【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采用粘度較底的油液。5）考慮液壓系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)速度 當(dāng)液壓系統(tǒng)中工作部件的運(yùn)動(dòng)速度很高時(shí)，油液的流速也很高，液壓損失隨著增大，而泄露相對(duì)減少，因此宜用粘度較低的油液，反之，當(dāng)工作部件的運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)，每分鐘所需的油量很小，這時(shí)泄露相對(duì)較大，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度影響也較大，所以宜選用粘度較高的油液。4．使用液壓油的注意事項(xiàng)及識(shí)別油品品種的簡(jiǎn)易方法1）使用液壓油的注意事項(xiàng)（1）應(yīng)保持液壓油的清潔，防止金屬屑和纖維進(jìn)入油中。換油時(shí)要徹底清洗油箱，注入新油時(shí)必須過濾。（2）油箱內(nèi)壁一般不涂刷油漆，以免油中產(chǎn)生沉淀物質(zhì)。（3）為防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)，回油管口應(yīng)在油箱液面，并將管口切成斜面；液壓泵和吸油管路應(yīng)嚴(yán)格密封；液壓泵和油管安裝高度應(yīng)盡量小些，似減少液壓泵吸油阻力；必要時(shí)在系統(tǒng)的最高處設(shè)置放氣閥。（4）定期檢查油液質(zhì)量和油面高度。（5）應(yīng)保持油箱的溫升不超過液壓油允許的范圍，通常不超過70℃，否則應(yīng)進(jìn)行冷卻調(diào)節(jié)。2）識(shí)別油品品種的簡(jiǎn)易方法 在化驗(yàn)條件不具備的情況下，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常常采用“看、嗅、搖、摸”簡(jiǎn)易鑒別法。識(shí)別工作介質(zhì)的品種，可以有效地防止油品的錯(cuò)收、錯(cuò)發(fā)、錯(cuò)用、混裝等事故發(fā)生。5．液壓油的污染及其控制1）油液污染的危害油液的污染會(huì)引起液壓系統(tǒng)的各種故障，統(tǒng)計(jì)表明，液壓系統(tǒng)的故障有75％以上是由于油液選擇不當(dāng)或油液污染所引起的，這些故障輕則影響液壓系統(tǒng)的性能和使用壽命，重則使機(jī)件失靈以致?lián)p壞機(jī)件，導(dǎo)致液壓元件和液壓系統(tǒng)不能往常工作，主要表現(xiàn)為：（1）堵塞濾油器，使液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)困難，產(chǎn)生噪音。（2）堵塞液壓元件的微小孔道和縫隙，使液壓閥動(dòng)作失靈，加速零件的磨損，使元件不能正常工作；擦傷密封件，增加外泄漏等。（3）水分和空氣的混入使液壓油的潤(rùn)滑能力降低，并使它加速氧化變質(zhì)、產(chǎn)生氣蝕，加速液壓元件腐蝕，使液壓系統(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)、爬行等。2）污染的原因液壓油被污染的原因主要有以下幾方面： （1）殘留物污染 這主要是指液壓元件在制造、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、安裝、維修過程中帶入的沙粒、鐵屑、磨料、焊渣、銹片、棉紗和灰塵等，雖經(jīng)清洗，但未清洗干凈而殘留下來，造成液壓油污染。（2）侵入物污染 這主要是指周圍環(huán)境中的污染物（空氣、塵埃、水滴等）通過一切可能的侵入點(diǎn)，如外露的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞桿，油箱的進(jìn)氣孔和注油孔等侵入系統(tǒng)，造成液壓油污染。（3）生成物污染 這主要是指液壓系統(tǒng)在工作過程中產(chǎn)生的金屬微粒、密封材料磨損顆粒、涂料剝離片、水分、氣泡及油液變質(zhì)后的膠狀生成物等，造成液壓油污染。3）污染的控制液壓油污染的原因很復(fù)雜，液壓油自身又在不斷產(chǎn)生臟物，因此要徹底防止污染是很困難。為了延長(zhǎng)液壓元件的壽命，保證液壓系統(tǒng)正常工作，將液壓油污染程度控制在某一限度以內(nèi)是較為切實(shí)可行的辦法。實(shí)用中常采取如下幾方面措施來控制污染：（1〕力求減少外來污染 液壓裝置組裝前后必須嚴(yán)格清洗，油箱通大氣處要加空氣過濾器，向油箱灌油應(yīng)通過過濾器，維修拆卸元件應(yīng)在無(wú)塵區(qū)進(jìn)行。