《液压传动基础》PPT课件

液压与气压传动液压与气压传动Contents第二章第二章 液压传动基础液压传动基础教学要求教学要求n 1.1.了解液体的物理性质，静压特性、方程及传递规律；了解液体的物理性质，静压特性、方程及传递规律；n 2.2.要求掌握动力学三大方程，液体流动的压力损失，液体要求掌握动力学三大方程，液体流动的压力损失，液体流经小孔和间隙的流量计算；流经小孔和间隙的流量计算；n 3.3.了解流量公式、特点，两种现象产生的原因；掌握薄了解流量公式、特点，两种现象产生的原因；掌握薄壁孔流量公式及通用方程，两种现象的危害及消除。壁孔流量公式及通用方程，两种现象的危害及消除。液压与气压传动液压与气压传动Contents第二章第二章 液压传动基础液压传动基础重点难点重点难点p 1.1.液压油的粘性和粘度；液压油的粘性和粘度；p 2.2.粘温特性；粘温特性；p 3.3.静压特性、静力学基本方程；静压特性、静力学基本方程；p 4.4.流量和流速的关系、三大方程；流量和流速的关系、三大方程；液压与气压传动液压与气压传动Contents2-1 液压传动的工作介质液压传动的工作介质 1-1一、液压油的物理性质一、液压油的物理性质1、密度、密度密度是指单位体积的液体所具有的质量，其表达式为：密度是指单位体积的液体所具有的质量，其表达式为：Vm 液体的密度会随着温度的增加而略有减小，随着压力的增液体的密度会随着温度的增加而略有减小，随着压力的增加略有增大，从工程使用角度看，可以认为液压工作液体不加略有增大，从工程使用角度看，可以认为液压工作液体不受温度和压力变化的影响，在工程计算中可以忽略不计。受温度和压力变化的影响，在工程计算中可以忽略不计。p液体的重度液体的重度和和密度密度的关系为：的关系为：g 液压与气压传动液压与气压传动21）压缩性）压缩性 2、液体的可压缩性及膨胀性、液体的可压缩性及膨胀性在温度不变的条件下，液体在压力在温度不变的条件下，液体在压力(压强压强)改变时其体积要发生变化，这种性质称改变时其体积要发生变化，这种性质称为液体的可压缩性。为液体的可压缩性。p压缩系数压缩系数：VVp1p体积模量体积模量：VVp12）膨胀性）膨胀性 在压强不变的条件下，液体在温度改变时其体积要发生变化，这种性质称为液体在压强不变的条件下，液体在温度改变时其体积要发生变化，这种性质称为液体的膨胀性。的膨胀性。p膨胀系数膨胀系数：VVT1 液压与气压传动液压与气压传动23、液体粘性、液体粘性1）牛顿内摩擦定律）牛顿内摩擦定律液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力会阻碍液体分子的相液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力会阻碍液体分子的相对运动，这时会产生一定的内摩擦力，液体的这种特性称之为粘性对运动，这时会产生一定的内摩擦力，液体的这种特性称之为粘性。yuAFddp内摩擦力内摩擦力：p内摩擦应力内摩擦应力：yudd 液压与气压传动液压与气压传动22）粘度的表示方法）粘度的表示方法 p运动粘度运动粘度：在实际应用中，常常运用动力粘度与密度的比值，即用运在实际应用中，常常运用动力粘度与密度的比值，即用运动粘度来表示液体粘度的大小。动粘度来表示液体粘度的大小。p动力粘度动力粘度：动力粘度也称绝对粘度，它代表着液体本身的一种物理动力粘度也称绝对粘度，它代表着液体本身的一种物理性质性质粘性。其单位为粘性。