液压与气压传动.ppt

第一篇 液压传动
第一章
液压流体力学基础
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本章重点内容
1)液压油的物理性质，液压油的选用 。
2)液压传动的基本原理，即连续性方程和伯努力方程，液体流经管路的压力损失等。
3)孔口流动特性。
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 hydrostatics
一、液体静压力及其性质：
1、液体压力（静压力） p： 液体内某点处单位面积上所受的法向力，叫液体的压力：
对于均布受力的液体，其静压力为：
p=F/A
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4）静压力基本方程式的物理意义：
说明静止液体中单位质量液体的压力能和势能可以互相转换，但各点的总能量保持不变，即能量守恒。
设：以大地为基准，由静压力基本方程式可得：
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2、静压力的两个重要性质：
1）液体静压力总是垂直指向承压面， 其方向与该面的内法线方向一致。
因为液体质点间的凝聚力很小，受到拉力和剪力时会发生流动。
2）静止液体内任一点处的静压力在各个方向都相等。
如果某点受到的压力在某个方向上不相等，那么液体就会流动，这就违背了液体静止的条件。
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二、液体静压力基本方程
（一）静压力基本方程：
pΔA = p0ΔA＋ FG = p0ΔA＋ρghΔA
则：p = p0 ＋ ρgh
p0
p0ΔA
pΔA
FG
h
h
A
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上式说明：
1）静止液体内某点处的压力由两部分组成：一部分是液体表面上的压力p0，另一部分是ρg与该点离液面深度h的乘积。
2）静止液体内的压力沿液深呈直线规律分布。
3）离液面深度相同处各点的压力都相等，压力相等的点组成的面叫等压面。
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同一种液体于连通器内
连通但不是同一种液体
***
水
空气
水
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（二）压力的表示法及单位：
压力的表示法有二种：
1）绝对压力：以绝对真空为零点而计量的压力。
p绝 = pa+ρgh pa —大气压
2）相对压力：以大气压为零点而计量的压力。
p = p绝 － pa
真空度：如果绝对压力低于大气压时，低于大气压的数值
称为真空度。
p真 = pa－p绝
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压力的单位
常用的单位有：
工程制at：kgf/cm2
1 kgf/cm2 =×104 N/m2
液柱高：
10m水柱=1 kgf/cm2 =×104 N/m2
1m水柱= kgf/cm2 =×103 N/m2
1mm***柱= ×102 N/m2
国际单位：Pa 因Pa的单位太小，故常用MPa
1Pa=1N/m2 1MPa=106 N/m2
目前还采用的压力单位有巴，符号为bar，即
1bar＝105N/m2
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例1：已知ρ=900kg/m3 , F=1000N,  A=1 ×10-3 m2 , 求h==?
F
A
h
p
解：由压力计算式求得：
由上例知：在外界压力作用下，由自重产生的那部分静压力ρgh很小，可忽略不计，可认为静止液体内各处的压力都是相等的。
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三、帕斯卡原理（静压传递原理）：
帕斯卡原理：在密闭容器内，施加于静止液体表面上的压力将等值地同时传递到液体内各点。
1
2
h2
h1
F
A
1点：p1=F/A+ρgh1
2点：p2=F/A+ρgh2
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由此可见：液压系统的压力是由外负载决定的。这一概念一定要建立起来。
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四、静压力对固体壁面的作用力
1、作用在平面上的力：
因为作用于平面时压力方向垂直平面，所以：
作用在平面上的力 = 静压力×承压面积
即： F= p×A=ρgh ×A
h
A
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2、作用在曲面上的力：
取球面单元dA，则在dA上的微小作用力为：
dF= p·dA
其在垂直方向的投影为：
dF┴=p·dA·cosθ
积分后：
F┴ = p ∫dA·cosθ
= pA┴
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作用在曲面某一方向上的力= 静压力×曲面在该方向上的投影面积。
D
设球直径为D，则：
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例2：
某安全阀如图所示。阀芯为圆锥形，阀座孔径d＝10mm，阀芯最大直径D＝15mm。当油液压力P1＝8MPa时，压力油克服弹簧力顶开阀芯而溢油，出油腔有背压P2=。