[精选ppt]气压传动介质与液体静力学

气源净化处理辅助设备，提高压缩空气质量。净化设备一般 包括后冷却器、油水分离器、干燥器、分水滤气器和储气罐。 （1）后冷却器 后冷却器一般安装在空气压缩机的出口管路上。其作用是把 空气压缩机排出的压缩空气的温度由140～170℃降至 40～50℃，使得其中大部分的水、油转化成液态，以便排 出。
上一页 下一页 返回
上一页 下一页 返回
10.2 气源装置和辅助元件
图10-7所示为分水滤气器的结构简图。从输入口进入的压 缩空气被旋风叶子1导向，沿存水杯3的四周产生强烈的旋转， 空气中夹杂的较大的水滴、油滴等在离心力的作用下从空气 中分离出来，沉到杯底。当气流通过滤芯时，气流中的灰尘 及部分雾状水分被滤芯拦截滤去，较为洁净干燥的气体从输 出口输出。为防止气流的旋涡卷起存水杯中的积水，在滤芯 的下方设置了挡水板4。为保证分水滤气器的正常工作，应 及时打开其底部的排水阀，排放分离出来的污水。
上一页 下一页 返回
10.2 气源装置和辅助元件
② 水、油、灰尘的混合物沉积在管道内，使管道面积减小， 增大气流阻力，造成管道堵塞。
③ 在冰冻季节，水汽凝结使附件因冻结而损坏。 ④ 灰尘等杂质对运动部件产生研磨作用，泄漏增加，影响它
们的使用寿命。 因此，必须设置一些除油、除水、除尘并使压缩空气干燥的
上一页 下一页 返回
10.1 气压传动概述
工料剪下后，即与机动阀脱开，机动阀9复位，所在的排气 通道被封死，气控换向阀10的控制腔气压升高，迫使阀芯上 移，气路换向，气缸活塞带动剪刃复位，准备下一次工作循 环。由此可以看出，剪切机构克服阻力切断工料的机械能是 由压缩空气的压力能转换后得到的。同时，由于换向阀的控 制作用使压缩空气的通路不断改变，气缸活塞带动剪切机机 构频繁地实现剪切与复位的交替动作。

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。

μ = （Ff /A）（ dy/ du）
单位：帕·秒 Pa ·S 1Pa ·S=10P(泊）
（2） 运动粘度
定义：动力粘度与其密度的比值 υ= μ/ρ
单位：m2/s =104cm2/s 1cm2/s =1St (斯） 1m2/s =104 St (斯）
液压油的牌号就是以这种油液在40°C时运动粘度的平均值来命名 的
° ° ° h①ξ=流ξ 线•v2:某/2g一瞬时液流△别P中=各用ξρ处v2质E/点220运、动状态E的50和一条条E曲10线0标记。
μ = （Ff /A）（ dy/ du）
定义：受压液体在变化单位压力时引起的液体体积的相对变化量
2010年3-6月 2008机械类专业
1）压力不要过低 2）正确设计结构参数
2010年3-6月 2008机械类专业
13
控制体积从AB运动到A’B’时，机械能的变化量为：
ΔE=E2-E1
= EA’B + EBB’ - EAA’ - EA’B
= EBB’- EAA’
EBB’=1/2m2v22+m2gh2 EAA’= 1/2m1v12+m1gh1
ΔE=1/2m2v22+m2gh2 -1/2m1v12-m1gh1
3、危害：
1）产生振动和噪声
2）液压元件产生误动作，损坏设备。
4、防止措施：
1）减少油液动能 2）采取缓冲措施
3）选择动作灵敏响应较快的元件
2010年3-6月 2008机械类专业
24
思考题
直径为d, 质量为m的活塞浸在充
满密闭容器的液体中，并在力F的作
x
用下，处于静止状态，若液体密度为
ρ，活塞浸入深度为h，试确定液体在

