液压传动 第二章课件
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2第二章液压传动基础知识
液压油的体积模量为（1.4~1.9）x109N/m2。对于液 压系统来说一般以为其不可压缩，但在混入空气，动态性 能要求高，压力变化范围大的高压系统中要考虑起影响。 实际计算时一般取其体积模量为（0.7~1.4）x109N/m2。
三、液体的粘性
（一）、粘性的意义
液体在外力作用流动（或有流动趋势）时，分子间
2）、液体静压力随液深呈线性规律分布。
3）、离液面深度相同的各点组成的面称为等压面，等压 面为水平面。
三、压力的传递
帕斯卡原理（静压力传递原理）：在密闭容器中由外力作用在 液面上的压力可以等值地传递液体内部的所有各点。
例题2-1
四、绝对压力、相对压力、真空度
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
液体静力学研究的内容:液体处于相对平衡状态下的力学规 律和这些规律的实际应用。
相对平衡：液体内部质点与质点之间没有相对位移。
一、液体的静压力及其性质
1、液体静压力
液体的受力：
质量力：惯性力、重力
表面力：法向力、切向力
静压力：液体处相对静止时,液体内某点处单位面积上
所受的法向力，在物理学中称为压强，在液压传动中称
四、液压油（液）的选用
1、液压油（液）的品种及牌号 （1）品种：矿物油型，难燃型 （2）牌号：以粘度的大小划分。 标称粘度等级是40℃时的运动粘度中心值的近似值表
示，单位为mm2/s。 液压油代号示例： L-HM32:L—润滑剂类；H—液压油（液）组；M—防
锈、抗氧和抗磨型；32—粘度等级为32mm2/s。
粘度计小孔（ф=2.8mm）流出所需的时间t1，与同体积 20ºC的蒸馏水通过同样小孔流出所需时间t2之比值。
三、液体的粘性
（一）、粘性的意义
液体在外力作用流动（或有流动趋势）时，分子间
2）、液体静压力随液深呈线性规律分布。
3）、离液面深度相同的各点组成的面称为等压面，等压 面为水平面。
三、压力的传递
帕斯卡原理（静压力传递原理）：在密闭容器中由外力作用在 液面上的压力可以等值地传递液体内部的所有各点。
例题2-1
四、绝对压力、相对压力、真空度
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
液体静力学研究的内容:液体处于相对平衡状态下的力学规 律和这些规律的实际应用。
相对平衡：液体内部质点与质点之间没有相对位移。
一、液体的静压力及其性质
1、液体静压力
液体的受力：
质量力：惯性力、重力
表面力：法向力、切向力
静压力：液体处相对静止时,液体内某点处单位面积上
所受的法向力，在物理学中称为压强，在液压传动中称
四、液压油（液）的选用
1、液压油（液）的品种及牌号 （1）品种：矿物油型，难燃型 （2）牌号：以粘度的大小划分。 标称粘度等级是40℃时的运动粘度中心值的近似值表
示，单位为mm2/s。 液压油代号示例： L-HM32:L—润滑剂类；H—液压油（液）组；M—防
锈、抗氧和抗磨型；32—粘度等级为32mm2/s。
粘度计小孔（ф=2.8mm）流出所需的时间t1，与同体积 20ºC的蒸馏水通过同样小孔流出所需时间t2之比值。
液压与气压传动(第二章讲稿)
将流管截面无限缩小趋近于零，便获 得微小流管或微小流束。微小流束截面各 点处的流速可以认为是相等的。 流线彼此平行的流动称为平行流动。 流线间夹角很小，或流线曲率很大的流动 称为缓变流动。平行流动和缓变流动都可 认为是一维流动。 （ 3）通流截面、流量和平均流速 通流截面：在流束中与所有流线正交的截 面。在液压传动系统中，液体在管道中流 动时，垂直于流动方向的截面即为通流截 面，也称为过流断面。
根据静压力的基本方程式，深度为h处的液体压力
p p0 gh =106+900×9.8×0.5
=1.0044×106(N/m2)106(Pa)
从本例可以看出，液体在受外Fra bibliotek压力作用的情况 下，液体自重所形成的那部分压力gh相对甚小，在 液压系统中常可忽略不计，因而可近似认为整个液体 内部的压力是相等的。以后我们在分析液压系统的压 力时，一般都采用这种结论。
例2.1 如图2-2所示，容器内盛满油 液。已知油的密度=900kg/m3 ，活 塞上的作用力F=1000N，活塞的面积 A=1×10-3m2 ，假设活塞的重量忽略 不计。问活塞下方深度为h=0.5m处 的压力等于多少？ 解: 活塞与液体接触面上的压力 均匀分布，有
F 1000 N p0 10 6 N / m 2 A 110 3 m 2
四、 静止液体中的压力传递(帕斯卡原理)
根据静压力基本方程 (p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液 体，其外加压力p0发生变化时，只 要液体仍保持其原来的静止状态不 变，液体中任一点的压力均将发生 同样大小的变化。 如图2-5所示密闭容器内的静 止液体，当外力F变化引起外加压 力p发生变化时，则液体内任一点 的压力将发生同样大小的变化。即 在密闭容器内，施加于静止液体上 的压力可以等值传递到液体内各点。 这就是静压传递原理，或称为帕斯 卡原理。