其单位为 或或 2msN/sPa/s)(m2运动粘度单位：运动粘度单位：1m2 2/s=104 St=106 cSt(=106 mm2/s)斯(cm2/s)厘斯(mm2/s)机械油的牌号：机械油的牌号：表示这种油在表示这种油在40时以时以mm2/s为单位的运动粘度的平均值。为单位的运动粘度的平均值。液压与气压传动液压与气压传动2p相对粘度相对粘度：u雷氏粘度雷氏粘度：”R（英国）（英国）u赛氏粘度赛氏粘度：SSU(美国美国)REu恩氏粘度：恩氏粘度：（中国、德国和俄罗斯）（中国、德国和俄罗斯）E21ttEt恩氏粘度和运动粘度之间的换算关系是恩氏粘度和运动粘度之间的换算关系是ttEE31.631.7 液压与气压传动液压与气压传动23）粘性与压力、温度的关系）粘性与压力、温度的关系 p粘性与压力的关系粘性与压力的关系：一般而言，油液所受压力增大时，一般而言，油液所受压力增大时，液体其粘性变大（粘压特性）。在压力不高且变化不大时，液体其粘性变大（粘压特性）。在压力不高且变化不大时，压力对粘性的影响可以忽略不计压力对粘性的影响可以忽略不计 20MPa20MPa以下以下 。p粘性与温度的关系粘性与温度的关系：油液粘度对温度十分敏感，当油油液粘度对温度十分敏感，当油液温度升高时，粘度将显著下降。油液的粘度随温度变化的液温度升高时，粘度将显著下降。油液的粘度随温度变化的性质称为油液的粘温特性性质称为油液的粘温特性。液压油的粘度和温度之间的关系可表示为：液压油的粘度和温度之间的关系可表示为：0001t ttet 液压与气压传动液压与气压传动2液压油的粘温特性一般用粘温特性曲线表示液压油的粘温特性一般用粘温特性曲线表示 部分液压油的粘温特性曲线图部分液压油的粘温特性曲线图1-石油型普通液压油石油型普通液压油 2-石油型高粘度指数液压油石油型高粘度指数液压油 3-水饱和油乳化液水饱和油乳化液 4-水水-乙二醇液乙二醇液 5-磷酸脂液磷酸脂液 液压与气压传动液压与气压传动21 1、对液压油的要求、对液压油的要求 二、液压油的选择二、液压油的选择p 要有好的粘温特性要有好的粘温特性p 要有好的润滑特性要有好的润滑特性p 要有良好的抗氧化特性要有良好的抗氧化特性p 要有良好的抗泡沫性和抗乳化性。要有良好的抗泡沫性和抗乳化性。p 要有良好的抗乳化性。要有良好的抗乳化性。p 要有良好的防锈蚀性。要有良好的防锈蚀性。p 凝固点要低、闪点要高。凝固点要低、闪点要高。p 要有良好的使用特性。要有良好的使用特性。液压与气压传动液压与气压传动22、液压油的分类、液压油的分类 石油型石油型机械油机械油汽轮机油汽轮机油液压油液压油难燃型难燃型水水-乙二醇液乙二醇液磷酸酯液磷酸酯液水包油水包油油包水油包水乳化液乳化液合成型合成型 液压与气压传动液压与气压传动23、液压油的选择、液压油的选择液压油的选用液压油的选用在了解各类液压油的性能和适用范围的基础上，在了解各类液压油的性能和适用范围的基础上，根据液压传动系统的工作环境（室内、室外、根据液压传动系统的工作环境（室内、室外、高温等）和载荷条件，正确选择液压油的类型高温等）和载荷条件，正确选择液压油的类型（油型）（油型）正确选择工作介质的粘度正确选择工作介质的粘度（油号）（油号）环境因素环境因素运动性能运动性能设备种类设备种类工作压力：工作压力：压力高，选用粘度较大的液压油。压力高，选用粘度较大的液压油。环境温度：环境温度：温度高，选用粘度较大的液压油。温度高，选用粘度较大的液压油。运动速度：运动速度：速度高，选用粘度较低的液压油。速度高，选用粘度较低的液压油。