（2）濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì) 應(yīng)在系統(tǒng)的有關(guān)部位設(shè)置適當(dāng)精度的過濾器，并且要定期檢查、清洗或更換濾芯。（3）控制液壓油的工作溫度 液壓油的工作溫度過高對(duì)液壓裝置不利，液壓油本身也會(huì)加速氧化變質(zhì)，產(chǎn)生各種生成物，縮短使用期限。一般液壓系統(tǒng)的工作溫度最好控加在65℃以下，機(jī)床液壓系統(tǒng)則應(yīng)控制在35℃以下。（4）定期檢查更換液壓油 應(yīng)根據(jù)液壓設(shè)備使用說明書的要求和維修保養(yǎng)規(guī)程的規(guī)定，定期堅(jiān)持更換液壓油。比較科學(xué)的方法是定期取樣化驗(yàn)，觀察油液的變質(zhì)情況來決定是否需要換油，換油時(shí)要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道及元件。項(xiàng)目二 液體靜力學(xué)基礎(chǔ)項(xiàng)目描述流體傳動(dòng)包括液體傳動(dòng)和氣體傳動(dòng)，而液體傳動(dòng)按其工作原理的不同分為兩類。主要以液體動(dòng)能進(jìn)行工作的稱為液力傳動(dòng)；主要以液體壓力能進(jìn)行工作的稱為液壓傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的。掌握液體的基本性質(zhì)，液體平衡和運(yùn)動(dòng)的主要力學(xué)規(guī)律，對(duì)于正確理解液壓傳動(dòng)原理以及合理設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)都是非常必要的。項(xiàng)目分析液體靜力學(xué)所研究的是靜止液體的力學(xué)性質(zhì)。所謂的靜止，是指液體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，至于液體整體完全可以象剛體一樣作各種運(yùn)動(dòng)。相關(guān)知識(shí)1．液體的壓力液體單位面積上所受的法向作用力稱為壓力。這一定義在物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)，但在液壓傳動(dòng)習(xí)慣稱為壓力，壓力通常以p表示，單位為Pa，表達(dá)式為 （2—10）其中 A一作用力下的作用面積，m2； F一作用面積上的法向作用力，N。液體的壓力有如下特性1）液體的壓力沿著內(nèi)法法線方向作用于承壓面。2）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)的壓力在各個(gè)方向上都相等。由上述性質(zhì)可知，靜止液體總是處于受壓狀態(tài)，并且其內(nèi)部的任何質(zhì)點(diǎn)都是受平衡壓力作用的。（a） （b）圖2—3 重力作用下的靜止液體2．液體靜力學(xué)基本方程在重力們用下的靜止液體狀受力情況如圖2—3（a）引出所示，除了液體的重力、液面上的壓力p0以外，還有容器壁面對(duì)液體的壓力。為求任意深度h處某點(diǎn)的壓力p，可以假想從液面往下切取一個(gè)垂直小液柱作為研究體，設(shè)液柱的底面積為ΔA，高為h，如圖2—3（b）所示。由于液柱處于平衡狀態(tài)，于是有因此得 （2—11）式中p0—外界作用于液面上的壓力； ρ－液體的密度； h一該點(diǎn)離液面的垂直距離。式（2—11）稱為液體靜力學(xué)基本方程式。由該式可知：1）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)處的壓力都有兩部分組或：一部分是液面上的壓力p0，一部分是該點(diǎn)以上液體自重所形成的壓力，即ρg與該點(diǎn)離液面深度h的乘積。當(dāng)液面上只受大氣壓力pa作用時(shí)時(shí)，則液體內(nèi)任一點(diǎn)處的壓力為 （2－12）2）靜止液體內(nèi)的壓力隨液體深度呈線性規(guī)律分布。3）離液面深度相同的各點(diǎn)組成了等壓面，此等壓面為一水平面。 在重力場(chǎng)中，靜止液體的等壓面為水平面。液體與空氣的接觸面就是等壓面。在重力作用下任意深度的水平面均為等壓面。平衡的兩種不同流體（液體與液體，液體與氣體）的分界面也必為等壓面，等壓面必然與質(zhì)量力相垂直，這是等壓面的重要特性。對(duì)于連通器僅受重力作用的平衡液體的等壓面總結(jié)出兩條：（1）在連通器的同一液體中，任一水平面皆為等壓面。（2 在連通器的兩種不相混的液體中，通過兩種液體分界面的水平面是等壓面。圖2—4 靜止液體內(nèi)的壓力3．