2-液压传动基本概念ppt课件(全)
2.2.1 流速与流量
（2）流量 单位时间内流过某通流截面的液体的体积称为流量， 用qV表示，流量的单位为m3/s，工程上也用 L/min（升/分）。
2.2.2 流动连续性方程
图2.10 液体连续流动
图2-5 液体在管路中连续流动
2.2.2 流动连续性方程
如图2-5所示，密度为ρ的液体，在横截面不同的管路中 定常流动时，设1、2两个不同的通流截面的面积分别为 A1和A2，平均流速分别为υ1和υ2，那么，液体流动的 连续性方程可表示为
2.1.1 压力的概念
液压传动中所说的压力概念是指当液体相对静止时，液 体单位面积上所受的法向力，常用符号p表示。在物理学 中则称为压强。
2.1.1 压力的概念
静止液体某点处微小面积△A所受的法向力为△F，则该 点的压力为
液压传动系统中，外载荷（F）通过活塞（面积为A）均 匀地作用于液体表面。此时，液体所受的压力为
流速度v，所以活塞的运动速度为：
v=qV/A
（2-6）
2.2.3 流量与活塞速度
[例3.1]如图2-7所示，已知入口流量qV1=25L/min，小活 塞杆直径d1=20mm，小活塞直径D1=75mm。大活塞杆直径 d2=40mm，大活塞直径D2=125mm，假设没有泄漏，求小活 塞和大活塞的运动速度υ1、υ2。
2.3.2 实际液体的伯努利方程
在液压传动系统中，管路中的压力常为十几个到几百个
大气压，而大多数情况下管路中液压油的流速不超过
6m/s，管路安装高度变化也不超过5m。因此，在液压传
动系统中，液压油流速引起的动能变化和高度引起的位
能变化相对压力能来说可以忽略不计，这样，液压传动
系统的能量损失主要表现为压力损失Δpw。伯努利方程
9.17第2章 液压传动的流体力学基础
m
kg
V
一、液压油的性质
（二）可压缩性
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
定义：液体受压力作用而发生体积减小的性质。 压缩系数： 1 V
K
1 体积弹性模量： T k
p V
m
2
N
一般液压系统认为油液不可压缩。研究液压系 统动态特性、高压情况，尤其液压油中混入空 气，考虑油液的可压缩性。
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
图中是运用帕斯卡原理寻找推力和负载间关 系的实例。图中垂直、水平液压缸截面积为A1、 A2；活塞上负载为F1、F2。两缸互相连通，构成 一个密闭容器，则按帕斯卡原理，缸内压力到处 相等，p1=p2，于是F2＝F1 . A2/A1，如果垂直液缸 活塞上没负载，则在略 去活塞重量及其它阻力 时，不论怎样推动水平 液压缸活塞，不能在液 体中形成压力。
第一节 液压传动工作介质 一、液压油的性质 密度、压缩性、粘性
二、对液压油的要求与选用 要求、种类和选用
一、液压油的性质
（一）密度
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
定义：单位体积液体的质量。以 表示。 定义式： m 单位： 3 m 密度随温度升高而下降，随压力升高而增大。 常用温度、压力范围，变化很小，视为常数。 15℃液压油密度900 kg 3
F=p.A=p.D2/4
式中 p－油液的压力； D－活塞的直径。
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
2、当固体壁面为曲面时
当承受压力作用的表面是曲面时，作用在曲面上的 所有压力的方向均垂直于曲面（如图所示），图中将曲面 分成若干微小面积dA，将作用力dF分解为x、y两个方向上 的分力，即 Fx＝p.dAsin=p.Ax FY= p.dAcos=p.Ay 式中，Ax、Ay分别是 曲面在x 和y方向上的投影面积。
kg
V
一、液压油的性质
（二）可压缩性
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
定义：液体受压力作用而发生体积减小的性质。 压缩系数： 1 V
K
1 体积弹性模量： T k
p V
m
2
N
一般液压系统认为油液不可压缩。研究液压系 统动态特性、高压情况，尤其液压油中混入空 气，考虑油液的可压缩性。
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
图中是运用帕斯卡原理寻找推力和负载间关 系的实例。图中垂直、水平液压缸截面积为A1、 A2；活塞上负载为F1、F2。两缸互相连通，构成 一个密闭容器，则按帕斯卡原理，缸内压力到处 相等，p1=p2，于是F2＝F1 . A2/A1，如果垂直液缸 活塞上没负载，则在略 去活塞重量及其它阻力 时，不论怎样推动水平 液压缸活塞，不能在液 体中形成压力。
第一节 液压传动工作介质 一、液压油的性质 密度、压缩性、粘性