液压与气压传动液压与气压传动24、液压油的污染与控制、液压油的污染与控制 污污染染原原因因残留污染物残留污染物：液压系统内的杂质（金属切屑、液压系统内的杂质（金属切屑、磨料、焊渣等）磨料、焊渣等）侵入物污染侵入物污染：周围环境中的灰尘通过外露的周围环境中的灰尘通过外露的运动部件或者注油孔等部位进入到系统造成运动部件或者注油孔等部位进入到系统造成污染污染。生成污染物：生成污染物：液压系统本身不断的产生污垢液压系统本身不断的产生污垢（金属微粒、磨损颗粒等）以及液压油物理（金属微粒、磨损颗粒等）以及液压油物理化学性能变化时产生的污染物造成液压油污化学性能变化时产生的污染物造成液压油污染染。液压与气压传动液压与气压传动24、液压油的污染与控制、液压油的污染与控制 污污染染危危害害造成系统故障造成系统故障降低元件寿命降低元件寿命使液压油变质使液压油变质影响工作性能影响工作性能污污染染控控制制彻底清洗系统彻底清洗系统保持系统清洁保持系统清洁 定期清除污物定期清除污物定期换油定期换油 液压与气压传动液压与气压传动Contents2-2 流体静力学基础知识流体静力学基础知识 1-1一、液体的静压力和分布一、液体的静压力和分布1、压力的概念、压力的概念静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力，简称压力（压强）静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力，简称压力（压强）若在液体的面积上，所受的力均匀分布，则压力可表示为若在液体的面积上，所受的力均匀分布，则压力可表示为液体静压力有如下两个特性：液体静压力有如下两个特性：(1)静止液体表面的液体静压力的方向与作用面的内法线方向重合。静止液体表面的液体静压力的方向与作用面的内法线方向重合。(2)静止液体内，任一点处所受的静压力在各个方向上都相等。静止液体内，任一点处所受的静压力在各个方向上都相等。AFpAlim0AFp 液压与气压传动液压与气压传动Contents1-12、压力的分布、压力的分布p静力学基本方程：静力学基本方程：ghpp0p重力作用下的静止液体，其压力分布有如下特征：重力作用下的静止液体，其压力分布有如下特征：l静止液体内部任一点处的压力由两部分组成：液面上的表静止液体内部任一点处的压力由两部分组成：液面上的表面压力；自重所形成的压力。面压力；自重所形成的压力。l静止液体某一点的静压力随深度按线性规律增加。静止液体某一点的静压力随深度按线性规律增加。l液面深度相同处各点的压力均相等，压力相等的所有液面深度相同处各点的压力均相等，压力相等的所有点组成的面叫等压面。点组成的面叫等压面。液压与气压传动液压与气压传动21）按测量方式表示）按测量方式表示 二、压力的表示方法及单位二、压力的表示方法及单位 p 水柱高度（水柱高度（m）p 单位面积受力值单位面积受力值（帕、兆帕）帕、兆帕）2）按测量基准不同表示）按测量基准不同表示 p 绝对压力绝对压力p 相对压力相对压力p 真空度真空度 液压与气压传动液压与气压传动2帕斯卡定律帕斯卡定律静压传递原理静压传递原理二、压力的传递二、压力的传递 p 静止液体静止液体密闭容器内压力等值传递密闭容器内压力等值传递p 流动液体流动液体压力传递时考虑压力损失压力传递时考虑压力损失21AGAF12AAFG u用一个很小的输入力，就可以推动比较大的用一个很小的输入力，就可以推动比较大的负载，因此可视为一个力的放大机构。负载，因此可视为一个力的放大机构。