一、基本概念
一、液体的压力
1)静止液体中任何一质点所受到的各个方向的压力相等。 2)液体压力垂直于承受压力的表面，其方向与该表面的内法线方向 相同。
二、 液体压力的表示方法及单位
图1-2 绝对压力、相对压力和真空度的相互关系
二、 液体压力的表示方法及单位
表1-4 各种压力单位的换算关系
三、液体静压力基本方程
小孔和缝隙的流量 液压冲击和气穴现象 液压元件 液压动力元件 液压执行元件
绪论
一、液压与气压传动的工作原理和基本特征 1)所谓的压力，是指液体中单位面积上的力，即应力，与中学物 理所学的压强相似。 2)所谓的密闭容器是指容器中的液体与外界大气完全隔绝。 3)所谓的任一点的压力变化将以等值传递到液体的各点，强调的 是压力的变化量。 4)所谓的静止液体是指液体在压力变化前后均为静止状态，这是 帕斯卡原理成立的一个重要条件。
图1-3 重力作用下的静止液体
1)静止液体内任意一点的压力p由两部分组成：一部分由液面上受
三、液体静压力基本方程
到外负载作用的压力p0组成，另一部分由液体重力引起的压力ρghΔA 组成。 2)静止液体内的压力随深度增加呈线性规律递增。 3)离液面深度相等处的各点压力都相等。
第三节 液体动力学
一、基本概念 二、 液体流动的连续性原理
二、液压与气压传动系统的组成 (5)工作介质 传递能量的流体，即液压油和压缩气体。
(1)动力元件 将原动机输出的机械能转换成工作流体的压力能的 装置，一般为液压泵或空气压缩机。
(2)执行元件 将工作流体的压力能重新转变为机械能，推动负载 往复直线运动或回转运动的装置，一般为液(气)压缸、液(气)压马
四、液压油的污染及控制
②现场鉴定换油法 用试管装入新油和旧油，然后进行外观对比检 查，通过感官进行判断其污染程度。例如，若发现旧油色暗、有恶 臭时，说明油已变质，需要更换；若油的色相虽属正常，但已呈现 浑浊，表明已含有水分，需要排除水分，并应掺入新液压油，以调 整其粘度；取一滴油滴于250℃的钢板上，若出现“泼泼”的溅出声 时，证明油中含有水分，若没有溅出声，只出现燃烧状，则表明不 含水分。在现场也可用pH试纸进行硝酸浸蚀试验，即把一滴油滴在 滤纸上，放置30min到1h，观察油液的浸润情况，以此判定液压油的 污染程度，如在油浸润的中心部分出现透明的浓圆点即灰尘的磨耗 粉末，表明油已变质。

阿gh，
(3) 压缩空气中含有的饱和水分，在一定的条件下会凝结 成水，并聚集在个别管道中。在寒冷的冬季，凝结的水会 使管道及附件结冰而损坏，影响气动装置的正常工作。 (4) 压缩空气中的灰尘等杂质，对气动系统中作往复运动 或转动的气动元件的运动副会产生研磨作用，使这些元件 因漏气而降低效率，影响它的使用寿命。
4 为贮气罐，用以贮存压缩空气，稳定压缩空气的压力， 并除去部分油分和水分。
阿gh，
工业用气 5
6
23
4
7
1
甲
乙
气动装置 仪表用气
5 为干燥器，用以进一步吸收或排除压缩空气中的水分和 油分，使之成为干燥空气。
6 为过滤器，用以进一步过滤压缩空气。 7 为贮气罐 贮气罐4输出的压缩空气可用于一般要求的气压传动系统， 贮气罐7输出的压缩空气可用于要求较高的气动系统（如气动 仪表等）。
(3) 执行元件 是将气体的压力能转换成机械能的一种能 量转换装置。包括气缸、气马达、摆动马达；
(4) 辅助元件 是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元 件间的连接及消声等所必须的，它包括过滤器、油雾气、 管接头及消声器等。
阿gh，
11.1.2 气压传动的优缺点 气动技术广泛应用于机械、电子、轻工、纺
阿gh，
H
D
图11.5 贮气罐结构图
4. 干燥器
经过后冷却器、油水分离器和贮气罐后得到初步净化的 压缩空气，已满足一般气压传动的需要。但压缩空气中仍含 一定量的油、水以及少量的粉尘。如果用于精密的气动装置、 气动仪表等，上述压缩空气还必须进行干燥处理。
压缩空气干燥方法主要采用吸附法和冷却法。 吸附法是利用具有吸附性能的吸附剂（如硅胶铝胶等） 来吸附压缩空气中含有的水分，而使其干燥。 冷却法是利用制冷设备使空气冷却到一定的露点温度， 析出空气中超过饱和水蒸气部分的多余水分，从而达到所需 的干燥度。吸附法最普通。

