《液压与气压传动》授课教案 液压传动系统的基本组成 液压传动工作介质及基本理论知识Word文档下载推荐.docx
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提问1.液压与气压传动系统组成2.液压传动的优缺点
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回答问题
使学生对上节课内容进行回忆、巩固
60′
讲授新课:
一、液压传动工作介质的性质
二、液压传动基本知识
听课、记录
了解基本概念,掌握新知识
巡查,解答学生提出的问题,布置练习题
看书、整理笔记,练习
巩固新知识
8′
小结重点内容
布置作业:
2个题
教
学
反
思
板
书
设
计
第一章液压传动系统的基本组成
第一节液压传动工作介质及液压传动基本理论知识
1.液体的粘性:
液体在流动时产生内摩擦力的特性,静止液体则不显示粘性.
液体的粘度:
液体粘性的大小可用粘度来衡量。
粘度是液体的根本特性,也是选择液压油的最重要指标常用的粘度有三种不同单位:
即,动力粘度、运动粘度
(1)动力粘度(绝对粘度)μ
动力粘度单位:
(Pa·
s)
μ越大,流动液体的内摩擦力也越大;
μ越小,流动液体的内摩擦力也越小。
(2)运动粘度ν
定义:
动力粘度μ与密度ρ之比,
法定计量单位:
m2/s
由于ν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40oC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40oC时其运动粘度的平均值为32mm2/s
(3)
粘度与压力、温度的关系
粘度随温度变化的特性,如下图
2.液体的可压缩性
由于液压油的可压缩性很小,所以一般可忽不计。
3.
液压油的要求及选用
(1)液压油的要求
①合适的粘度
②良好的抗泡性和空气释放性
③较低的凝点或倾点
④良好的抗氧化安定性
⑤良好的抗磨性
⑥良好的防腐防锈性
(2)液压油的选用:
工作压力的高低;
环境温度;
工作部件运动速度的高低。
1.压力及其特性
◇静压力:
是指液体处于静止状态时,其单位面积上所受的法向作用力
◇若法向力F均匀地作用在面积A上,则压力可表示为:
◇静压力的特性:
液体的静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向。
静止液体中任何一点所受到各个方向的压力都相等。
2.液体静压力的基本方程
图2—1
重心作用下的静止液体
液体静压力基本方程:
反映了在重力作用下静止液体中的压力分布规律。
式中:
p是静止液体中深度为h处的任意点上的压力,p0为液面上的压力,
特征:
(1)若液面为与大气接触的表面,则p0等于大气压。
(2)
同一容器同一液体中的静压力随着深度h的增加线性地增加.
(3)同一液体中深度h相同的各点压力都相等.
在重力作用下静止液体中的等压面是深度(与液面的距离)相同的水平面。
3.静压力基本方程物理意义
物理意义:
静止液体具有两种能量形式,即压力能与位能。
这两种能量形式可以相互转换,但其总和对液体中的每一点都保持不变为恒值,因此静压力基本方程从本质上反映了静止液体中的能量守恒关系.
4.压力的计量单位
法定单位:
牛顿/米2(N/m2)即帕(Pa).
单位换算:
压力的表示方法:
相对压力(表压力):
以大气压力为基准,测量所得的压力,是高于大气压的部分.
绝对压力:
以绝对零压为基准测得的压力.
绝对压力=相对压力+大气压力.
图2—2绝对压力、相对压力和真空度
真空度:
如果液体中某点的绝对压力小于大气压力,则称该点出现真空。
此时相对压力为负值,常将这一负相对压力的绝对值称为该点的真空度.
真空度=|负的相对压力|=|绝对压力-大气压力|
5.压力的传递
◆帕斯卡原理:
在密封容器内,施加于静止液体上的压力,能等值地传递到液体中的各
点.
图2-4
帕斯卡原理应用
说明:
(1)液压传动是依据帕斯卡原理实现力的传递、放大和方向变换的.
(2)液压系统的压力完全决定于外负载.
