【正文】 量液體的粘性。 (2)運動粘度 v 是動力粘度與密度之比，即 ???? v的法定計量單位為 2/ms . 畢業(yè)設(shè)計 運動粘度 v沒有明確的物理意義，但在計算中常用 到。 在我國法足計量單位中，動力粘度 ? 的單位為帕 *秒 ( *Pas )。如果動力粘度只與液體的種類有關(guān)而與 速度梯度無關(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 為油液相對滑動的速度梯度。根據(jù)試驗研究，其液層間的內(nèi)摩擦力 F與接觸面積Ａ和兩液層的相對速度 du正比，與兩液層間的距離 dｚ成反比。由于各層的流動速度不同，流速高的流層會帶動流速低的流層，而流速低的沉層又會阻滯流速高的流層。當(dāng)兩平板之間距離h較小時，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 運動。粘度一 般 可用下面幾種不同的單位來表示。 . 畢業(yè)設(shè)計 粘度的單位 粘性的大小可用粘度來衡量。油液在流動時產(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)動態(tài)性能時，則不能忽略?？紤]到一般液壓系統(tǒng)中很難避免混入氣體，所以計算時常取 f＝ 7XlcpN／ m2，其計算結(jié)果與實際比較接近。 壓縮率 k 的物理意義是：當(dāng)液體的壓 力增加單位增量時，體積的相對變化率。當(dāng)壓力增加時，密度增加；溫度增加時密度減小。 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，不會讓空氣有積存的殘留死角 。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，出來阻止空氣進入外，必須在缸體上安設(shè)排氣閥。具有以下一些特點： （ 1） 密封性較好，壽命較長； （ 2） 用一個密封圈 可起到雙向密封的作用； （ 3） 懂摩擦阻力??； （ 4） 對油液的種類，溫度和壓力適應(yīng)性較強； （ 5） 體積小，重量輕，成本?。? （ 6） 結(jié)構(gòu)簡單，拆卸簡單； （ 7） 既可做動密封，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，磨損后在一定程度上能自動補償。 （ 3）密封元件的加工工藝和裝配簡單。不使油液從進油腔泄漏至回油腔，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 液壓缸的密封 液壓缸是依靠密封的工作容積變化來傳遞動力和運動的。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，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，料抗拉強度 b? 為 600MPa，帶入公式校核合格。即： ? ?2YpDmm? ?? 式中 Yp —— 缸筒試驗壓力，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，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，任意一點所受到各方向的壓力都相等。裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，使用方便。 二是制造工藝復(fù)雜 ,成本較高。這一方法對有效面積較小的測力缸塞系統(tǒng)而言 , 不難實現(xiàn) , 但對于有效面積較大的工作缸塞系統(tǒng)來說 , 卻存在以下兩點問題。 無論 采用何種方案解決這一關(guān)鍵問題 , 不僅要以嚴謹、可靠的理論為基礎(chǔ) , 還要考慮加工工藝、制造成本等諸多實際因素。設(shè)計、制造液壓式測力機的技術(shù)關(guān)鍵在于油缸和活塞之間不能存在任何的機械摩擦 , 而只能有液體摩擦。因而 , 在液壓式測力機的液壓系統(tǒng)中 , 作用于小面積的測力活塞上的標(biāo)準(zhǔn)砝碼的重力 W , 會在大面積的工作活塞上產(chǎn)生一個大的標(biāo)準(zhǔn)力值 F, 作用到待檢的測力計或測力傳感器上 , 如圖 1 所示。 3 液壓測力裝置的原理 液壓式測力裝置是以帕斯卡原理為基礎(chǔ)設(shè)計制造的。各種類型的測力裝置可以產(chǎn)生準(zhǔn)確的力值 , 作為一個國家力值的基 (標(biāo) ) 準(zhǔn) , 在國家整個力值傳遞 (溯源 ) 系統(tǒng)中占有十分重要的地位。 而液壓式測量裝置 可以很好的解決上述問題。 2 液壓測力裝置提出和意義 在工業(yè)生產(chǎn)中，測量兩個物體之間夾緊力的大小是實際生產(chǎn)中經(jīng)常要遇到的問題。中日兩臺 20MN基準(zhǔn)機力值比對的結(jié)果一致性約在 1 10－ 4，我國的 20MN基準(zhǔn)機力值波動度處于 10－ 5 量級 ,優(yōu)于日本 20MN機一個數(shù)量級 ,充分顯示了靜壓潤滑工作缸塞系統(tǒng)的優(yōu)良性能和先進水平。 20MN基準(zhǔn)測力機的力值準(zhǔn)確度優(yōu)于 1 10－ 4 ,力值變動度優(yōu)于 1 10－ 4 ,靈敏限優(yōu)于 2 10－ 5 。 1992年被批準(zhǔn)為大力值國家基準(zhǔn) ,1996年獲得國家科技進步一等獎。它首次把靜壓潤滑技術(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 ,全部零件實現(xiàn)國產(chǎn)化。 國內(nèi)外現(xiàn)狀 力學(xué)處測力室是計量院建立最早的實驗室之一。 法制計量 計量的內(nèi)容和含義十分廣泛，而法制計量是計量中一個重要的概念，對于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防科技和人民生活都是必不可少且至關(guān)重要的。 《計量法》的實施 為了在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一計量制度， 1959年 6月 25日國務(wù)院發(fā)布“關(guān)于統(tǒng)一計量制度的命令”，確定以當(dāng)時的公制即后來的國際單位 制，為國家基本計量制度。 