靜壓力的傳遞有靜壓力基本方程式可知，靜止液體中任意一點(diǎn)的壓力都包含著液面在外力作用下所產(chǎn)生的壓力p0，如圖2—4所示密閉容器內(nèi)的液體，當(dāng)外力F變化引起外加壓力p0發(fā)生變化時(shí)，只要液體仍保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)不變，側(cè)液體內(nèi)任一點(diǎn)的壓力將發(fā)生同樣大小的變化。這就是說在密閉容器內(nèi)，由外力作用所產(chǎn)生的壓力將等值地傳遞到液體各點(diǎn)。這就是帕斯卡原理或稱靜壓傳遞原理。通常，由外力產(chǎn)生的壓力p0是很大的，而液壓系統(tǒng)的安裝高度h一般不超過10m，由液體重力引起的壓力是很小很小的，即ρgh ＜＜p0，可忽略ρgh的影響，認(rèn)為液壓系統(tǒng)中靜止液體內(nèi)的壓力到處相等，即p＝p0=，若F＝0，p＝0；F越大，p也越大。由此可見液體內(nèi)的壓力是由外界負(fù)載作用所形成的，即液壓系統(tǒng)中的工作壓力決定于負(fù)載，這是液壓傳動(dòng)中一個(gè)重要的基本概念。例21 圖2—5所示為相互連通的兩個(gè)液壓缸，已知大缸內(nèi)徑D=100mm，小缸內(nèi)徑=20mm，大活塞上放置物體的質(zhì)量為5000kg，問在小活塞上所加的力有多大才能使大活塞頂起重物？解 物體的重力為 G＝mg＝5 000=49000=49000N根據(jù)帕斯卡原理，由外力產(chǎn)生的壓力在兩缸中相等，即 故為了頂起重物應(yīng)在小活塞上加的力為2—5 液壓缸 注意施加的力F取決于負(fù)載G的大小，若在大小缸的連接管路上裝一壓力表，即可理解系統(tǒng)的壓力取決于負(fù)載；大缸上升的速度取決于小缸活塞單位時(shí)間內(nèi)壓動(dòng)的次數(shù)，即執(zhí)行元件的速度取決于輸入的流量。本例說明了液壓千斤頂?shù)纫簤浩鹬貦C(jī)械的工作原理體現(xiàn)了液壓裝置的力放大作用。4．壓力的測(cè)量 1）液體壓力的表示方法及單位 （1）用液體在單位面積上所受到的作用力的大小表示, 符號(hào)為p,單位為Pa、kPa、MPa。 1MPa=103kPa=106Pa=106N/m2（2）用壓力表示 工程大氣壓（at）、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）。 （3）用液柱高度表示 米水柱（mH2O），毫米汞柱（mmHg）。 各種壓力單位的換算關(guān)系見附表 2）壓力的測(cè)量 液壓系統(tǒng)中的壓力，絕大多數(shù)采用壓力計(jì)測(cè)量。由于作用于物體上的大氣壓，一般自成 平衡，所以由壓力計(jì)測(cè)得的讀數(shù)是高出大氣壓力的那部分?jǐn)?shù)值。在實(shí)際的壓力測(cè)試中，有兩種基準(zhǔn)，一是以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)，另一種以大氣壓力為基準(zhǔn)。 （1）絕對(duì)壓力 指以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力pi表示。 （2）相對(duì)壓力 指以大氣壓力pa為基準(zhǔn)測(cè)得的高出大氣壓力的那部分壓力，用px表示。一般由壓力計(jì)測(cè)定的壓力均是相對(duì)壓力，又稱表壓力。 （3）真空度 絕對(duì)壓力低于大氣壓力的數(shù)值稱為真空度，用pz表示。圖2—6 絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力、真空度之間的關(guān)系圖 絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力、真空度的關(guān)系如圖2—6所示，它們的數(shù)值關(guān)系可用下式表示 pj=pa+px （2—13） pz= pa pj （2—14） 五、液體對(duì)固體壁面的作用力 液體和固體壁面相接觸時(shí)，固體壁面將受到總液壓力的作用。 當(dāng)固體壁面為一平面時(shí)，其作用方向在該平面上的總作用力F等于液體壓力p與該平面面積A的乘積，其作用方向與該平面垂直，即 F=PA （2—15） 當(dāng)固體壁面為一曲面時(shí)，液體壓力在該曲面某x方向上的總作用力Fx等于液體壓力p與該曲面在該方向投影面積Ax的乘積，即 Fx=pAx （2—16）項(xiàng)目三 液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)項(xiàng)目描述流體傳動(dòng)包括液體傳動(dòng)和氣體傳動(dòng)，而液體傳動(dòng)按其工作原理的不同分為兩類。主要以液體動(dòng)能進(jìn)行工作的稱為液力傳動(dòng)；主要以液體壓力能進(jìn)行工作的稱為液壓傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的。