二、对液压油的要求与选用 要求、种类和选用
一、液压油的性质
（一）密度
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
定义：单位体积液体的质量。以 表示。 定义式： m 单位： 3 m 密度随温度升高而下降，随压力升高而增大。 常用温度、压力范围，变化很小，视为常数。 15℃液压油密度900 kg 3
F=p.A=p.D2/4
式中 p－油液的压力； D－活塞的直径。
《液压与气动》电子课件 第二章 液压传动基础
2、当固体壁面为曲面时
当承受压力作用的表面是曲面时，作用在曲面上的 所有压力的方向均垂直于曲面（如图所示），图中将曲面 分成若干微小面积dA，将作用力dF分解为x、y两个方向上 的分力，即 Fx＝p.dAsin=p.Ax FY= p.dAcos=p.Ay 式中，Ax、Ay分别是 曲面在x 和y方向上的投影面积。
第2章 液压传动基础知识优秀课件
（1）液体的静压力垂直于其受压表面， 且方向与该面的内法线方向一致;
※因为液体只能抵抗压缩
（2）液体内任意点的压力沿各方向大小相等 ※反证法：如果不等，则会流动，与假设不符;
3.静止液体压力的分布
静止液体压力的分布 1）内部任意点处的压力
液体静力学基本方程
p=po+ρgh
p＝液面上的压力p。+液体
三种表示方法：
1) 动力粘度
根据牛顿内摩擦定律导出的粘度单位
F A du dy
单位：N.s/m2=Pa.S （帕秒）
物理意义：液体在单位速度梯度下流动时， 液层间单位面积上产生的内摩擦力
2) 运动粘度
单位：m2/s (此单位太大)
机械油的牌号 =106 mm2/s
用40℃时运动粘度的平均值来标志
平均流速： v q / A
液压缸工作时，活塞的运动速度 等于缸内液体的平均流速，当液 压缸有效面积一定时，活塞运动 速度由输入液压缸的流量决定。
3.流态
液体在管道中流动时存在两种流动状态 1）层流：液体流速低，粘性力主导
2）紊流：液体流速高，惯性力主导
2.4 液体流动时的压力损失
压力损失：实际液体具有粘性，流动时会产生 阻力，克服这种阻力，流动的液体 需要损耗一部分能量，这种能量损失
自重形成的压力ρgh两部分组成；
2）p随液体深度h呈线性规律变化
※液体在外力作用的情况下，
ρgh相对非常小，分析液压系统
压力时可忽略不计，可近似认为
整个液体内部的压力是相等的，即其是由外力产生的、
作用于液体单位面积上的力
4.压力的传递
帕斯卡定律：在密闭容器内，施加于静止液体的压 力可以等值的传递到液体各处。
※因为液体只能抵抗压缩
（2）液体内任意点的压力沿各方向大小相等 ※反证法：如果不等，则会流动，与假设不符;
3.静止液体压力的分布
静止液体压力的分布 1）内部任意点处的压力
液体静力学基本方程
p=po+ρgh
p＝液面上的压力p。+液体
三种表示方法：
1) 动力粘度
根据牛顿内摩擦定律导出的粘度单位
F A du dy
单位：N.s/m2=Pa.S （帕秒）
物理意义：液体在单位速度梯度下流动时， 液层间单位面积上产生的内摩擦力
2) 运动粘度
单位：m2/s (此单位太大)
机械油的牌号 =106 mm2/s
用40℃时运动粘度的平均值来标志
平均流速： v q / A
液压缸工作时，活塞的运动速度 等于缸内液体的平均流速，当液 压缸有效面积一定时，活塞运动 速度由输入液压缸的流量决定。
3.流态
液体在管道中流动时存在两种流动状态 1）层流：液体流速低，粘性力主导
2）紊流：液体流速高，惯性力主导
2.4 液体流动时的压力损失
压力损失：实际液体具有粘性，流动时会产生 阻力，克服这种阻力，流动的液体 需要损耗一部分能量，这种能量损失
自重形成的压力ρgh两部分组成；
2）p随液体深度h呈线性规律变化
※液体在外力作用的情况下，
ρgh相对非常小，分析液压系统
压力时可忽略不计，可近似认为
整个液体内部的压力是相等的，即其是由外力产生的、
作用于液体单位面积上的力
4.压力的传递
帕斯卡定律：在密闭容器内，施加于静止液体的压 力可以等值的传递到液体各处。
02液压传动第二章 液压传动的流体力学基础PPT课件
（d） 温度对粘度的影响
液压油的粘度对温度变化十分敏感。温度升高时，粘度 下降。在液压技术中，希望工作液体的粘度随温度变化越小 越好。 粘度随温度变化特性，可以用粘度－温度曲线表示。
（e） 压力对粘度的影响
对液压油来说，压力增大时，粘度增大，但影响很小， 通常将中低压系统中的压力变化对油液粘度的影响忽略不计。
21
2.2.4 帕斯卡原理
由静压力基本方程式 p=p0+γh 可知，液 体中任何一点的压力都包含有液面压力p0，或 者说液体表面的压力p0等值的传递到液体内所 有的地方。这称为帕斯卡原理或静压传递原理。
通常在液压系统的压力管路和压力容器中， 由外力所产生的压力p0要比液体自重所产生的 压力γh大许多倍。即对于液压传动来说，一般 不考虑液体位置高度对于压力的影响，可以认 为静止液体内各处的压力都是相等的。
P=p0+ρgh=p0+γh 其中ρ为液体的密度， γ为液体的 重度。