u 如果外负载等于零，不计活塞自重及其它阻如果外负载等于零，不计活塞自重及其它阻力，那么无论怎样推动小液压缸的活塞，也不能力，那么无论怎样推动小液压缸的活塞，也不能在液体中产生压力，可见液压系统中的压力是由在液体中产生压力，可见液压系统中的压力是由外界负载决定的，外界负载决定的，液压与气压传动液压与气压传动2液体和固体壁面相接触时，固体壁面将受到液体总压力的作用液体和固体壁面相接触时，固体壁面将受到液体总压力的作用 三、静止液体作用在固体壁面上的力三、静止液体作用在固体壁面上的力p当固体壁面为一平面时，液体在平面上总作用力：当固体壁面为一平面时，液体在平面上总作用力：p当固体壁面为一曲面时，当固体壁面为一曲面时，液体在曲面某方向上的作用力：液体在曲面某方向上的作用力：pAF xpAF xxxpAplrplrFF2dcosd2222x液压油作用缸筒内壁在液压油作用缸筒内壁在x方向上的作用力为方向上的作用力为 液压与气压传动液压与气压传动Contents2-3 流动液体动力学基础知识流动液体动力学基础知识 1-1一、基本概念一、基本概念1、理想流体和恒定流动、理想流体和恒定流动 理想流体：理想流体：既无粘性，又无压缩性的假想液体。既无粘性，又无压缩性的假想液体。恒定流动：恒定流动：液体的运动参数只随位置变化，与时液体的运动参数只随位置变化，与时 间无关。间无关。2、流线、流线 流管、流束、通流截面流管、流束、通流截面 流线：流线：某一瞬时液流中标志其各处质点运动状态的曲线，在流线上各某一瞬时液流中标志其各处质点运动状态的曲线，在流线上各点的瞬时速度方向与该点的切线方向重合。点的瞬时速度方向与该点的切线方向重合。流管：流管：流线所构成的管状曲面称为流管流线所构成的管状曲面称为流管。流束：流束：在流管内，所有流线的集合称为流束。在流管内，所有流线的集合称为流束。液压与气压传动液压与气压传动1-1通流截面：通流截面：在流束的一个横断面上，若所有各点的流线均与这在流束的一个横断面上，若所有各点的流线均与这个断面正交，即各点的运动速度均与该断面垂直，则称此横断个断面正交，即各点的运动速度均与该断面垂直，则称此横断面为通流截面。面为通流截面。3、流量与平均流速、流量与平均流速 流量：流量：单位时间内通过流束过流截面的液体体积。单位时间内通过流束过流截面的液体体积。平均流速：平均流速：流量与通流截面之比。流量与通流截面之比。AudAqAqAudAvAvAq 液压与气压传动液压与气压传动Contents二、连续性方程二、连续性方程 根据质量守恒定律，在单位时间内流入和流出两个微元截面的根据质量守恒定律，在单位时间内流入和流出两个微元截面的液体质量相等，即液体质量相等，即222111ddAuAu2211dd21AuAuAAqvAC常数 这就是理想液体的连续性方程。这个方程表明：不管通流截面的平均流速沿这就是理想液体的连续性方程。这个方程表明：不管通流截面的平均流速沿着流程怎样变化，流过不同截面的流量是不变的；液体流动时，通过管道不同着流程怎样变化，流过不同截面的流量是不变的；液体流动时，通过管道不同截面的平均流速与其截面面积大小成反比，即管径大的地方流速慢，管径小的截面的平均流速与其截面面积大小成反比，即管径大的地方流速慢，管径小的地方流速快。地方流速快。液压与气压传动液压与气压传动Contents三、伯努利方程三、伯努利方程 1 1、理想液体的伯努利方程、理想液体的伯努利方程假设：假设：理想流体做恒定流动理想流体做恒定流动依据：依据：能量守恒定律能量守恒定律u外力对流体所做的功外力对流体所做的功tuAptuApWdddd222111qAuAuddd2211tqppWdd21u流体能量变化：流体能量变化：动能：动能：221dd222ddKutqutqE tqhgtqhgEdddd12P 势能：势能：u外力做的功外力做的功=能量变化：能量变化：2222121122hgugphgugp PKEEEW 液压与气压传动液压与气压传动Contents2 2、实际流体伯努利方程、实际流体伯努利方程实际流体：实际流体：有粘性、可压缩、非恒定流动有粘性、可压缩、非恒定流动速度修正：速度修正：动能修正系数动能修正系数whhgvgphgvgp222221211122 平均流速代替实际流速，并考虑损失平均流速代替实际流速，并考虑损失 分别为两通流截面动能修正系数（是指液体真分别为两通流截面动能修正系数（是指液体真实动能与用平均流速计算的动能的比值。