液压传动基础知识.doc

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1、第二章液压传动基础液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起着润滑、冷却和防锈作用。液压介质的性能对液压系统的工作状态有很大影响，液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。因此，了解工作介质的种类、基本性质和主要力学特性，对于正确理解液压传动原理及其规律，从而正确使用液压系统都是非常必要的。这些内容也是液压系统设计和计算的理论基础。第一节液压传动的工作介质一、工作介质的物理特性（一）密度（kg/m3或kg/cm3）（2-1）式中，──液体的质量（kg）；──流体的容积（m3或cm3）。流体的密度随温度和压力而变

2、化，对于液压系统的矿物油，在一般使用温度与压力范围内，其密度变化很小，可近似认为不变。其密度900kg/m3。空气的密度随温度和压力变化的规律符合气体状态方程。在标准状态下空气的密度为12.93kg/m3。（二）流体的粘性1.粘性的含义液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。由于液体具有粘性，当流体发生剪切变形时，流体内就产生阻滞变形的内摩擦力，由此可见，粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。处于相对静止状态的流体中不存在剪切变形，因而也不存在变形的抵抗，只有当运动流体流层间发生相对运动时，流

3、体对剪切变形的抵抗，也就是粘性才表现出来。粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。2.牛顿内摩擦定律粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。 图2-1液体的粘性示意图当液体流动时，由于液体与固体壁面的附着力及流体本身的粘性使流体内各处的速度大小不等，以流体沿如图2-1所示的平行平板间的流动情况为例，设上平板以速度向右运动，下平板固定不动。紧贴于上平板上的流体粘附于上平板上，其速度与上平板相同。紧贴于下平板上的流体粘附于下平板图2-1液体的粘性示意图上，其速度为零。中间流体的速度按线性分布

4、。我们把这种流动看成是许多无限薄的流体层在运动，当运动较快的流体层在运动较慢的流体层上滑过时，两层间由于粘性就产生内摩擦力的作用。根据实际测定的数据所知，流体层间的内摩擦力与流体层的接触面积及流体层的相对流速成正比，而与此二流体层间的距离成反比，即：(2-2)式中，──比例系数，也称为液体的粘性系数或粘度。──相对运动速度对液层间距离的变化率，也称速度梯度或剪切率。此公式称为牛顿粘性公式，也称牛顿内摩擦定律。流体粘性的大小用粘度来表示。常用的粘度有动力粘度、运动粘度和相对粘度。3.液体的粘度(1)动力粘度上式中的比例系数就表示了流体抵抗变形的能力，即流体粘性的大小，称为流体的动力粘度。

5、其单位为N·s/m2，或为Pa·s（帕·秒）。(2)运动粘度运动粘度是绝对粘度与密度的比值：(2-3)运动粘度无明确的物理意义，因为在其单位中只有长度和时间量纲，所以称为运动粘度。但在工程中常用它来标志液体的粘度。液压油的牌号，就是采用它在40℃时运动粘度的平均值来标号。例如YA-N32液压油就是指这种液压油在40℃时运动粘度的平均值为32mm2/s(3)相对粘度在液体粘度的实际测量常用的粘度表示方法是相对粘度（又称条件粘度），由于测量仪器和条件不同，各国相对粘度的单位也不同，如美国采用赛氏粘度（SSU）；英国采用雷氏（R）；而我国和德国则采用恩氏粘度。恩氏粘度的测定方法如下：测定20

6、0cm3某一温度的被测液体在自重作用下流过直径2.8mm小孔所需的时间，然后测出同体积的蒸馏水在20℃时流过同一孔所需时间(=50～52s)，与的比值即为流体的恩氏粘度值。恩氏粘度用符号表示。被测液体温度℃时的恩氏粘度用符号表示。(2-4)恩氏粘度与运动粘度的换算关系为：(cm2/s)(2-5)4.压力对粘度的影响在一般情况下，压力对粘度的影响比较小，在工程中当压力低于5MPa时，粘度值的变化很小，可以不考虑。当液体所受的压力加大时，分子之间的距离缩小，内聚力增大，其粘度也随之增大。因此，在压力很高以及压力变化很大的情况下，粘度值的变化就不能忽视。在工程实际应用中，当液体压力在低于5

7、0MPa的情况下，可用下式计算其粘度：(2-6)式中：──压力在(Pa)时的运动粘度；──绝对压力为1个大气压时的运动粘度；──压力(Pa)；──决定于油的粘度及油温的系数，一般取=(0.002～0.004)×10-5(1/Pa)。5.温度对粘度的影响液压油粘度对温度的变化是十分敏感的，当温度升高时，其分子之间的内聚力减小，粘度就随之降低。不同种类的液压油，它的粘度随温度变化的规律也不同。我国常用粘温图表示油液粘度随温度变化的关系。