17
上式即为静压力基本方程式，它说明了：
（1）静止液体中任意点的静压力是液体表面上的压力和液柱重 力所产生的压力之和。当液面接触大气时，p0为大气压力pa， 故有
p=pa+γh （2）同一容器同一液体中的静压力随深度的增加线性地增加。
9
2.1.2 液压油的选用
❖ 对液压油的使用要求
（1）合适的粘度和良好的粘度－温度特性，一般液压系统 所选用的液 压油，其 运动粘度大多为（13～68 cSt）（40℃下）或2～8°E50。
（2）良好的化学稳定性。
（3）良好的润滑性能，以减小元件中相对运动表面的磨损。 （4）质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸碱等。 （5）对金属和密封件有良好的相容性。 （6）抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，抗锈性好。 （7）体积膨胀系数低，比热容高。 （8）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （9）对人体无害、成本低。
液压油的粘度对温度变化十分敏感。温度升高时，粘度 下降。在液压技术中，希望工作液体的粘度随温度变化越小 越好。 粘度随温度变化特性，可以用粘度－温度曲线表示。
（e） 压力对粘度的影响
对液压油来说，压力增大时，粘度增大，但影响很小， 通常将中低压系统中的压力变化对油液粘度的影响忽略不计。
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2.2.4 帕斯卡原理
由静压力基本方程式 p=p0+γh 可知，液 体中任何一点的压力都包含有液面压力p0，或 者说液体表面的压力p0等值的传递到液体内所 有的地方。这称为帕斯卡原理或静压传递原理。
通常在液压系统的压力管路和压力容器中， 由外力所产生的压力p0要比液体自重所产生的 压力γh大许多倍。即对于液压传动来说，一般 不考虑液体位置高度对于压力的影响，可以认 为静止液体内各处的压力都是相等的。
P=p0+ρgh=p0+γh 其中ρ为液体的密度， γ为液体的 重度。
17
上式即为静压力基本方程式，它说明了：
（1）静止液体中任意点的静压力是液体表面上的压力和液柱重 力所产生的压力之和。当液面接触大气时，p0为大气压力pa， 故有
p=pa+γh （2）同一容器同一液体中的静压力随深度的增加线性地增加。
9
2.1.2 液压油的选用
❖ 对液压油的使用要求
（1）合适的粘度和良好的粘度－温度特性，一般液压系统 所选用的液 压油，其 运动粘度大多为（13～68 cSt）（40℃下）或2～8°E50。
（2）良好的化学稳定性。
（3）良好的润滑性能，以减小元件中相对运动表面的磨损。 （4）质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸碱等。 （5）对金属和密封件有良好的相容性。 （6）抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，抗锈性好。 （7）体积膨胀系数低，比热容高。 （8）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （9）对人体无害、成本低。
液压传动课件第1-2章
液压系统若 能正常工作必须 由五部分组成。
(1) 动力装置 (2) 执行元件
(3) 控制调节元件 (4) 辅助元件 (5) 工作介质
二、液压传动系统的图形符号
简单机床的液压传动系统 1一油箱2一滤油器3一液压泵4一节流阀5一溢流阀6一换向阀 7一换向阀手柄 8一液压缸9～活塞10一工作台
第二节 液压传动的优缺点
第三节 液压传动的应用和发展
一、液压传动在各类机械中的应用
二、液压传动技术的发展概况
近年来，液压行业对于计算机技术的应用给予极大的关注，其中计
算机辅助设计
的推广使用和数字控制液
压元件的研制开发尤其突出。
另外，减小元件的体积和重量，提高元件的寿命，研制新介质以及 污染控制的研究，也是当前液压传动及液压控制技术发展和研究的重要 课题。
一、液体流经小孔的流量
小孔一般可以分为三种：当小孔的长径比
壁孔；当
时，称为细长孔；当
时，称为薄 时，称为短孔。
(一) 液体流经薄壁小孔和短孔的流量
流经薄壁小孔的流量 与小孔的过流断面面积 及小
孔两端压力差的平方根
成正比。
式中
与小孔的结构及液体的密度等有关的系数。
流经薄壁小孔时液流变化示意图
(二)液体流经细长小孔的流量 计算公式。即
三、阀的压力损失 式中
四、管路系统的总压力损失
1) 当液压缸无杆腔进压力油，有杆腔回油，活塞向右移动时
当量压力损失的计算
2) 当液压缸有杆腔进压力油，无杆腔回油，活塞向左移动时
式中A1——液压缸无杆腔有效作用面积； A2——液压缸有杆腔有效作用面积； ——回油路当量压力损失。
第五节 液体流经小孔和间隙的流量
虑到实际圆管截面可能有变形，以及靠近管壁处的液层可能冷却，
