液压传动第3讲课件

Email:,河北理工大学继续教育学院,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,液压传动,液压传动,第二章 液压介质,液压介质既是工作介质，又是润滑剂和冷却液。油液的特性将会影响液压传动性能（如工作可靠性、灵敏性、系统效率及零件寿命等）,第一节,液压介质的种类及代码,第二节,液压介质主要特性,第三节,液压介质的选择和使用,Email:,河北理工大学继续教育学院,液压工作介质一般称为液压油。,液压介质的性能对液压系统的工作状态有很大影响，液压系统对工作介质的基本要求如下：,粘度,是选择工作介质的,首要因素,。液压油的粘性，对减少间隙的泄漏、保证液压元件的密封性能都起着重要作用。,液压介质粘度用运动粘度,表示。在国际单位制中的,单位是,m,2,/s,，而在实际上油的粘度用,mm,2,/s(cSt,，厘斯,),表示。粘度是液压油,(,液,),划分牌号的依据。按国标,GB/T3141-94,所规定，液压油产品的牌号用粘度的等级表示，即用该液压油在,40,时的运动粘度平均值表示。,2.,液压传动的工作介质,Hydraulic Fluids,(1),有适当的粘度和良好的粘温特性。,2.1,液压介质的种类及代码,Email:,河北理工大学继续教育学院,所有工作介质的粘度都随温度的升高而降低,，粘温特性好是指工作介质的粘度随温度变化小，粘温特性通常用粘度指数表示。,一般情况下，在高压或者高温条件下工作时，为了获得较高的容积效率，不使油的粘度过低，应采用高牌号液压油；低温时或泵的吸入条件不好时（压力低，阻力大），应采用低牌号液压油。,(2),氧化安定性和剪切安定性好。,(3),抗乳化性、抗泡沫性好。,(4),闪点、燃点要高，能防火、防爆。,(5),有良好的润滑性和防腐蚀性，不腐蚀金属和密封件。,(6),对人体无害，成本低。,液压系统对工作介质的要求,Email:,河北理工大学继续教育学院,2.1.1,液压介质的种类,液压传动介质按照,GB/T7631.2-87,（等效采用,ISO 6743/4,）进行分类，主要有,石油基液压油,和,难燃液压液,两大类。,2.1.1.1,石油基液压油,（,1,）,L-HL,液压油,（又名普通液压油）：,采用精制矿物油作基础油，加入抗氧、抗腐、抗泡、防锈等添加剂调合而成，是当前我国供需量最大的主要品种，用于一般液压系统，但只适于,0,以上的工作环境。,其牌号有：,HL,32,、,HL,46,、,HL,68,。在其代号,L-HL,中，,L,代表润滑剂类,，,H,代表液压油,，,L,代表防锈、抗氧化型,，最后的数字代表运动粘度。,Email:,河北理工大学继续教育学院,（,2,）,L-HM,液压油,（抗磨液压油，,M,代表抗磨型）：,其基础油与普通液压油相同，加有极压抗磨剂，以减少液压件的磨损。适用于,15,以上的高压、高速工程机械和车辆液压系统。,其牌号有：,HM,32,、,HM,46,、,HM,68,、,HM,I00,、,HM,150,（,3,）,L-HG,液压油,（又名液压一导轨油）：,除普通液压油所具有的全部添加剂外，还加有油性剂，用于导轨润滑时有良好的防爬性能。,适用于机床液压和导轨润滑合用的系统。,2.1.1,液压介质的种类,Email:,河北理工大学继续教育学院,（,4,）,L-HV,液压油,（又名低温液压油、稠化液压油、高粘度指数液压油）：,用深度脱蜡的精制矿物油，加抗氧、抗腐、抗磨、抗泡、防锈、降凝和增粘等添加剂调合而成。,其粘温特性好，有较好的润滑性，以保证不发生低速爬行和低速不稳定现象。,适用于低温地区的户外高压系统及数控精密机床液压系统。,（,5,）,其它专用液压油：,如航空液压油（红油）、炮用液压油、舰用液压油等。,2.1.1,液压介质的种类,Email:,河北理工大学继续教育学院,2.1.1.2,难燃液压液,难燃液压液分为合成型、油水乳化型和高水基型三大类。,(1),合成型抗燃工作液,2.1.1,液压介质的种类,水,-,乙二醇液（,L-HFC,液压液）：,这种液体含有,35,55,的水，其余为乙二醇及各种添加剂（增稠剂、抗磨剂、抗腐蚀剂等）。,优点,是凝点低（,50,），有一定的粘性，而且粘度指数高，抗燃。适用于要求防火的液压系统。,缺点,是价格高，润滑性差，只能用于中等压力（,20MPa,以下）。这种液体密度大，所以吸入困难。,Email:,河北理工大学继续教育学院,水,-,乙二醇液能使许多普通油漆和涂料软化或脱离，可换用环氧树脂或乙烯基涂料。,磷酸酯液,(Phosphate Esters),（,L-HFDR,液压液）,优点：使用温度范围宽（,54,135,），抗燃性好，抗氧化安定性和润滑性都很好。允许使用现有元件在高压下工作。,缺点：价格昂贵（为液压油的,5,8,倍）；有毒性；与多种密封材料的相容性很差，而氟橡胶、硅橡胶、聚四氟乙烯等均可相容。,2.1.2,难燃液压液,2.1,液压介质的种类,2.,液压传动的工作介质,Email:,河北理工大学继续教育学院,（,2,）,油水乳化型抗燃工作液,(L-HFB,、,L-HFAE,液压液,),油水乳化液是指互不相溶的油和水，使其中的一种液体以极小的液滴均匀地分散在另一种液体中所形成的抗燃液体。