实动能与用平均流速计算的动能的比值。12、液体从一个截面运动到另一个截面时，单位重量液体液体从一个截面运动到另一个截面时，单位重量液体因克服内摩擦而产生的能量损失。因克服内摩擦而产生的能量损失。wh说明：说明：液压与气压传动液压与气压传动Contents用动量定理能比较方便的解决计算液流作用在固体壁面上用动量定理能比较方便的解决计算液流作用在固体壁面上作用力的问题。作用力的问题。三、动量方程三、动量方程 l动量定理指出，作用在物体上的外力之和等于物体在单位时间内的动动量定理指出，作用在物体上的外力之和等于物体在单位时间内的动量变化率，即量变化率，即tvmFd)(d 111 222vmvmvm l动量变化：动量变化：tqmdl不可压缩：不可压缩：1122vvqF 考虑用截面平均流速代替实际流速产生的计考虑用截面平均流速代替实际流速产生的计算误差，这里引入动量修正系数对动量修正：算误差，这里引入动量修正系数对动量修正：液压与气压传动液压与气压传动Contents 在液压传动系统中，由于实际液体都具有粘性，液体流动时在液压传动系统中，由于实际液体都具有粘性，液体流动时会有阻力产生。为了克服阻力，流动液体需要消耗一部分能量，会有阻力产生。为了克服阻力，流动液体需要消耗一部分能量，具体表现为液体的压力损失。具体表现为液体的压力损失。压力损失压力损失可分为可分为沿程压力损失和局部压力损失沿程压力损失和局部压力损失。压力损失与。压力损失与管路中液体的流管路中液体的流 动状态有很大的关系。动状态有很大的关系。2-4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失引言引言流态、雷诺数流态、雷诺数沿程压力损失沿程压力损失局部压力损失局部压力损失总压力损失总压力损失主要内容主要内容 液压与气压传动液压与气压传动Contents一、流态与雷诺数一、流态与雷诺数n雷诺实验装置雷诺实验装置 液压与气压传动液压与气压传动n通过实验发现，液体在管道中的流动存在两种流动状态：通过实验发现，液体在管道中的流动存在两种流动状态：层流层流粘滞力起主导作用。粘滞力起主导作用。紊流紊流惯性力起主导作用。惯性力起主导作用。n流动状态的判别流动状态的判别雷诺数雷诺数 vdRe 管道形状管道形状Re管道形状管道形状 Re光滑金属圆管光滑金属圆管2320带环槽的同心环状缝隙带环槽的同心环状缝隙700橡胶软管橡胶软管16002000带环槽的偏心环状缝隙带环槽的偏心环状缝隙400光滑的同心环状缝隙光滑的同心环状缝隙1100圆柱形滑阀阀口圆柱形滑阀阀口260光滑的偏心环状缝隙光滑的偏心环状缝隙1000锥形滑阀阀口锥形滑阀阀口20100 常见管道的临界雷诺数常见管道的临界雷诺数 液压与气压传动液压与气压传动n对于非圆管断面的管路，液流的雷诺数一般按下式计算：对于非圆管断面的管路，液流的雷诺数一般按下式计算：vRRe4 AR 水力半径：水力半径：水力半径大水力半径大意味着液流与管壁的接触面的周长短，管壁对意味着液流与管壁的接触面的周长短，管壁对液流的阻力小，因而通流能力大；液流的阻力小，因而通流能力大；水力半径小水力半径小，则通流能力小，则通流能力小，管路容易堵塞管路容易堵塞 