液压传动讲义ppt课件
2.2. 液压传动介质的性质
※ 可压缩性
衡量
体积压缩系数 或
k 1 V p V0
体积弹性模量
K＝1/k
①一般地，液体的可压缩性可忽略不计。
例外：液压伺服系统、液体弹簧等
②不同的液压介质的Ｋ值相差不大。
如石油基的液压油的K值为（1.4－2.0）×109N/m2，水－二元醇基 液压油的K值为3.15×109N/m2。
第二章 液压传动介质
2.1. 液压传动介质的作用
1）传递运动与动力 2）润滑 3）密封 4）冷却
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第二章 液压传动介质
2.2. 液压传动介质的性质
※ 密度
描述
单位体积液体的质量。
即
m V
(kg/m3)
一般来讲，液压油的密度略轻于水，也会受到 温度的影响。
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22
第二章 液压传动介质
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第一章 概论
1.6. 液压传动的发展历史
曹冲称象
阿基米德
1795年英国 第一台水压机
一战 及 战后 压力平衡式叶片泵
二战 及 战后 美、日、德领先
中国 仿苏 仿日 引进日本（榆次）、德国（上海…）
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第一章 概论
1.7. 液压传动的应用
1)一般工业 塑料加工机械、压力机械、机床等；
2.4. 液压传动介质的选用
基本原则：
3) 液压介质与系统压力、流量、温度等基本参数要配合好
• 压力较高、运动速度较慢时，可适当选择粘度较大的油，以减小泄漏； • 高速、大流量系统宜选择粘度较小的油，以减小阻力； • 系统工作温度在60℃以上的系统，宜选择氧化稳定性和热稳定性较好的
第2章液压传动基本概念ppt课件
耗。另外，管路的局部形状和尺寸的突然变化，使液体流 动受到扰动，也会产生能量损耗。 • 实际液体伯努利方程可表示为
• 伯努利方程可简化为
2.4 液压系统中的压力损失
• 实际液体具有黏性，在管道中流动就会产生阻力，这种阻 力叫液阻。液体在管道中流动时，一方面必须多克服液阻 ，另一方面也要抗拒各阀门等元件的干扰，因此产生能量 消耗。在液压传动系统中这一能量消耗主要表现为压力损 失压力沿着内法线方向作用于承压面，即静止液体 只承受法向压力，不承受剪切力和拉力，否则就破坏了液 体静止的条件。
• ②静止液体内，任意点处所受到的静压力各个方向都相等 。
• ２.１.４ 压力的传递
• 压力的传递遵循帕斯卡原理或静压传递原理。作用在密闭 容器中的静止液体的一部分上的压力，以相等的压力传递 到液体的所有部分。
• （２）流量
• 单位时间内流过某通流截面的液体的体积称为流量，用ｑ ３表示，流量的单位为ｍ／ｓ。
• ２.２.２ 流动连续性方程
• 液体流动的连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一 种具体表现形式。
• ２.２.３ 流量与活塞速度
• 当液压缸有效面积一定时，活塞 的运动速度决定于输入液压缸的 流量。
• ２.４.１ 流动状态 • 压力损失的计算与液体在管道中的流动状态有关。 • （１）层流
• 层流是指液体流动时，液体质点没有横向运动，互不混杂 ，呈线状或层状的流动。
• （２）紊流
• 紊流是指液体流动时，液体质点有横向运动（或产生小旋 涡），做混杂紊乱状态的运动。
• （３）雷诺数
• ２.４.２ 压力损失 • （１）沿程损失
• ２.１.２ 压力的表示
• （１）压力的表示方法
• 压力有两种表示方法，即绝对压力和相对压力。以绝对真 空为基准的压力为绝对压力；以大气压（Ｐａ）为基准的 压力为相对压力。
• 伯努利方程可简化为
2.4 液压系统中的压力损失
• 实际液体具有黏性，在管道中流动就会产生阻力，这种阻 力叫液阻。液体在管道中流动时，一方面必须多克服液阻 ，另一方面也要抗拒各阀门等元件的干扰，因此产生能量 消耗。在液压传动系统中这一能量消耗主要表现为压力损 失压力沿着内法线方向作用于承压面，即静止液体 只承受法向压力，不承受剪切力和拉力，否则就破坏了液 体静止的条件。
• ②静止液体内，任意点处所受到的静压力各个方向都相等 。
• ２.１.４ 压力的传递
• 压力的传递遵循帕斯卡原理或静压传递原理。作用在密闭 容器中的静止液体的一部分上的压力，以相等的压力传递 到液体的所有部分。
• （２）流量
• 单位时间内流过某通流截面的液体的体积称为流量，用ｑ ３表示，流量的单位为ｍ／ｓ。
• ２.２.２ 流动连续性方程
• 液体流动的连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一 种具体表现形式。
• ２.２.３ 流量与活塞速度
• 当液压缸有效面积一定时，活塞 的运动速度决定于输入液压缸的 流量。