课题:
了解液体流动时的压力损失,掌握液压动力学基础概念及液压冲击和空穴现象
液压动力学基础概念及液压冲击和空穴现象
连续性方程,伯努利方程
提问1.液压传动工作介质的性质2.液压传动基本知识
一、液压动力学基础
二、液体流动时的压力损失
三、液压冲击和空穴现象
一、、液体动力学基础
1.基本概念
◆理想液体:
既不可压缩又无粘性的液体。
◆理想气体:
可压缩但没有粘性的气体。
◆通流截面:
在流场中作一面。
若该面与通过面上的每一条流线都垂直,则称该面为通流截面。
图2—7流线、流束与通流截面
(1)流量:
单位时间内流过某通流截面的流体体积。
法定单位:
,工程中常用升/分(L/min)
(2)通流截面上的平均流速:
◆流动液体中的压力和能量:
由于存在运动,所以理想流体流动时除了具有压力能与位能外,还具有动能。
即流动理想流体具有压力能,位能和动能三种能量形式.
单位重量的压力能:
单位重量的位能:
Z.
单位重量的动能:
2.连续性方程:
质量守恒定律在流动液体情况下的具体应用.
◆q=vA=常数
◆不可压缩流体作定常流动时,通过流束(或管道)的任一通流截面的流量相等.
◆通过通流截面的流速则与通流截面的面积成反比.
3.伯努利方程(能量方程):
能量守恒定律在流动液体中的表达形式
图2-8
伯努利方程推导意简图
◆理想液体的伯努利方程
理想液体定常流动时,液体的任一通流截面上的总比能(单位重量液体的总能量)保持为定值。
总比能由比压能(
)、比位能(Z)和比动能(
)组成,可以相互转化。
由于方程中的每一项均以长度为量纲,所以亦分别称为压力水头,位置水头和速度水头.
静压力基本方程是伯努利方程的特例.
◆伯努利方程应用实例
液压泵吸油口处的真空度是油箱液面压力与吸油口处压力p2之差。
液压泵吸油口处的真空度却不能太大.实践中一般要求液压泵的吸油口的高度h不超过0.5米。
1.沿程压力损失
:
这种沿等直径管流动时的压力损失
λ:
沿程压力损失系数,其理论值为
.
当流动液体为液压油时
,
2.局部压力损失Δpξ:
在流经阀口、管道截面变化、弯曲等处时,由于流动方向和速度变化及复杂的流动现象(旋涡,二次流等)而造成局部能量损失.
ξ称为局部压力损失系数
3.管路系统的压力损失
整个管路系统的总压力损失是系统中所有直管的沿程压力损失和所有局部压力损失之和.
◆使用条件:
管路系统中两相邻局部压力损失之间距离足够大(相连管径的10-20倍).
◆系统动力元件所供的工作压力:
三、液体流经小孔及间隙的流量
◆在液压与气压传动中常用通过改变阀口通流截面积或通过通流通道的长短来控制流量的节流装置来实现流量控制。
这种节流装置的通流截面一般为不同形式的小孔.
图2-15液体在薄壁小孔中的流动
1.经过小孔的流量公式
式中A:
孔的通流截面积,Δp:
孔前后压差,
m:
由孔结构形式决定的指数,0.5≤m≤1.
k:
由孔口形式有关的系数
(1)
当孔为薄壁小孔时,m=0.5,
.
(2)为细长小孔时m=1,
2.通过间隙的流动
配合间隙
泄漏:
当流体流经这些间隙时就会发生从压力高处经过间隙流到系统中压力低处或直接进入大气的现象(前者称为内泄漏,后者称为外泄漏).
泄漏主要是由压力差与间隙造成的.
油液在间隙中的流动状态一般是层流.
四、液压系统的气穴与液压冲击现象
1.液压冲击:
在液压系统中由于某种原因,液体压力在一瞬间会突然升高,产生很高的压力峰值,这种现象称为液压冲击.
(1)产生液压冲击的原因
①阀门突然关闭引起液压冲击
②运动部件突然制动引起液压冲击
③液压系统中某些部件反应不灵敏造成液压冲击
(2)液压冲击的危害
(3)减小液压冲击的措施
①延长阀门关闭和运动部件换向制动的时间
②限制管道内液体的流速和运动部件速度
③适当加大管道内径或采用橡胶软管
④在液压冲击源附近设置蓄能器
2.空穴现象
气穴(空穴):
在流动液体中,由于某点处的压力低于空气分离压而产生汽泡的现象.
防止措施:
(1)减小流经小孔和间隙处的压力降
(2)正确确定液压泵吸油管内径
(3)整个系统管路尽可能直避免弯管和局部窄缝等
(4)提高原件抗气蚀能力
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