分,水包油乳化液,(Oil-in-water Emulsions),和,油包水乳化液,(Water-in-oil Emulsions),两大类。,（,3,）,高水基型抗燃工作液,(L-HFAS,液压液,),这种工作液不是油水乳化液。其主体为水，占,95,，其余,5,为各种添加剂,(,抗磨剂、防锈剂、抗腐剂、乳化剂、抗泡剂、极压剂、增粘剂等,),。其优点是成本低，抗燃性好，不污染环境。其缺点是粘度低，润滑性差。,2.1.2,难燃液压液,2.1,液压介质的种类,2,液压传动的工作介质,Email:,河北理工大学继续教育学院,1.,液体的密度,1,、油液的密度,液压油的密度为,900kg/m,3,液压油的重度为,8800N/m,3,油液的重度,重度与密度的关系,2.2,液压油主要特性,Email:,河北理工大学继续教育学院,2,、可压缩性,在一定的温度下，流体的体积随压强升高而缩小的性质称为流体的可压缩性。流体压缩性的大小用体积压缩系数 来表示。它表示当温度保持不变时，单位压强增量引起流体体积的相对缩小量，即,式中,流体的体积压缩系数，,m,2,/N,；,流体压强的增加量，,Pa,；,原有流体的体积，,m,3,；,流体体积的增加量，,m,3,。,由于压强增加时，流体的体积减小，故在上式中加个负号，以使体积压缩系数恒为正值。,Email:,河北理工大学继续教育学院,体积弹性模量,K,（,N/m,2,）：液体体积压缩系数 的倒数,计算时常取,K=710,8,N/m,2,Email:,河北理工大学继续教育学院,现通过一个实验来进一步说明流体的粘性。将两块平板相隔一定距离水平放置，其间充满某种液体，并使下板固定不动，上板以某一速度,u,0,向右平行移动，如图所示。由于流体与平板间有附着力，紧贴上板的一薄层流体将以速度,u,0,跟随上板一起向右运动，而紧贴下板的一薄层流体将和下板一样静止不动。两板之间的各流体薄层在上板的带动下，都作平行于平板的运动，其运动速度由上向下逐层递减，由上板的,u,0,减小到下板的零。,粘性是流体抵抗剪切变形的一种属性。静止流体不能承受剪切力，不同的流体在相同的剪切力作用下其变形速度是不同的，它反映了抵抗剪切变形能力的差别，这种能力就是流体的粘性。,3,、流体的粘性,Email:,河北理工大学继续教育学院,2,、牛顿内摩擦定律,根据牛顿,(Newton),实验研究的结果得知，运动的流体所产生的内摩擦力,(,切向力,)F,的大小与垂直于流动方向的速度梯度,du/dy,成正比，与接触面的面积,A,成正比，并与流体的种类有关，而与接触面上压强,P,无关。内摩擦力的数学表达式可写为,Email:,河北理工大学继续教育学院,写成等式为,式中,F,流体层接触面上的内摩擦力，,N,；,A,流体层间的接触面积，,m,2,；,du/dy,垂直于流动方向上的速度梯度，,1/s,；,动力黏度，,Pas,。,流层间单位面积上的内摩擦力称为切向应力，则,式中,切向应力，,Pa,。,Email:,河北理工大学继续教育学院,液体的粘度,度量液体粘性大小的物理量,动力粘度,单位速度梯度上的内摩擦力,;,是,表征液体粘性的内摩擦系数。,PaS,单位：,/,dy,du,=,Email:,河北理工大学继续教育学院,运动粘度,定义：动力粘度,与密度,之比,法定计量单位：,m,2,/s,由于,的单位中只有运动学要素，故称为运动粘度。液压油的粘度等级就是以其,40C,时运动粘度的某一平均值来表示，如,L-HM32,液压油的粘度等级为,32,，则,40C,时其运动粘度的平均值为,32mm,2,/s,=,cSt,cSt,10,1,=,s,2,/,m,6,Email:,河北理工大学继续教育学院,相对粘度,雷式粘度,R,英国、欧洲,赛式粘度,SSU,美国,恩式粘度,o,E,俄国、德国、中国,单位：无量纲,t,2,o,E,=,200ml,温度为,T,的被测液体,流经恩氏粘度计小孔（,2.8mm,）所用时间,t,1,，,与同体积,20,度的水通过小孔所用时间,t,2,之比。,t,1,工业上常用,20C,、,50C,和,100C,作为测定恩式粘度的标准温度，分别以,20,、,50,、,100,表示,Email:,河北理工大学继续教育学院,Email:,河北理工大学继续教育学院,.,几点说明,三种粘度之间的关系,影响粘度的因素,调和油的粘度,粘度随着温度升高而显著下降（粘温特性）,粘度随压力升高而变大（粘压特性）,温度、压力,=,o,E,7,.31,-,o,E,6.31,Email:,河北理工大学继续教育学院,Email:,河北理工大学继续教育学院,2-3,液压油液的选择和使用,1.,优先考虑粘性,=11.5,41.3 cSt,即,20,、,30,、,40,号机械油,2.,按工作压力,p,高，选,大,；,p,低，选,小,3.,按环境温度,T,高，选,大,；,T,低，选,小,4,.,按运动速度,v,高，选,小,；,v,低，选,大,5.,其他,环境,（,污染、抗燃,）,经济,（,价格、使用寿命,）,特殊要求,（,精密机床、野外工作的工程机械,）,一、液压油液的选择,Email:,河北理工大学继续教育学院,二、液压油的使用,1.,控制油温,2.,防止污染,3.,定期抽检、定期更换,4.,油箱储油充分,5.,确保密封,Email:,河北理工大学继续教育学院,