• ２.４.１ 流动状态 • 压力损失的计算与液体在管道中的流动状态有关。 • （１）层流
• 层流是指液体流动时，液体质点没有横向运动，互不混杂 ，呈线状或层状的流动。
• （２）紊流
• 紊流是指液体流动时，液体质点有横向运动（或产生小旋 涡），做混杂紊乱状态的运动。
• （３）雷诺数
• ２.４.２ 压力损失 • （１）沿程损失
• ２.１.２ 压力的表示
• （１）压力的表示方法
• 压力有两种表示方法，即绝对压力和相对压力。以绝对真 空为基准的压力为绝对压力；以大气压（Ｐａ）为基准的 压力为相对压力。
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21.12.2020
3.功率与qp ptqpq t pq t p
l1qp l qp t
② 机械效率 pm
pmT Tppt
Tpt
Tpt Tp
③ 输入功率 Ppi
P piTppTp2np
④Ppo Ppoppq 输出功率
⑤ 总效率 p
p
Pp o Pp i
p m pv
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4.自吸能力
泵的自吸能力，是指泵在额定转数下，从低于泵以 下的开式油箱中自行吸油的能力。自吸能力的大小常常 以吸油高度表示，或者用真空度表示。 ➢ 高位油箱 ➢ 压力油箱 ➢ 补油泵供油
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三、 液压泵的种类与图形符号
1.泵的种类 容积式液压泵的种类很多。 按结构形式：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等。 按排量是否可调节：定量泵和变量泵。
Z 6 8 10 12 14 16 20
δ 34 26 21 17 15 13 10 .7 .3 .2 .8 .3 .4 .7 ％％％％％％％
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二、齿轮泵存在的一些问题
• 1．内泄漏 • 这里所说的泄漏是指液压泵的内部泄漏，即一部
分液压油从压油腔流回吸油腔， 没有输送到系统 中去。泄漏降低了液压泵的容积效率。
二、液压泵的主要性能参数
1. 压力p（Pa，MPa）
➢工作压力 pp（MPa）： ➢ 额定压力 pn（MPa）： ➢ 最大压力 pmax（MPa）：
液压系统中的压力就是指压强，液体压力通常有绝 对压力、相对压力(表压力)、真空度三种表示方法。
相对压力(表压力)是相对于大气压(即以大气压为基 准零值时)所测量到的一种压力。
3.某泵额定压力为p=10Mpa，在压力为 5Mpa，转速n=1500r/min时流量 Q=100L/min，泵的机械效率ηpm=0.95， 泵空载流量为107 L/min，
求：（1）泵在此时的容积效率ηpv； （2）若泵的转速变为n1=1000r/min， 求在压力为5Mpa下该转速时的容积效 率；
• （1）轴向间隙－齿轮端面与侧板之间的间隙泄漏， 这部分泄漏量约占总泄漏量的70%-75%。减小端 面泄漏是提高齿轮泵容积效率的主要途径。
2.液压泵的图形符号
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图3-18 SCY14-1B型轴式向柱塞泵结构 1-转动手轮 2-斜盘 3-回程盘 4-滑履 5-柱塞 6-缸体 7-配油盘 8-传动轴
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【例2.1 】已知中高压齿轮泵CBG2040的排量为40.6mL/r，该泵在 1450r/min转速、10MPa的压力工况下工作，泵的容积效率ηpv=0.95，总 效率ηp=0.9，求驱动该泵所需电动机的功率Ppi和泵的输出功率Ppo ？
➢液压泵必须有容积大小 可交替变化的密闭工作腔； ➢合理的配流装置。保证 密闭工作腔在吸油时与油 箱相通，在排油时，与供 油管道相通。液压泵每一 次工作循环过程所吸入和 排出油液的理论体积取决 于密闭工作腔的容积变化 量，而与排油压力无关， 这是液压泵的一动个画重要特 性。
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（2）所需电动机的功率为
PpiPppo90.3.97kW 10.35k7W
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1.某泵输出压力为10MPa， 转速为1450r/min， 排量为200mL/r， 泵的容积效率为ηpv＝0.95， 总效率为ηp＝0.9。 求泵的输出功率及驱动该泵的电机所 需功率。
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第二章 液压动力元件
2-1 液压泵概述 2-2 齿轮泵 2-3 叶片泵 2-4 柱塞泵 2-5 液压泵性能比较
21.12.2020
2-1 概述