液压与气压传动液压与气压传动二、沿程压力损失二、沿程压力损失1、圆管中层流时的沿程压力损失、圆管中层流时的沿程压力损失 1）液体在通流截面上的流速分布规律）液体在通流截面上的流速分布规律n受力平衡：受力平衡：fFrpp221)(n牛顿内摩擦定律：牛顿内摩擦定律：rurlAFfdd2 n 速度分布：速度分布：)(422rRlpu 液压与气压传动液压与气压传动Contents2）通过管道的流量）通过管道的流量pldplRrrrRlprruqRR1288d24d2442200 rurqd2d 3）平均流速）平均流速根据平均流速的定义，可得根据平均流速的定义，可得pldplddAqv 3212842244）沿程压力损失）沿程压力损失232dlvpp 在实际计算沿程压力损失时，为了简化计算，将上式适当变换后，可改写成在实际计算沿程压力损失时，为了简化计算，将上式适当变换后，可改写成22Re642Re64222vdlvdlgvdlgp 液压与气压传动液压与气压传动2、紊流时的沿程压力损失、紊流时的沿程压力损失n计算公式计算公式：22vdlp 式中阻力系数的值除与雷诺数有关外，还与管壁的相对粗式中阻力系数的值除与雷诺数有关外，还与管壁的相对粗糙度有关，即糙度有关，即)/,(dRef l对于光滑管，对于光滑管，25.03164.0Rel对于粗糙管，对于粗糙管，从手册上的有关曲线中查出。从手册上的有关曲线中查出。液压与气压传动液压与气压传动三、局部压力损失三、局部压力损失 液体流经管道的弯头、接头以及各种控制阀口的地方，液体流经管道的弯头、接头以及各种控制阀口的地方，液流的流速大小，或者其流动方向改变，因而使液体发生撞液流的流速大小，或者其流动方向改变，因而使液体发生撞击、分离、漩涡等现象，于是产生了液体流动阻力，造成能击、分离、漩涡等现象，于是产生了液体流动阻力，造成能量损失，该能量损失称为局部压力损失。量损失，该能量损失称为局部压力损失。22vp 四、总压力损失四、总压力损失 在液压系统中，通常由若干段直管道和若干弯头、管接头、在液压系统中，通常由若干段直管道和若干弯头、管接头、控制阀等组成管道系统。管道系统总的压力损失为：控制阀等组成管道系统。管道系统总的压力损失为：2222vvdlp 液压与气压传动液压与气压传动 在液压传动系统中，经常利用液体流经阀的小孔或缝隙来在液压传动系统中，经常利用液体流经阀的小孔或缝隙来控制流量和压力，以达到调速和调压的目的。液压元件的泄漏控制流量和压力，以达到调速和调压的目的。液压元件的泄漏也属于缝隙流动，因而研究液体流经小孔和缝隙的流量也属于缝隙流动，因而研究液体流经小孔和缝隙的流量-压力压力特性，了解其影响因素，对于合理设计液压系统，正确分析液特性，了解其影响因素，对于合理设计液压系统，正确分析液压元件和系统的工作性能，计算泄漏都是很有必要的。压元件和系统的工作性能，计算泄漏都是很有必要的。2-5 液体流经小孔和缝隙的流量液体流经小孔和缝隙的流量一、液体流经小孔的流量计算一、液体流经小孔的流量计算p小孔：薄壁孔（小孔：薄壁孔（l/d0.5)l/d0.5)p细长孔：细长孔：（4l/d)p短孔：短孔：（0.5l/d4)液压与气压传动液压与气压传动1.1.薄壁小孔的流量计算薄壁小孔的流量计算对于图所示的通过薄壁小孔的液体，取小孔前后截面对于图所示的通过薄壁小孔的液体，取小孔前后截面1-1和和2-2列伯努利方程列伯努利方程 whgvgpgvgp22222211 gvhcw221 gvAAhccw2)/1(222p能量损失能量损失2AAcp因为因为 ，能量损失，能量损失gvhhhcwww2)1(221 pCppvvc 2)(21121p代入伯努利方程代入伯努利方程p通过薄壁小孔的流量为通过薄壁小孔的流量为pACpACCvAqqcvcc 22 液压与气压传动液压与气压传动3.3.