【正文】 常采用相對(duì)粘度來(lái)度量液體的粘性。 (2)運(yùn)動(dòng)粘度 v 是動(dòng)力粘度與密度之比，即 ???? v的法定計(jì)量單位為 2/ms . 畢業(yè)設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)粘度 v 沒有明確的物理意義，但在計(jì)算中常用到。 在我國(guó)法足計(jì)量單位中，動(dòng)力粘度 ? 的單位為帕 *秒 ( *Pas )。如果動(dòng)力粘度只與液體的種類有關(guān)而與速度梯度無(wú)關(guān)，則這種液體稱為牛 頓液體，否則為非牛頓液體。式中 ? 為動(dòng)力粘度或內(nèi)摩擦系數(shù)， ? 為單位面積的摩擦力 (剪切應(yīng)力 )， dudz 為油液相對(duì)滑動(dòng)的速度梯度。根據(jù)試驗(yàn)研究，其液層間的內(nèi)摩擦力 F 與接觸面積Ａ和兩液層的相對(duì)速度 du 正比，與兩液層間的距離 dｚ成反比。由于各層的流動(dòng)速度不同，流速高的流層會(huì)帶動(dòng)流速低的流層，而流速低的沉層又會(huì)阻滯流速高的流層。當(dāng)兩平板之間距離h較小時(shí)，油液速度呈線性規(guī)律分布。緊貼在上平板的油液粘附在上平板上與上平板一起以速度 v 運(yùn)動(dòng)。粘度一 般 可用下面幾種不同的單位來(lái)表示。 . 畢業(yè)設(shè)計(jì) 粘度的單位 粘性的大小可用粘度來(lái)衡量。油液在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的特性稱為粘性。但在高壓以及研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能時(shí)，則不能忽略。考慮到一般液壓系統(tǒng)中很難避免混入氣體，所以計(jì)算時(shí)常取 f＝ 7XlcpN／ m2，其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際比較接近。 壓縮率 k 的物理意義是：當(dāng)液體的壓力增加單位增量時(shí)，體積的相對(duì)變化率。當(dāng)壓力增加時(shí)，密度增加；溫度增加時(shí)密度減小。 ptk pt???????????? ? ??? ?????? 上式為線性化了的狀態(tài)方程。 ? 是液體在壓力為p、溫度為 t 時(shí)的密度。 液壓油的主 要 物理性質(zhì) 密度 密度 ? 定義為單位體積的質(zhì)量，即 3( / )m kg mV? ? 式中 m—— 液體的質(zhì)量， V—— 液體的體積 。 如下圖。由于空氣比油輕，總是向上浮動(dòng)，不會(huì)讓空氣有積存的殘留死角 。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，出來(lái)阻止空氣進(jìn)入外，必須在缸體上安設(shè)排氣閥。具有以下一些特點(diǎn)： （ 1） 密封性較好，壽命較長(zhǎng)； （ 2） 用一個(gè)密封圈可起到雙向密封的作用； （ 3） 懂摩擦阻力小； （ 4） 對(duì)油液的種類，溫度和壓力適應(yīng)性較強(qiáng)； （ 5） 體積小， 重量輕，成本小； （ 6） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸簡(jiǎn)單； （ 7） 既可做動(dòng)密封，又可做靜密封； （ 8） 可在較大溫度范圍內(nèi)工作。 （ 4）耐磨性好，工作壽命長(zhǎng)，磨損后在一定程度上能自動(dòng)補(bǔ)償。 （ 3）密封元件的加工工藝和裝配簡(jiǎn)單。不使油液從進(jìn)油腔泄漏至回油腔，更不允許泄漏到缸體外面，若密封不良不僅使液壓缸的性能和效率降低，甚致失去工作能力，因此，對(duì)液壓缸的密封提出以下要 求： （ 1）在額定工作壓力下，保證良好的密封，使其減少泄漏。 . 畢業(yè)設(shè)計(jì) 液壓缸的密封 液壓缸是依靠密封的工作容積變化來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的。因此 P =Ps／ (2／ 3)=16／ (2／ 3)=24MPa 式中 Ps— — 油缸的常用工作壓力 20MPa Pp— — 所選壓力表的量程根據(jù)工廠的實(shí)際情況 所以決定選用 30MPa 的壓力表。 圖 3 活塞 用 45鋼成型后，先淬火，然后滲碳，注意須放置時(shí)，要垂直放置，或懸掛 。 