一、液压泵、液压马达和液压缸的功能
ω
ω
图2-1 能量转换示意图
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二、液压泵的工作原理及特点
单柱塞泵的工作原理
1-偏心轮 2- 柱塞 3-泵体 4-弹簧 5-排油单向阀 6-吸油单向阀 7-油箱
绝对压力是以绝对真空为基准零值时所测得的压力。 当绝对压力低于大气压时，习惯上称为出现真空。
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2.排量V和流量q（m3/s , L/min）
排量Vp （m3/r, mL/r）； 理论流量qpt
qpt Vpnp
n p —泵的转数（r/s， r/min）。
实际流量qp：泵在单位时间内输出液体的体积 (m3/s, L/min)。
（3）在两种不同转速下，泵所需的驱 动功率。
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2-2 齿轮泵
齿轮泵是一种常用的液压泵，其主要特点是：
✓ 抗油液污染能力强，体积小，价格低廉； 内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。 上述特点使得齿轮泵通常被用于工作环境比较恶劣的各种低压、中 压系统中。
齿轮泵中齿轮的齿形以渐开线为多。在结构上可分为外啮合齿轮 泵和内啮合齿轮泵，外啮合齿轮泵应用广泛。
一、 齿轮泵的工作原理
外啮合齿轮泵的典型结构 齿轮泵工作原理
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吸 排 油 腔 判 断
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二、齿轮泵存在的问题与解决措施
1.齿轮泵的流量脉动
p
qpmax qpmin qp
qpmin、qpmax分别表示最小、最大瞬时流量， qp为平均流量， σp为流量脉动率。
解: （1）求泵的输出功率
液压泵的实际输出流量qp 为:
q p q tp V v p n p p v 4 . 6 1 0 3 1 0 0 4 . 9 L 5 5 / 5 0 . m 9 ( 5 L 2 ) i/ 7 n m
液压泵的输出功率为:
P p op p q p 1 1 06 0 5.9 5 6 2 1 0 7 6 0 kW 9 .3k 7W
额定流量qpn
实际流量和理论流量的关系？
qpqptpvVpnp pv
实际流量小于理论流量,因为泵的各密封间隙有泄漏，其泄漏 量为qpl，泵的泄漏量与泵的输出压力有关，压力越高，泄漏量增加， 即泄漏损失与泵的密封程度、工作压力和液压油粘度有关。 所以泵的实际流量是随泵的输出压力变化而变化的，而泵的理 论流量与泵的输出压力无关。
3.功率与qp ptqpq t pq t p
l1qp l qp t
② 机械效率 pm
pmT Tppt
Tpt
Tpt Tp
③ 输入功率 Ppi
P piTppTp2np
④Ppo Ppoppq 输出功率
⑤ 总效率 p
p
Pp o Pp i
p m pv
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4.自吸能力
泵的自吸能力，是指泵在额定转数下，从低于泵以 下的开式油箱中自行吸油的能力。自吸能力的大小常常 以吸油高度表示，或者用真空度表示。 ➢ 高位油箱 ➢ 压力油箱 ➢ 补油泵供油
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三、 液压泵的种类与图形符号
1.泵的种类 容积式液压泵的种类很多。 按结构形式：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等。 按排量是否可调节：定量泵和变量泵。
Z 6 8 10 12 14 16 20
δ 34 26 21 17 15 13 10 .7 .3 .2 .8 .3 .4 .7 ％％％％％％％
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二、齿轮泵存在的一些问题
• 1．内泄漏 • 这里所说的泄漏是指液压泵的内部泄漏，即一部
分液压油从压油腔流回吸油腔， 没有输送到系统 中去。泄漏降低了液压泵的容积效率。
二、液压泵的主要性能参数
1. 压力p（Pa，MPa）
➢工作压力 pp（MPa）： ➢ 额定压力 pn（MPa）： ➢ 最大压力 pmax（MPa）：
液压系统中的压力就是指压强，液体压力通常有绝 对压力、相对压力(表压力)、真空度三种表示方法。
相对压力(表压力)是相对于大气压(即以大气压为基 准零值时)所测量到的一种压力。
3.某泵额定压力为p=10Mpa，在压力为 5Mpa，转速n=1500r/min时流量 Q=100L/min，泵的机械效率ηpm=0.95， 泵空载流量为107 L/min，
