液压传动教案

《液压传动》教案 教研室： 授课教师： 课程名称 《液压传动》 课次 主要教学内容 学时分配 第一讲 液压传动概述 液压传动的工作原理 液压传动系统的组成 液压传动的特点 教学目的 深入掌握液压传动基本原理、主要参数和基本组成。了解液压 传动的特点。 教学重点 重点掌握液压传动基本原理、主要参数和基本组成。 教学难点 无 教学方法 案例教学法 拟留作业 见本讲教案 授课总结 液压传动是一种以液体为工作介质， 以液体的压力能进行运动和动力传 递的传动方式。 §1-1 液压传动的工作原理 ■ 为什么液压千斤顶能顶起汽车？ ■ 简化的分析模型 （1） 、力的传递分析： 要顶起汽车重量 G 液体需要建立的压力：p=G/A1，其中，A1= 4 1 πD2 要建立顶起汽车重量的压力所需的外力：F=PA2, 其中，A2= 4 1 πd2 由上可得：G/F=A1/A2=(D/d)2 或 F=(d/D)2 G （2） 、运动的传递分析： s1A1=s2A2 或 q1=v1A1=v2A2=q2=Q （3） 、能量的传递分析： GV2 = pq = FV1 （3） 、重要结论： 密封容积中的液体不仅可以传递力，还可以传递运动。 力的传递遵照帕斯卡原则。 运动的传递遵照容积变化相等的原则。 ■ 两个重要概念 压力：压力决定于负载。 流量：速度取决于流量。 机械能 机械能 液压能 转换 转换 §1-2 液压系统的组成 ■ 动力元件：将机械能转换为液压能。如液压泵。 ■ 执行元件：将液压能转换为机械能。如液压缸、液压马达。 ■ 控制元件：控制系统压力、流量和方向。如压力阀、流量阀、方向阀等。 ■ 辅助元件：保证系统正常工作。如油箱、过滤器、管件等。 ■ 传动介质：递力和运动。如液压油。 §1-3 液压传动的特点及应用 ■ 主要优点 传递功率大。 无级调速。 传动平稳。 操控方便，易于实现自动控制、过载保护。 标准化、系列化、通用化程度高。 ■ 主要缺点 效率较低、可能泄漏污染。 工作性能易受温度变化的限制。 造价较高。 液压故障诊断技术要求高，液体介质污染控制较复杂。 不能得到严格的传动比。 ■ 应用举例 （1） 、工程机械 （2） 、富浪牌 4RZ-1 型联合收割机-液压式割台升降 （3） 、塑料机械——注塑机 （4） 、飞机起落架” 思考题： • 1-1 液压传动由哪五部分组成？各部分作用是什么？ • 1-2 液压传动的两个重要概念是什么？ 教研室： 授课教师： 课程名称 《液压传动》 课次 主要教学内容 学时分配 第二讲 液压传动的流体力学基础 液 压 油 液体静力学 液体动力学 液体流动时的压力损失 小孔流量 气穴现象和液压冲击 教学目的 1、重点掌握粘度的物理意义、度量单位以及影响粘性的因素。 2、重点掌握静压力方程、连续性方程、伯努利方程及其应用。 3、了解压力损失、流量损失、液压冲击、空穴现象产生的原 因及防止措施。 教学重点 重点掌握粘度的物理意义、度量单位以及影响粘性的因素。重 点掌握静压力方程、连续性方程、伯努利方程及其应用。 教学难点 无 教学方法 课堂讲授与课外作业相结合。 拟留作业 见本讲教案 授课总结 §2-1 液压油 液压油的功能：传递能量和信号；润滑；散热；防锈；密封摩擦副中 的间隙；传输、分离和沉淀非可溶性污染物等。 ■ 液压油的物理性质 （1） 、密度：单位体积液体的质量。 ρ=m/V （kg/m3） （2） 、可压缩性：液压油体积弹性模量Κ＝（～2）109Pa。其可压缩性 为钢的 100～170 倍的。 （3） 、粘性：液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力要阻止分子间 的相对运动而产生一种内摩擦力，这种特性称为液体的粘性。 牛顿的液体内摩擦定律：F =μA du/dy τ=μdu/dy 其中：μ为比例常数，即动力粘度。 液体的粘性用动力粘度、运动粘度、相对粘度来度量。 ■ 粘性的度量 （1） 、粘度：度量粘性大小的物理量。 动力粘度：表征液体粘性的内摩擦系数。 μ=( F/A )/( du/dy ) 运动粘度：ν=μ/ρ，无明确的物理意义,工程实际中常用。ISO 规定统 一采用运动粘度来表示油液的粘度级。单位：1m2/s=106cSt (厘斯)。 我国的液压油以 40℃时运动粘度中心值（以 mm2/s 计） 为粘度等级标号， 即牌号。例如，牌号为 L—HL22 的普通液压油在 40℃时运动粘度的中心值为 22mm2/s 。 相对粘度：又称条件粘度，我国采用恩氏粘度（°E） 。 （2） 、粘温特性：粘度随着温度升高而显著下降的特性。 （3） 、粘压特性：粘度随压力升高而变大的特性。 ■ 液压油的选用和分类 （1） 、对液压油液的选用和要求 合适的粘度和良好的粘温特性。 良好的化学稳定性。 良好的润滑性能。 质地纯净。 对金属和密封件有良好的相容性。 抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，抗锈性好。 流动点和凝固点低，闪点和燃点高，经济性好。 （2） 、液压油液的分类 我国液压油种类多，主要分矿油型、含水型、合成型。 §2-2 液体静力学基础 ■ 液体静压力及其特性 （1） 、液体的静压力：静止液体内某点单位面积上所受到的法向力。 p=limΔF/ΔA （ΔA→0） 若在液体的面积 A 上所受的作用力 F 为均匀分布时，静压力可为: p = F / A （2） 、液体静压力的特性： （a） 、液体静压力垂直于承压面，方向为该面 内法线方向。 （b） 、液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等。 （3） 、压力的表示方法及单位 绝对压力：以绝对真空为基准进行度量。 相对压力：以大气压为基准进行度量。 真空度：绝对压力不足于大气压力的那部分压力值。 绝对压力=大气压力+相对压力 真空度=大气压力-绝对压力 压力单位：帕 Pa( N/m2) 1MPa＝106 Pa ■ 液体静力学基本方程 （1） 、静压力基本方程式： （2） 、静压力基本方程式说明： ● 压力由两部分组成：液面压力 p0，自重形成的压力ρgh。 ● 液体内的压力与液体深度成正比。 ● 离液面深度相同处各点的压力相等，组成等压面，为水平面。 §2-3 液体动力学基础 ■ 几个基本概念 理想液体：既无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。 恒定流动：液体流动时，若液体中任何一点的压力、速度和密度都不随 时间而变化的流动。 过流截面：液体在管道流动时，垂直于流动方向的截面称为过断流面。 流量：单位时间内通过某通流截面的液体的体积。 q = v A (m 3 / s 或 L/min） 平均流速:单位通流截面通过的流量。 层流：液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层状的流动状态。 紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动以外，还 存在着剧烈的横向运动。 雷诺数：判断流动状态的无量纲数。雷诺实验表明，真正决定液流流动 状态的是用管内的平均流速v、液体的运动粘度、管径d。即：Re＝ vd/υ。 ghpp 0 液流紊流转变为层流时的雷诺数称临界雷诺数，记为 Rec。 ■ 连续性方程 根据质量守恒定律，在