本裝置缸體材料用 45 鋼，直徑 D為 205mm，壁厚 ? 為 ，屬于厚壁圓筒，料抗拉強(qiáng)度 b? 為 600MPa，帶入公式校核合格。即： ? ?2YpDmm? ?? 式中 Yp —— 缸筒試驗(yàn)壓力，比最大工作壓力大 20一 30％； D—— 缸筒內(nèi)徑； [6]—— 缸筒材料許用應(yīng)力， ? ? bn?? ? ； b? 為材料抗拉強(qiáng)度， n為安全系數(shù)，一般取 n＝ 3~5。 當(dāng)固體壁面為一曲面時(shí)，情況就不同了：曲面 上液壓作用力在某一方向上的分力等于壓力和曲面在該方向的垂直面內(nèi)投影面積的乘積。便是液體在該方向上作用于固體壁面上的力。 在靜止液體中，任意一點(diǎn)所受到各方向的壓力都相等。裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，使用方便。 二是制造工藝復(fù)雜 ,成本較高。這一方法對(duì)有效面積較小的測(cè)力缸塞系統(tǒng)而言 , 不難實(shí)現(xiàn) , 但對(duì)于有效面積較大的工作缸塞系統(tǒng)來(lái)說(shuō) , 卻存在以下兩點(diǎn)問(wèn)題。 無(wú)論 采用何種方案解決這一關(guān)鍵問(wèn)題 , 不僅要以嚴(yán)謹(jǐn)、可靠的理論為基礎(chǔ) , 還要考慮加工工藝、制造成本等諸多實(shí)際因素。設(shè)計(jì)、制造液壓式測(cè)力機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵在于油缸和活塞之間不能存在任何的機(jī)械摩擦 , 而只能有液體摩擦。因而 , 在液壓式測(cè)力機(jī)的液壓系統(tǒng)中 , 作用于小面積的測(cè)力活塞上的標(biāo)準(zhǔn)砝碼的重力 W , 會(huì)在大面積的工作活塞上產(chǎn)生一個(gè)大的標(biāo)準(zhǔn)力值 F, 作用到待檢的測(cè)力計(jì)或測(cè)力傳感器上 , 如圖 1 所示。 3 液壓測(cè)力裝置的原理 液壓式測(cè)力裝置是以帕斯卡原理為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)制造的。各種類型的測(cè)力裝置可以產(chǎn)生準(zhǔn)確的力值 , 作為一個(gè)國(guó)家力值的基 (標(biāo) ) 準(zhǔn) , 在國(guó)家整個(gè)力值傳遞 (溯源 ) 系統(tǒng)中占有十分重要的地位。 而液壓式測(cè)量裝置 可以很好的解決上述問(wèn)題。 2 液壓測(cè)力裝置提出和意義 在工業(yè)生產(chǎn)中，測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體之間夾緊力的大小是實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常要遇到的問(wèn)題。中日兩臺(tái) 20MN基準(zhǔn)機(jī)力值比對(duì)的結(jié)果一致性約在 1 10－ 4，我國(guó)的 20MN基準(zhǔn)機(jī)力值波動(dòng)度處于 10－ 5 量級(jí) ,優(yōu)于日本 20MN機(jī)一個(gè)數(shù)量級(jí) ,充分顯示了靜壓潤(rùn)滑工作缸塞系統(tǒng)的優(yōu)良性能和先進(jìn)水平。 20MN基準(zhǔn)測(cè)力機(jī)的力值準(zhǔn)確度優(yōu)于 1 10－ 4 ,力值變動(dòng)度優(yōu)于 1 10－ 4 ,靈敏限優(yōu)于 2 10－ 5 。 1992年被批準(zhǔn)為大力值國(guó)家基準(zhǔn) ,1996年獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。它首次把靜壓潤(rùn)滑技術(shù)應(yīng)用于單缸結(jié)構(gòu)的工作缸塞系統(tǒng)中 ,制造技術(shù)難度大 ,全部零件實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 力學(xué)處測(cè)力室是計(jì)量院建立最早的實(shí)驗(yàn)室之一。 法制計(jì)量 計(jì)量的內(nèi)容和含義十分廣泛，而法制計(jì)量是計(jì)量中一個(gè)重要的概念，對(duì)于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防科技和人民生活都是必不可少且至關(guān)重要的。 