求：（1）泵在此时的容积效率ηpv； （2）若泵的转速变为n1=1000r/min， 求在压力为5Mpa下该转速时的容积效 率；
• （1）轴向间隙－齿轮端面与侧板之间的间隙泄漏， 这部分泄漏量约占总泄漏量的70%-75%。减小端 面泄漏是提高齿轮泵容积效率的主要途径。
2.液压泵的图形符号
21.12.2020
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图3-18 SCY14-1B型轴式向柱塞泵结构 1-转动手轮 2-斜盘 3-回程盘 4-滑履 5-柱塞 6-缸体 7-配油盘 8-传动轴
21.12.2020
【例2.1 】已知中高压齿轮泵CBG2040的排量为40.6mL/r，该泵在 1450r/min转速、10MPa的压力工况下工作，泵的容积效率ηpv=0.95，总 效率ηp=0.9，求驱动该泵所需电动机的功率Ppi和泵的输出功率Ppo ？
➢液压泵必须有容积大小 可交替变化的密闭工作腔； ➢合理的配流装置。保证 密闭工作腔在吸油时与油 箱相通，在排油时，与供 油管道相通。液压泵每一 次工作循环过程所吸入和 排出油液的理论体积取决 于密闭工作腔的容积变化 量，而与排油压力无关， 这是液压泵的一动个画重要特 性。
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（2）所需电动机的功率为
PpiPppo90.3.97kW 10.35k7W
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1.某泵输出压力为10MPa， 转速为1450r/min， 排量为200mL/r， 泵的容积效率为ηpv＝0.95， 总效率为ηp＝0.9。 求泵的输出功率及驱动该泵的电机所 需功率。
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第二章 液压动力元件
2-1 液压泵概述 2-2 齿轮泵 2-3 叶片泵 2-4 柱塞泵 2-5 液压泵性能比较
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2-1 概述
一、液压泵、液压马达和液压缸的功能
ω
ω
图2-1 能量转换示意图
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二、液压泵的工作原理及特点
单柱塞泵的工作原理
1-偏心轮 2- 柱塞 3-泵体 4-弹簧 5-排油单向阀 6-吸油单向阀 7-油箱
绝对压力是以绝对真空为基准零值时所测得的压力。 当绝对压力低于大气压时，习惯上称为出现真空。
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2.排量V和流量q（m3/s , L/min）
排量Vp （m3/r, mL/r）； 理论流量qpt
qpt Vpnp
n p —泵的转数（r/s， r/min）。
实际流量qp：泵在单位时间内输出液体的体积 (m3/s, L/min)。
（3）在两种不同转速下，泵所需的驱 动功率。
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2-2 齿轮泵
齿轮泵是一种常用的液压泵，其主要特点是：
✓ 抗油液污染能力强，体积小，价格低廉； 内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。 上述特点使得齿轮泵通常被用于工作环境比较恶劣的各种低压、中 压系统中。
齿轮泵中齿轮的齿形以渐开线为多。在结构上可分为外啮合齿轮 泵和内啮合齿轮泵，外啮合齿轮泵应用广泛。
一、 齿轮泵的工作原理
外啮合齿轮泵的典型结构 齿轮泵工作原理
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吸 排 油 腔 判 断
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二、齿轮泵存在的问题与解决措施
1.齿轮泵的流量脉动
p
qpmax qpmin qp
qpmin、qpmax分别表示最小、最大瞬时流量， qp为平均流量， σp为流量脉动率。
解: （1）求泵的输出功率
液压泵的实际输出流量qp 为:
q p q tp V v p n p p v 4 . 6 1 0 3 1 0 0 4 . 9 L 5 5 / 5 0 . m 9 ( 5 L 2 ) i/ 7 n m
液压泵的输出功率为:
P p op p q p 1 1 06 0 5.9 5 6 2 1 0 7 6 0 kW 9 .3k 7W
额定流量qpn
实际流量和理论流量的关系？
qpqptpvVpnp pv
实际流量小于理论流量,因为泵的各密封间隙有泄漏，其泄漏 量为qpl，泵的泄漏量与泵的输出压力有关，压力越高，泄漏量增加， 即泄漏损失与泵的密封程度、工作压力和液压油粘度有关。 所以泵的实际流量是随泵的输出压力变化而变化的，而泵的理 论流量与泵的输出压力无关。