掌握液體的基本性質(zhì)，液體平衡和運(yùn)動(dòng)的主要力學(xué)規(guī)律，對(duì)于正確理解液壓傳動(dòng)原理以及合理設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)都是非常必要的。項(xiàng)目分析液體動(dòng)力學(xué)所研究的是液體在外力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即研究作用在液體上的力與液體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系以及能量關(guān)系。流動(dòng)液體的連線性方程、伯努利方程與能量方程是描述流動(dòng)液體力學(xué)規(guī)律的三個(gè)基本方程，它不僅構(gòu)成了液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，而且還是液壓技術(shù)中分析分析問題和設(shè)計(jì)計(jì)算的理論依據(jù)。相關(guān)知識(shí) 1．理想液體和恒定流動(dòng)研究液體流動(dòng)時(shí)必須考慮粘性的影響,但由于這個(gè)問題非常復(fù)雜,所以在開始分析時(shí)可以假設(shè)液體沒有粘性,然后再考慮粘性的作用,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的辦法對(duì)理想結(jié)論進(jìn)行補(bǔ)充或修正。這種辦法同樣可以用來處理液體的可壓縮性問題，一般把無(wú)粘性又不可壓縮的假想流體稱為理想液體，而事實(shí)上存在的具有粘性和可壓縮性的液體稱為實(shí)際液體。圖2—7 恒定流動(dòng)和非恒定流動(dòng) 液體流動(dòng)時(shí)，若液體中任一點(diǎn)處的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化，則這種流動(dòng)稱為恒定流動(dòng)（亦稱穩(wěn)定流動(dòng)或定長(zhǎng)流動(dòng)）。反之，若任一點(diǎn)處的壓力、速度和密度中有一個(gè)隨時(shí)間變化就稱恒定流動(dòng)。 如圖2—7所示．圖2—7（a）的水平管內(nèi)流動(dòng)為恒定流動(dòng)，圖2—7（b）為非恒定流動(dòng)。 2．過流斷面、流量和平均流速 1）過流斷面 垂直于流體方向的截面稱為過流斷面，也稱為通流截面。常用A表示，單位為m2。 2）流量 單位時(shí)間內(nèi)流過過流斷面的液體稱為流量，常用q表示，單位m3/s或L/min。 3）平均流速 液體在管道中流動(dòng)時(shí)，由于液體具有粘性，所以液體與管壁間存在摩擦力，液體間存在內(nèi)摩擦力，這樣造成液流流過過流斷面上各點(diǎn)的速度不相等，管子中心的速度，管壁處的速度最?。ㄋ俣葹榱悖?。為計(jì)算和分析簡(jiǎn)便起見，可假想地認(rèn)為液流通過過流斷面的流速分布是均勻的，其流速稱作平均流速，用v表示，單位為m/s。用平均流速計(jì)算流量，則為 q=vA或 （2一17） 液壓缸工作時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)的速度就等于缸內(nèi)液體的平均流速，因而可以根據(jù)（2一17）建立起活塞運(yùn)動(dòng)速度v與液壓缸有效面積A和流量q之間的關(guān)系，當(dāng)液壓缸有效面積一定時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度決定于液壓缸的液體流量。3．層流、紊流、雷諾流 液體的流動(dòng)有層流和紊流兩種狀態(tài)。其流動(dòng)狀態(tài)的物理現(xiàn)象可以通過—個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察出來，這就是雷諾實(shí)驗(yàn)。1）實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn):能定性并且直觀地觀察到層流、過渡流、湍流等各種流型。清晰地觀察到流體在圓管內(nèi)流動(dòng)過程的速度分布。同時(shí)可以進(jìn)行孔板流量計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。 2）實(shí)驗(yàn)裝置流程和實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)裝置流程如圖2—8所示。圖2—8 雷諾試驗(yàn)裝置1—墨水瓶；2—針頭；3—進(jìn)水閥；4—乳膠管；5—水箱；6—水平玻璃管；7—出口閥門；8—溫度計(jì)； 9—放氣閥；1