計量的對象及發(fā)展 在相當(dāng)長的時間里，計量的對象主要是物理量，隨著科技進步和社會發(fā)展，逐漸擴展到工程量、化學(xué)量、生理量，甚至心理量。而許多國防尖端技術(shù)的突破，也和計量測試分不開?，F(xiàn)代計量已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的重要技術(shù)基礎(chǔ)。眾所 周知，尺子、秤、電表、秒表、煤氣表都是用于計量的，計量已經(jīng)滲透到了人類工作、學(xué)習(xí)、生活的各個方面，人們在不知不覺當(dāng)中，應(yīng)用和享用了計量知識和技術(shù)。 計量是關(guān)于測量的科學(xué)，是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠和與國際一致的科學(xué)和管理活動?！币虼?，要認識大千世界和造福人類，就必須對各種“量”進行分析確認，既要區(qū)分量的性質(zhì)，又要確定其量值。. 畢業(yè)設(shè)計 1 引言 計量的意義和作用 人類為了生存和發(fā)展，必須認識自然、利用自然和改造自然，而自然界的一切現(xiàn)象或物質(zhì)，是通過一定的“量”來描述和體現(xiàn)的。也就是說：“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。計量正是達到這種目的的重要手段之一。實際上，人類在科學(xué)研究、經(jīng)濟活動和社會活動中，每時每刻都離不開計量。計量與國民經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的各個領(lǐng)域息息相關(guān)，無論是人類的衣食住行、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、科學(xué)研究，還是國內(nèi)外貿(mào)易，處處都離不開計量。此外，大量的事實證明，物理學(xué)上的許多重要發(fā)展，都是在精密計量測試的基礎(chǔ)上取得的。因此，從這個意義上說，可以將科學(xué)技術(shù)和計量的關(guān)系概括為一句話：“ 科技要發(fā)展，計量須先行”。目前的計量，早已不再停留在以往度量衡的基礎(chǔ)上，而是形成了一門獨立的學(xué)科 —— 計量學(xué)，涉及長度、溫度、力學(xué)、電磁學(xué)、無線電、時間頻率、光學(xué)、電離輻射、聲學(xué)和化學(xué)等各種專業(yè)，即所謂的十大計量。 1985年 9月 6日全國人大常委會通過“中華人民共和國計量法”，與此同時，在 1985年我國還加入了國際法制計量組織（ OIML），這標(biāo)志著中國的計量工作納入了法制管理. 畢業(yè)設(shè)計 的軌道，計量法律、法規(guī)體系已基本完備，并已經(jīng)與國際法制計量接軌。計量院作為國家法定計量技術(shù)機構(gòu)，在《計量法》實施 20年的時間里，建立并不斷改進計量基標(biāo)準(zhǔn)；加強國際合作與交流，增強國 際地位；開展強制檢定，保障人民生命安全；受國家質(zhì)檢總局委托，承擔(dān)計量標(biāo)準(zhǔn)考核和計量器具型式批準(zhǔn)試驗任務(wù)。該實驗室研制并保存的 20MN基準(zhǔn)測力機是目前國內(nèi)最大的超重型精密力值計量裝置。 1990年通過原國家技術(shù)監(jiān)督局鑒定 ,達到國際先進水平。它的應(yīng)用為大型工程項目科研與技術(shù)開發(fā)提供了精密的測試手 段，提高了對工程結(jié)構(gòu)和高層建筑安全受力狀態(tài)的檢測水平 ,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 ,計量院與日本 NRLM進行大力值比對。 德國物理技術(shù)研究院 (PTB) 的 液壓式 測力機采用了十分復(fù)雜的四缸并聯(lián)動壓潤滑方案 , 對制造水平、加工工藝要求較高 , 而且成本也十分昂貴 , 日本國家計量研究所 (NRLM )的 20MN 液壓式測力機采用傳統(tǒng)的單缸動壓潤滑結(jié)構(gòu) , 投資是我國 20MN 測力機的八倍。一般常規(guī)的測量方法比較多，譬如利用彈簧、應(yīng)變片的方法等，但在某些場合下使用常規(guī)的測量方法往往有很多不便，如要測量制動器抱閘的夾緊力，要測量圓柱形電極接電連接頭之間夾緊力等。. 畢業(yè)設(shè)計 總體上，測力計量在工業(yè)生產(chǎn)、建筑、國防等領(lǐng)域中具有非常重要的作用。與其他類型測力裝置相比 , 液壓式測力裝置可以測量很大的力 , 適用于大力值計量領(lǐng)域。帕斯卡定律指出 , 密閉容器內(nèi)的液體向各個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 的高壓油補給 , 從而使系統(tǒng)接近于液壓平衡。同時 , 為了盡量減小缸塞間的漏油量 , 以保證全機處于液壓平衡狀態(tài) , 要求缸塞間的配合間隙極小 (單邊間隙一般不得超過幾十微米 )。傳統(tǒng)的解決方法是采用“動壓潤滑”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) , 使缸塞相對位置不斷變化 , 因而漏油量也不斷變化 , 整個液壓系統(tǒng)內(nèi)部的壓力很難保持穩(wěn)定 , 結(jié)果造成測力機的波動度較大 。 本文介紹一種液壓式測力裝置 ，用它既可以測量圓形二物體之間的夾緊力，通過改變前后頂頭的形狀，又可用來測量非圓柱形物體之間的夾緊力，而且通過裝置上的壓力表可直接讀出被測量物體之間夾緊力的大小。 . 畢業(yè)設(shè)計 4 總體設(shè)計 油缸的選用與校核 內(nèi)徑大小和內(nèi)桶的長度的確定是液壓式測力裝置測量范圍的重要參數(shù)，壁厚的確定是液壓測力裝置穩(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? 隊其壓力可用下式表示，0limAFp A???? ? 靜止液體和固體壁面相接觸時，固體壁面上各點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，如不計重力作用 (即忽略 gh? 項 )，平面上各點處的靜壓力