《計(jì)量法》的實(shí)施 為了在全國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)一計(jì)量制度， 1959年 6月 25日國(guó)務(wù)院發(fā)布“關(guān)于統(tǒng)一計(jì)量制度的命令”，確定以當(dāng)時(shí)的公制即后來(lái)的國(guó)際單位 制，為國(guó)家基本計(jì)量制度。 計(jì)量的對(duì)象及發(fā)展 在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，計(jì)量的對(duì)象主要是物理量，隨著科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展，逐漸擴(kuò)展到工程量、化學(xué)量、生理量，甚至心理量。而許多國(guó)防尖端技術(shù)的突破，也和計(jì)量測(cè)試分不開。現(xiàn)代計(jì)量已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。眾所 周知，尺子、秤、電表、秒表、煤氣表都是用于計(jì)量的，計(jì)量已經(jīng)滲透到了人類工作、學(xué)習(xí)、生活的各個(gè)方面，人們?cè)诓恢挥X當(dāng)中，應(yīng)用和享用了計(jì)量知識(shí)和技術(shù)。 計(jì)量是關(guān)于測(cè)量的科學(xué)，是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠和與國(guó)際一致的科學(xué)和管理活動(dòng)?！币虼?，要認(rèn)識(shí)大千世界和造福人類，就必須對(duì)各種“量”進(jìn)行分析確認(rèn)，既要區(qū)分量的性質(zhì)，又要確定其量值。. 畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 計(jì)量的意義和作用 人類為了生存和發(fā)展，必須認(rèn)識(shí)自然、利用自然和改造自然，而自然界的一切現(xiàn)象或物質(zhì)，是通過(guò)一定的“量”來(lái)描述和體現(xiàn)的。也就是說(shuō)：“量是現(xiàn)象、物體或物質(zhì)可定性區(qū)別和定量確定的一種屬性。計(jì)量正是達(dá)到這種目的的重要手段之一。實(shí)際上，人類在科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)活動(dòng)中，每時(shí)每刻都離不開計(jì)量。計(jì)量與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域息息相關(guān)，無(wú)論是人類的衣食住行、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究，還是國(guó)內(nèi)外貿(mào)易，處處都離不開計(jì)量。此外，大量的事實(shí)證明，物理學(xué)上的許多重要發(fā)展，都是在精密計(jì)量測(cè)試的基礎(chǔ)上取得的。因此，從這個(gè)意義上說(shuō)，可以將科學(xué)技術(shù)和計(jì)量的關(guān)系概括為一句話：“ 科技要發(fā)展，計(jì)量須先行”。目前的計(jì)量，早已不再停留在以往度量衡的基礎(chǔ)上，而是形成了一門獨(dú)立的學(xué)科 —— 計(jì)量學(xué)，涉及長(zhǎng)度、溫度、力學(xué)、電磁學(xué)、無(wú)線電、時(shí)間頻率、光學(xué)、電離輻射、聲學(xué)和化學(xué)等各種專業(yè)，即所謂的十大計(jì)量。 1985年 9月 6日全國(guó)人大常委會(huì)通過(guò)“中華人民共和國(guó)計(jì)量法”，與此同時(shí)，在 1985年我國(guó)還加入了國(guó)際法制計(jì)量組織（ OIML），這標(biāo)志著中國(guó)的計(jì)量工作納入了法制管理. 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的軌道，計(jì)量法律、法規(guī)體系已基本完備，并已經(jīng)與國(guó)際法制計(jì)量接軌。