【正文】 液壓基礎(chǔ)知識(shí) 主要課程 ?液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí) ?液壓元件介紹 ?液壓基本回路 ?節(jié)流調(diào)速與容積調(diào)速 本教程供有一定基礎(chǔ)知識(shí)的專業(yè)人士使用 液壓傳動(dòng) 液壓傳動(dòng) — 以液體為工作介質(zhì) ， 利用液 體壓力傳遞和控制能量的傳動(dòng) 液壓傳動(dòng)的工作原理 p1 A1 p2 A2 F1 F2 v1 v2 壓力相等： p1=p2 F1/A1=F2/A2 ， 或： F1/F2=A1/A2 ?帕斯卡定律“平衡液體內(nèi)某一點(diǎn)的液體壓強(qiáng)等值地傳遞到液體內(nèi)各處” 液壓傳動(dòng)之 液壓傳動(dòng)的工作原理 p1 A1 p2 A2 F1 F2 v1 v2 壓力相等： p1=p2 F1/A1=F2/A2 ， 或： F1/F2=A1/A2 容積相等 ： W1=W2 A1L1=A2L2 或 L1/L2=A2/A1 同樣時(shí)間段 t內(nèi) ： v1/v2=A2/A1 1 =L1/t 2 =L2/t 液壓傳動(dòng)之 液壓傳動(dòng)的發(fā)展史 ?第一階段 ： 液壓傳動(dòng)從 17世紀(jì)帕斯卡提出靜壓傳遞原理、 1795年世界上第一臺(tái)水壓機(jī)誕生，已有 200多年的歷史，但由于沒(méi)有成熟的液壓傳動(dòng)技術(shù)和液壓元件，且工藝制造水平低下，發(fā)展緩 慢，幾乎停滯。 液壓傳動(dòng)之 液壓傳動(dòng)的發(fā)展史 ?第二階段 ： 上世紀(jì) 30年代，由于工藝制造水平提高，開(kāi)始生產(chǎn)液壓元件，并首先應(yīng)用于機(jī)床。 液壓傳動(dòng)之 液壓傳動(dòng)的發(fā)展史 ?第三階段：上世紀(jì) 50、 60、 70年代，工藝水平有了很大提高，液壓也迅速發(fā)展，滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域：從藍(lán)天到水下，從軍用到民用，從重工業(yè)到輕工業(yè)，到處都有流體傳動(dòng)與控制技術(shù) 液壓傳動(dòng)之 應(yīng)用舉例 如：火炮跟蹤、飛機(jī)和導(dǎo)彈的動(dòng)、炮塔穩(wěn)定、海底石油探測(cè)平臺(tái)固定、煤礦礦井支承、礦山用的風(fēng)鉆、火車的剎車裝置、液壓裝載、起重、挖掘、軋鋼機(jī)組、數(shù)控機(jī)床、多工位組合機(jī)床、全自動(dòng)液壓車床、液壓機(jī)械手等。 液壓傳動(dòng)之 液壓傳動(dòng)的發(fā)展之國(guó)內(nèi)篇 ?我國(guó)液壓技術(shù)從上世紀(jì) 60年代開(kāi)始發(fā)展較快，新產(chǎn)品研制開(kāi)發(fā)和先進(jìn)國(guó)家不差上下，但其發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于同期發(fā)展的日本，主要由于工藝制造水平跟不上去，制造比較困難，材料性能不能滿足設(shè)計(jì)需要，影響了我國(guó)流體傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。 液壓傳動(dòng)之 液壓傳動(dòng)的發(fā)展趨勢(shì) ?目前，流體傳動(dòng)技術(shù)正在向著高壓、 高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪聲、低能耗、經(jīng)久耐用、高度集成化方向發(fā)展，向著用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電一體化方向發(fā)展。 ?總之：流體技術(shù) +電氣控制＋計(jì)算機(jī)控制結(jié)合 液壓傳動(dòng)之 最簡(jiǎn)單的液壓傳動(dòng)裝置 液壓傳動(dòng)的組成 ?動(dòng)力裝置 — 液壓泵。將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體或氣體的壓力能，作為系統(tǒng)供油能源或氣源裝置。 ?執(zhí)行裝置 — 液壓缸（或馬達(dá)）。將流體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，而對(duì)負(fù)載作功 ?控制調(diào)節(jié)裝置 — 各種液壓控制閥。用以控制流體的方向、壓力和流量，以保證執(zhí)行元件完成預(yù)期的工作任務(wù)。 ?輔助裝置 — 油箱、油管、濾油器、壓力表、冷卻器、分水濾水器、油霧器、消聲器、管件、管接頭和各種信號(hào)轉(zhuǎn)換器等 ，創(chuàng)造必要條件，保證系統(tǒng)正常工作。 ?工作介質(zhì) — 液壓油或壓縮空氣 ， 作為傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的載體。 液壓傳動(dòng)之 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) ?力大無(wú)窮 — 單位質(zhì)量輸出功率大，容易獲得大的力和力矩。一個(gè)小小的千斤頂可以頂起一倆載重汽車； ?操縱控制方便，易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速而且調(diào)速范圍大 ,可以達(dá)100： 1至 2022： 1； ?可以簡(jiǎn)便地與電控部分組成電液一體的傳動(dòng)、控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 液壓傳動(dòng)之 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) ? 