细长孔的流量计算细长孔的流量计算流量计算可以直接用前面已推导的圆管层流时的流量公式，即流量计算可以直接用前面已推导的圆管层流时的流量公式，即pldq 1284液体流经细长小孔的流量与液体的粘度成液体流经细长小孔的流量与液体的粘度成反比反比，与小孔前后的，与小孔前后的压差成压差成正比正比，即流量受温度、孔长和孔径的影响很大，细长孔，即流量受温度、孔长和孔径的影响很大，细长孔主要作节流孔和阻尼器用。主要作节流孔和阻尼器用。2.2.短孔的流量计算短孔的流量计算 液体流经短孔时的流量计算公式和薄壁小孔相同，但流量系数液体流经短孔时的流量计算公式和薄壁小孔相同，但流量系数不同。不同。4.4.小孔的流量计算的通用公式小孔的流量计算的通用公式mpCAq 液压与气压传动液压与气压传动二、液体流经缝隙的流量计算二、液体流经缝隙的流量计算1.1.平行平板缝隙（压差作用）平行平板缝隙（压差作用）p平行六面体在平行六面体在x方向的受力平衡方程式为方向的受力平衡方程式为0d)d(d)(dxbbdyppxbdypb 整理后得整理后得,而而xpydddd dydu xpuyudd1dd22因此有因此有212dd21CyCyxpu 积分后得积分后得由边界条件，由边界条件，得和,0,;0,0uyuy xpCdd21 02C在缝隙流中压力沿运动方向的变化率是一常数，有在缝隙流中压力沿运动方向的变化率是一常数，有-ppdppdxll21 yylpu 2p速度表达式速度表达式p流量表达式流量表达式plbyyylpbyubq12d2d300 液压与气压传动液压与气压传动2.2.平行平板缝隙（有相对运动）平行平板缝隙（有相对运动）p压差作用下流量压差作用下流量plbq123 p剪切作用下流量剪切作用下流量 buvAq021p总流量总流量 buplbq032112注意：注意：当动平板相对于固定平板运动的方向和压差方向相当动平板相对于固定平板运动的方向和压差方向相同时取同时取“+”+”号号 ，反之取，反之取“”号。号。液压与气压传动液压与气压传动Contents3 3、液体流经环形缝隙的流量计算、液体流经环形缝隙的流量计算p同心环缝隙流量同心环缝隙流量dupldq032112用用 代替代替bd p偏心环缝隙流量偏心环缝隙流量023215.1112udpuldq其中 /e偏心率偏心率为内外圆同心时的缝隙厚度为内外圆同心时的缝隙厚度 液压与气压传动液压与气压传动2-6 液压冲击和空穴现象液压冲击和空穴现象一、液压冲击一、液压冲击 在液压系统中，液压冲击和空穴现象严重影响系统的工作性能在液压系统中，液压冲击和空穴现象严重影响系统的工作性能和液压元件的使用寿命，因此，了解其产生的原因及其危害，并和液压元件的使用寿命，因此，了解其产生的原因及其危害，并采取措施减小它们的危害也是一项重要的工作。采取措施减小它们的危害也是一项重要的工作。1.液压冲击产生的原因液压冲击产生的原因 n管道阀门突然关闭时的液压冲击管道阀门突然关闭时的液压冲击 n运动部件突然制动或换向时的液压冲击运动部件突然制动或换向时的液压冲击 2.液压冲击的危害液压冲击的危害 n产生噪音、影响元件和系统寿命产生噪音、影响元件和系统寿命 3.