計(jì)量院作為國(guó)家法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)，在《計(jì)量法》實(shí)施 20年的時(shí)間里，建立并不斷改進(jìn)計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)；加強(qiáng)國(guó)際合作與交流，增強(qiáng)國(guó) 際地位；開展強(qiáng)制檢定，保障人民生命安全；受國(guó)家質(zhì)檢總局委托，承擔(dān)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核和計(jì)量器具型式批準(zhǔn)試驗(yàn)任務(wù)。該實(shí)驗(yàn)室研制并保存的 20MN基準(zhǔn)測(cè)力機(jī)是目前國(guó)內(nèi)最大的超重型精密力值計(jì)量裝置。 1990年通過(guò)原國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局鑒定 ,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。它的應(yīng)用為大型工程項(xiàng)目科研與技術(shù)開發(fā)提供了精密的測(cè)試手 段，提高了對(duì)工程結(jié)構(gòu)和高層建筑安全受力狀態(tài)的檢測(cè)水平 ,也為航空航天技術(shù)總體精度的提高創(chuàng)造了必要條件。 1990年 10月 ,計(jì)量院與日本 NRLM進(jìn)行大力值比對(duì)。 德國(guó)物理技術(shù)研究院 (PTB) 的 液壓式 測(cè)力機(jī)采用了十分復(fù)雜的四缸并聯(lián)動(dòng)壓潤(rùn)滑方案 , 對(duì)制造水平、加工工藝要求較高 , 而且成本也十分昂貴 , 日本國(guó)家計(jì)量研究所 (NRLM )的 20MN 液壓式測(cè)力機(jī)采用傳統(tǒng)的單缸動(dòng)壓潤(rùn)滑結(jié)構(gòu) , 投資是我國(guó) 20MN 測(cè)力機(jī)的八倍。一般常規(guī)的測(cè)量方法比較多，譬如利用彈簧、應(yīng)變片的方法等，但在某些場(chǎng)合下使用常規(guī)的測(cè)量方法往往有很多不便，如要測(cè)量制動(dòng)器抱閘的夾緊力，要測(cè)量圓柱形電極接電連接頭之間夾緊力等。. 畢業(yè)設(shè)計(jì) 總體上，測(cè)力計(jì)量在工業(yè)生產(chǎn)、建筑、國(guó)防等領(lǐng)域中具有非常重要的作用。與其他類型測(cè)力裝置相比 , 液壓式測(cè)力裝置可以測(cè)量很大的力 , 適用于大力值計(jì)量領(lǐng)域。帕斯卡定律指出 , 密閉容器內(nèi)的液體向各個(gè)方向施加相等的壓力 , 根據(jù)這一原理 , 作用于封閉液體的外力 , 以相等的壓力向限制液體的容器或管道的 表面?zhèn)鬟f。油液在油缸、活塞間隙中的泄漏由泵站提供的壓力為 P 的高壓油補(bǔ)給 , 從而使系統(tǒng)接近于液壓平衡。同時(shí) , 為了盡量減小缸塞間的漏油量 , 以保證全機(jī)處于液壓平衡狀態(tài) , 要求缸塞間的配合間隙極小 (單邊間隙一般不得超過(guò)幾十微米 )。傳統(tǒng)的解決方法是采用“動(dòng)壓潤(rùn)滑”的方法 , 即油缸圍繞活塞旋轉(zhuǎn) , 從而在缸塞間建立液體摩擦。 一是由于油缸旋轉(zhuǎn) , 使缸塞相對(duì)位置不斷變化 , 因而漏油量也不斷變化 , 整個(gè)液壓系統(tǒng)內(nèi)部的壓力很難保持穩(wěn)定 , 結(jié)果造成測(cè)力機(jī)的波動(dòng)度較大 。 本文介紹一種液壓式測(cè)力裝置 ，用它既可以測(cè)量圓形二物體之間的夾緊力，通過(guò)改變前后頂頭的形狀，又可用來(lái)測(cè)量非圓柱形物體之間的夾緊力，而且通過(guò)裝置上的壓力表可直接讀出被測(cè)量物體之間夾緊力的大小。 . 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 總體設(shè)計(jì) 內(nèi)徑大小和內(nèi)桶的長(zhǎng)度的確定是液壓式測(cè)力裝置測(cè)量范圍的重要參數(shù)，壁厚的確定是液壓測(cè)力裝置穩(wěn)定性和安全性的重要參數(shù)之一。 靜止液體中某一微小面積 A? 么上受法向作用力 F? 隊(duì)其壓力可用下式表示，0limAFp A???? ? 靜止液體和固體壁面相接觸時(shí)，固體壁面上各點(diǎn)在萊一方向上所受靜壓作用力的總和。 固體壁面為一平面時(shí)，如不計(jì)重力作用 (即忽略 gh? 項(xiàng) )，平面上各點(diǎn)處的