力学中质量守恒、能量守恒和动量守恒在流体力学中的具体体现，前两个用来解决压力、流速和流量之间的关系，后一个则用来解决流动液体与固体壁面之间的相互作用力问题。201.3液体动力学基本概念211.3液体动力学1、流量连续性方程它是质量守恒定律在流动液体中的表现形式。如果液体作定常流动，且不可压缩，则任取一流管，两端通流截面面积为A1和A2，在流管中取一微小流束，流束两端的截面积分别为dA1和dA2，速度分别为u1和u2。根据质量守恒定律，在dt时间内流人此微小流束的质量应等于从此微小流束流出的质量，故有上式称为不可压缩液体作定常流动时的连续性方程。它说明：通过流管任一通流截面的流量相等；当流量一定时，流速和通流截面面积成反比。221.3液体动力学2、伯努利方程

它是能量守恒定律在流动液体中的表现形式。理想液体的伯努利方程

上式表明理想液体作定常流动时，液流中任意截面处单位质量液体的总能量由压力能（p/ρg）﹑位能（z）和动能（v2/2g）组成，三者之间可互相转化，但总和为一定值。231.3液体动力学3、动量方程它是动量守恒定律在流动液体中的表现形式。液体作用在固体壁面上的力，用动量定理来求解比较方便。方程左边为作用于控制体积内液体上的所有外力的总和，右边为流出控制表面和流入控制表面时的动量变化率，称为稳态力。控制体积是被通流截面A-A和B-B所限制的液体体积。式中β为动量修正系数，当液流为层流时β=1.33；湍流时β=1。上式为矢量表达式，在应用时可根据问题的具体要求向指定方向投影，列出该指定方向的动量方程，从而可求出作用力在该方向上的分量，然后加以合成。

241.4管流的压力损失计算流态、雷诺数1、流态19世纪末，英国科学家雷诺发现了流动的两种状态。层流，液体的流动呈线性或层状，且平行于管道轴线。此时，液体流速较低，质点受粘性制约，不能随意运动，粘性力起主导作用。湍流，液体的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线，还存在剧烈的横向运动。此时，流体