液压与气动技术课教案主讲人简引霞

液压与气动技术液压与气动技术课课第二讲第二讲 教教案案 主讲人主讲人 简引霞简引霞 课题课题第二章第二章液压流体力学基础液压流体力学基础 2 2、、1 1液压油液压油 2 2、、2 2液体静力学液体静力学 目的任务目的任务了解油液性质、静压特性、方程、传递规律了解油液性质、静压特性、方程、传递规律 掌握静力学基本方程、压力表达式和结论掌握静力学基本方程、压力表达式和结论 重点难点重点难点液压油的粘性和粘度、粘温特性液压油的粘性和粘度、粘温特性 静压特性、压力形成、静压特性、压力形成、静力学基本方程静力学基本方程 教学方法教学方法以讲授法为主以讲授法为主 使用教具使用教具 提问作业提问作业 1 1、什么叫液压传动？其特点是什么？、什么叫液压传动？其特点是什么？ 2 2、液压传动的组成和作用各是什么？、液压传动的组成和作用各是什么？ 作业作业2 2————1 1 备课时间备课时间年年月月日日上课时间上课时间 年年月月日日 查阅查阅抽查抽查 1、 1、 1 1 液压油液压油 2、1、1 液压油的物理性质 一一液体的密度液体的密度 密度——单位体积液体的质量 ρ=m/v kg/m3 密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大， 通常忽略，一般取ρ=900kg/m 3的大小。 二二液体的粘性液体的粘性 （一）粘性的物理本质 液体在外力作用下流动时,由于液体分子间的内聚力和 液体分子与壁面间的附着力,导致液体分子间相对运动 而产生的内摩擦力,这种特性称为粘性. 或: 流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质 内摩擦力表达式: F = μA du/dy 牛顿液体内摩擦定律:液层间的内摩擦力与液层 接触面积及液层之间的速度 成正比。 ∵液体静止时,du/dy = 0 ∴静止液体不呈现粘性 （二）粘度——粘性大小的衡量 1动力粘度μ 公式∵τ= F/A = μ〃du/dy（N/m2） ∴μ=τ·dy/du （N·s/m2） 物理意义：液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间 单位面积上内摩擦力 单位：国际单位（SI 制）中为帕〃秒（Pa〃S） 或牛顿〃秒/米2（N〃S/m2） ； 以前沿用单位（CGS 制）中为泊（P） 、厘泊（CP）达因·秒/厘米 2dyn·S/cm2） 换算关系： 1Pa〃S = 10P =⒑3 CP 2运动粘度ν——动力粘度与液体密度之比值 公式：ν= μ/ρ（m2/S） 物理意义：无（只是因为μ/ρ 在流体力学中经常出现 ∴ 用ν代替（μ/ρ） 单位： SI 制： m2/S CGS 制： St（斯） 、 CSt（厘斯） （Cm2/S）（mm2/S） 换算关系： 1m2/S = 104St =106 CSt ∵单位中只有长度和时间的量纲，类似运动学的量。 ∴称运动粘度，常用于液压油牌号标注 老牌号——20 号液压油，指这种油在 50°C 时的平均运 动粘度为 20 cst。 新牌号——L—HL32 号液压油，指这种油在 40°C 时的平 均运动粘度为 32cst。 ∵μ、ν 不易直接测量，只用于理论计算 ∴常用相对粘度 3相对粘度（条件粘度） 恩氏度0E——中国、德国、前苏联等用 赛氏秒 SSU ——美国用 雷氏秒 R——英国用 巴氏度0B——法国用 恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系： ν=（7、310E-6、31/0E）×10-6 三液体的可压缩性液体的可压缩性 可压缩性——液体受压力作用而发生体积缩小性质 1液体的体积压缩系数 定义——体积为 v 的液体，当压力增大△p 时，体积减小 △v,则液体在单位压力变化下体积的相对变化量 公式: κ = - 1 / △p .△v/vκ=（5-7）*10-10m2/N 物理意义：单位压力所引起液体体积的变化 ∵ p↑ v↓ ∴为保证κ为正值，式中须加一负号。 2液体的体积弹性模数 定义——液体压缩系数的倒数 公式： k = 1/κ= - △p v /△v 物理意义：表示单位体积相对变化量所需要的压力增量， 也即液体抵抗压缩能力的大小。 一般认为油液不可压缩（因压缩性很小） ，计算时取： k = （1、4-1、9）*109N/m2 若分析动态特性或 p 变化很大的高压系统,则必须考虑 四四其他性质其他性质 11粘度和压力的关系 ∵ P↑，F↑，μ↑ ∴μ随 p↑而↑，压力较小时忽略，32Mpa 以上才考虑 2粘度和温度的关系 ∵温度↑，内聚力↓，μ↓ ∴粘度随温度变化的关系叫粘温特性，粘度随温度 的变化较小，即粘温特性较好。 2、1、2对液压油的要求及选用 工作介质——传递运动和动力 液压油的任务 润滑剂——润滑运动部件 一、一、 对液压油的要求对液压油的要求 （1）合适的粘度和良好的粘温特性； （2）良好的润滑性； （3）纯净度好，杂质少； （4）对系统所用金属及密封件材料有良好的相容性。 （5）对热、氧化水解都有良好稳定性，使用寿命长； （6）抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小； （7）比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和燃 点高，流动点和凝固点低。 （凝点—— 油液完全失去其流动性的最高温度） （8）对人体无害，对环境污染小，成本低，价格便宜 总之：粘度是第一位的 二二液压油的选择液压油的选择 液压油的类型：机械油、精密机床液压油、气轮机 油和变压器油 v 首先根据工作条件 p 和元件类型选择油液品种 T 然后根据粘度选择牌号 1选择液压油品种 2选择液压油粘度 慢速、高压、高温：μ大（以↓△q） 通常 快速、低压、低温：μ小（以 ↓△P） 2 2、、2 2液体静力学液体静力学 研究内容：研究液体处于静止状态的力学规律和这些 规律的实际应用。 静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，至于 液体整体完全可以象刚体一样做各种运动 2、2、1 液体的静压力及特性 质量力（重力、惯性力）——作用于 作用于液体上的力 液体的所有质点 表面力（法向力、切向力、或其它物 体或其它容器对液体、一部 分液体作用于令一部分液体 等）——作用于液体的表面 定义：液体单位面积上所受的法向力，物理学中称压强， 液压传动中习称压力。 特性： （1）垂直并指向于承压表面 ∵液体在静止状态下不呈现粘性 ∴内部不存在切向剪应力而只有法向应力 （2）各向压力相等 ∵有一向压力不等，液体就会流动 ∴各向压力必须相等 2、2、2 液体静力学基本方程式 例：计算静止液体内任意点 A 处的压力 p P 0 dA G H P ∵ pdA = p 0dA+G = p0dA+ρghdA ∴ p = p 0+ρgh 液面压力 p 0 特征（1）静止液体中任一点处的压力由两部分组成 液体自重所形成的压力ρgh （2）静止液体内压力沿液深呈线性规律分布 （3）离液面深度相同处各点的压力均相等，压力相 等的点组成的面叫等压面. 2、2、3压力的表示方法及单位 绝对压力——以绝对零压为基准所测 测压两基准 p a p = p a p p a p = 0 2、2、4静压传递原理 11帕斯卡原理（静压传递原理） 在密闭容器内，液体表面的压力可等值传递到液体内部所 有各点。根据帕斯卡原理： p = F/A 22液压系统压力形成 F p = F/A F = 0 p