液压冲击的危害液压冲击的危害 n 延长关闭阀门和运动部件制动、换向的时间；延长关闭阀门和运动部件制动、换向的时间；n 正确设计阀口或设置制动装置，使运动部件制动时速度的变化比较均匀；正确设计阀口或设置制动装置，使运动部件制动时速度的变化比较均匀；n 在液压冲击源附近设置蓄能器等缓冲装置，吸收冲击压力；在液压冲击源附近设置蓄能器等缓冲装置，吸收冲击压力；n 在冲击源之前安装安全阀，起卸载作用，或者采用软管以增加系统的弹性；在冲击源之前安装安全阀，起卸载作用，或者采用软管以增加系统的弹性；n 适当加大管径，限制管道流速，尽量缩短管道长度，减小转变压力能的动能。适当加大管径，限制管道流速，尽量缩短管道长度，减小转变压力能的动能。液压与气压传动液压与气压传动3-D Pie Chart二、空穴与气蚀现象二、空穴与气蚀现象1.空穴现象产生的原因及部位空穴现象产生的原因及部位 n通流截面比较狭窄的地方通流截面比较狭窄的地方：阀口和液压泵的进口处阀口和液压泵的进口处等。这些地方一般通流面积比较小，由伯努利方程可知，等。这些地方一般通流面积比较小，由伯努利方程可知，在截面狭窄的地方液体的流速很高、压力很低，容易产生在截面狭窄的地方液体的流速很高、压力很低，容易产生空穴现象。空穴现象。n液压泵进口处：液压泵进口处：当泵的安装高度过高、吸油管直径太小、当泵的安装高度过高、吸油管直径太小、吸油管阻力太大或泵的转速过高时，液压泵吸油腔不能被油吸油管阻力太大或泵的转速过高时，液压泵吸油腔不能被油液充满，会造成进口处真空度过大，而产生空穴。此外，惯液充满，会造成进口处真空度过大，而产生空穴。此外，惯性大的油缸和马达突然停止或换向时，也会产生空穴。性大的油缸和马达突然停止或换向时，也会产生空穴。液压与气压传动液压与气压传动2.空穴的危害空穴的危害 n在液压系统中，油液产生的气泡随液流进入高压区后急剧在液压系统中，油液产生的气泡随液流进入高压区后急剧破灭，凝结为液体，高速气泡破灭时，中心的高压油互相撞破灭，凝结为液体，高速气泡破灭时，中心的高压油互相撞击，击，引起强烈的振动和噪声引起强烈的振动和噪声，同时动能转化为热能，产生局，同时动能转化为热能，产生局部高温高压。部高温高压。n从油液中分离出来的气泡，有些具有强腐蚀性，使零件表从油液中分离出来的气泡，有些具有强腐蚀性，使零件表面发生腐蚀，这种空穴现象引起的化学腐蚀作用，称为气蚀，面发生腐蚀，这种空穴现象引起的化学腐蚀作用，称为气蚀，气蚀会使液压元件的工作性能变坏，使用寿命降低气蚀会使液压元件的工作性能变坏，使用寿命降低。n溶解于油液中的气泡分离出来以后，互相聚合，形成具有溶解于油液中的气泡分离出来以后，互相聚合，形成具有相当体积的气泡，引起流量的不连续，严重时会堵塞液体流相当体积的气泡，引起流量的不连续，严重时会堵塞液体流动通道，动通道，造成断流，这种现象也称为气塞造成断流，这种现象也称为气塞。液压与气压传动液压与气压传动3.减少空穴现象的措施减少空穴现象的措施 n避免压力突降，减小压力降；避免压力突降，减小压力降；n尽量降低液压泵的吸油高度，采用内径较大的吸油管，尽量降低液压泵的吸油高度，采用内径较大的吸油管，并少用弯头，限制吸油管内液体的流速并及时清洗或更换并少用弯头，限制吸油管内液体的流速并及时清洗或更换滤芯，以减少吸油管道中的压力损失；滤芯，以减少吸油管道中的压力损失；n各元件的连接处要密封可靠，防止空气进入；各元件的连接处要密封可靠，防止空气进入；n对容易产生气蚀的元件，要采用抗腐蚀能力强的金属材对容易产生气蚀的元件，要采用抗腐蚀能力强的金属材料，提高液压元件的机械强度。料，提高液压元件的机械强度。L o g oL o g oC l i c k t o e d i t c o m p a n y s l o g a n .