泄漏 — 內(nèi)泄和外泄，不易保持嚴(yán)格的傳動(dòng)比，造成污染 ? 對(duì)溫度變化敏感 — 溫度的變化引起粘度變化，并影響其工作性能 液壓傳動(dòng)之 工作介質(zhì) ? 液體是液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì) 。 最常用的是石油型工作介質(zhì)，石油型工作介質(zhì)：普通液壓油、抗磨液壓油、低溫液壓油、高粘度指數(shù)液壓油、機(jī)械油和其它專用液壓油。此外，還有乳化型工作介質(zhì)和合成型工 作介質(zhì)。 液壓油除了作為能量傳遞的工作介質(zhì)外，還兼有潤(rùn)滑和冷卻的作用。 ? 工作介質(zhì)的性質(zhì) ： ? 密度 — 單位體積液體的質(zhì)量， ρ=m/v kg/m3 ρ=880kg/m 3左右 ? 壓縮性 — 體積隨壓強(qiáng)的變化而變化，但變化不大，通常忽略，礦物油型液壓油體積變化規(guī)律為：隨壓力的增大而體積減小。 ? 粘性 — 液體在外力作用下流動(dòng)時(shí) ,由于液體分子間的內(nèi)聚力和液體分子與壁面間的附著力 ,導(dǎo)致液體分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力 ,這種特性稱為粘性。或 : 液體流動(dòng)流層之間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì) . 液壓傳動(dòng)之 工作介質(zhì) ? 牛頓液體內(nèi)摩擦定律 液層間的內(nèi)摩擦力與液層接觸面積及液層之間的速度成正比。 ? 粘性 衡量粘性大小的物理量 動(dòng)力粘度 :在單位速度梯度下流動(dòng)時(shí)單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。用 μ表示，單位帕 .秒 () 運(yùn)動(dòng)粘度 υ：液體的動(dòng)力粘度與其密度的比值， ν = μ /ρ （ m2/S） 在液壓傳動(dòng)中習(xí)慣用運(yùn)動(dòng)粘度表示液體的粘度。液壓傳動(dòng)工作介質(zhì)的粘度等級(jí)是以 40℃ 時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度的中心值來(lái)劃分的。 單位 1m2/S = 104St（斯） =106 CSt（厘斯） 老牌號(hào) —— 20號(hào)液壓油 ， 指這種油在 50℃ 時(shí)的平均運(yùn)動(dòng)粘度為 20 cst。 新牌號(hào) —— L— HL32號(hào)液壓油 ， 指這種油在 40℃ 時(shí)的平均運(yùn)動(dòng)粘度為32cst。 液壓傳動(dòng)之 工作介質(zhì) ? 其它性質(zhì) 液壓傳動(dòng)工作介質(zhì)的還有其它一些性質(zhì)，如穩(wěn)定性（熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性等）、抗泡沫性、抗乳化行、防銹性、潤(rùn)滑性以及相容性（對(duì)所接觸的金屬、密封材料、涂料等作用程度）等，都對(duì)它的選擇和使用有重要影響。 ? 液壓傳動(dòng)對(duì)工作介質(zhì)的要求 不同的工作機(jī)械、不同的工況對(duì)工作介質(zhì)的要求有很大的不同。為了很好地傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，液壓傳動(dòng)工作介質(zhì)應(yīng)具備如下性能： 液壓傳動(dòng)之 工作介質(zhì)選擇 工作介質(zhì)應(yīng)具備如下性能： ? （ 1） 合適的粘度和良好的粘溫特性； ? （ 2） 良好的潤(rùn)滑性； ? （ 3） 純凈度好 ， 雜質(zhì)少； ? （ 4） 對(duì)系統(tǒng)所用金屬及密封件材 料有良好的相容性 。 ? （ 5） 對(duì)熱 、 氧化水解都有良好穩(wěn)定性 ， 使用壽命長(zhǎng)； ? （ 6） 抗泡沫性 、 抗乳化性和防銹性好 ， 腐蝕性小； ? （ 7） 比熱和傳熱系數(shù)大 ， 體積膨脹系數(shù)小 ， 閃點(diǎn)和 燃點(diǎn)高 ， 流動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低 。 （ 凝點(diǎn) —— 油液完全失去其流動(dòng)性的最高溫度 ） ? （ 8） 對(duì)人體無(wú)害 ， 對(duì)環(huán)境污染小 ， 成本低 ， 價(jià)格便宜 總之：粘度是第一位的 液壓傳動(dòng)之 流體動(dòng)力學(xué)（選修） 理想液體、穩(wěn)定流動(dòng) 1 理想液體：假設(shè)既無(wú)粘性又沒(méi)壓縮性的液體 2 穩(wěn)定流動(dòng)：流動(dòng)液體中任一點(diǎn)的 F、 V和 ρ 都不隨時(shí)間而變化流動(dòng)。 液壓傳動(dòng)之 流線、流管和流束 1 流線 — 某一瞬時(shí)液流中各處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一 條條曲線 2 流束 — 通過(guò)某截面上所有各點(diǎn)作出的流線集合 構(gòu)成流束 3 過(guò)流斷面 —— 流束中所有與流線正交的截面 （垂直于液流流向的橫斷面） 液壓傳動(dòng)之－流體動(dòng)力學(xué)（選修） 流量和平均流速 流量 ： 液體單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一過(guò)流斷面液體體積 Q 單位為 l/min 平均流速 — 過(guò)流斷面上各點(diǎn)均勻分布假想流速