zg—表示A点的单位质量液体的位能 p/ρ—表示A点的单位质量液体的压力能 静压力基本方程中包含的物理意义：
静止液体中单位质量液体的压力能和位能可以相互转 换，但各点的总能量却保持不变，即能量守恒。 三、压力的表示方法及单位 表示方法有两种： 绝对压力—以绝对真空作为基准所表示的压力。 相对压力—以大气压作为基准所表示的压力。 大多数仪表测得的压力都是相对压力， 所以相对压力也称表压力。
液压传动基础知识幻灯片PPT
本PPT课件仅供大家学习使用 请学习完及时删除处理 谢谢！
《液压与气压传动》
第一章 液压传动基础知识
第一节 液压传动工作介质 第二节 液体静力学 第三节 液体动力学 第四节 定常管流的压力损失计算 第五节 孔口和缝隙液流 第六节 空穴现象
《液压与气压传动》
第一节 液压传动工作介质
《液压与气压传动》
二、液体静压力基本方程
1、静压力基本方程
pp0 gh
2、静压力基本方程式的物 理意义
重力作用下的静止液体
A点处的压力：
p p 0g h p 0g (z 0 z )
整理后得：pgzpg0 z0 常数
或
pzg
p0
z0g常数
《液压与气压传动》
pzg
p0
z0g常数
这是液体静压力基本方程式 的另一种形式
pp0gh1069009.80.5
1.0044106(N/m2)106N/m2
1MPa
可见：液体在受压的情况下，其液柱高度引起的压力ρgh
可以忽略不计。所以对液压传动来说，一般不考虑液体位
置高度对于压力的影响，认为静止液体内各处的压力都相
等
《液压与气压传动》 本节结束返回

2、实际流体的伯努利方程：
由于实际流体具有粘性，流动时必然产生内摩擦力且 造成能量的损失，使总能量沿流体的流向逐渐减小， 而不再是一个常数；另一方面由于液体在管道过流截 面上的速度分布并不均匀，在计算中用的是平均流速， 必然会产生误差，为了修正这一误差引入了动能修正
系数α 。
所以，实际的伯努利方程应为
•由此可知动力粘度μ ：是指它在单位速度梯 度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。
动力粘度μ的单位：
CGS制中常用 P（泊） 1cP（厘泊）=10-2 P （泊）
SI单位： Pa·s（帕·秒） 1 Pa·s =1 N·s/m2
换算关系： 1 Pa·s =10 P =103 cP
（2） 运动粘度ν ：
第一节 液压油液
在液压系统中，最常用的工作介质是 液压油，液压油是传递信号和能量的工作 介质。同时，还起到润滑，冷却和防锈等 方面的作用。液压系统能否可靠和有效地 工作，在很大程度上取决于液压油。
一、液压油液的性质
（一）密度和重度： 密度ρ：单位 Kg/m3
对匀质液体：单位体积内所含的质量。 ρ = m/V
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。
同一种液体于连通器内
空气 水
连通但不是同一种液体
汞
水
（二）压力的表示法及单位：
1bar＝105N/m2
例1：已知ρ=900kg/m3 , F=1000N,
A=1 ×10-3 m2 , 求h=0.5m处的静压力p=?

帕斯卡原理
静止液体——密闭容器内压力 等值传递。
流动液体——压力传递时考虑 压力损失。 例
已知：ρ=900kg/m2 F=1000N, A=1X10-3m2
求：在h=m 处p=?
解 表面压力：
p0=F/A=1000/1x10-3=106N/m2 h处的压力： p=p0+ρgh=106Pa
帕斯卡原理
静压力对固体壁面的作用力
液体和固体壁面接触时，固 体壁面将受到液体静压力的作 用。
当固体壁面为平面时，液
体压力在该平面的总作用力 F = p A ，方向垂直于该平面。
当固体壁面为曲面时，液 体压力在曲面某方向上的总作
用力 F = p Ax ， Ax 为曲面在
该方向的投影面积。
F=pAx
π/2
Fx π / 2 dFx
等压面，重力作用下静止液体的等压面为水平面；
–静止液体中任一质点的总能量p/ρg+h 保持不变，即能量守
恒。
（压力随深度线性 增加；等深等压。）
1）按测量方式表示 ♣水柱高度（m)、水银柱
高度（mm) ♣单位面积受力值（帕Pa、
兆帕MPa、工程大气压at）
2）按测量基准不同表示
p>p0 p表压=p相对= p绝对– p0 p<p0 p真空度= – p相对=p0 –p绝对
静压力的表示1按测量方式表示?水柱高度m水银柱高度水银柱高度mm?单位面积受力值帕pa兆帕兆帕mpa工程大气压at22按测量基准表522按测量基准不同表示?pppp0pp表压pp相对pp绝对pp00?pppp0pp真空度pp相对pp0pp绝对4
第二节 液体静力学基础 静压力的概念 静压力的分布 静压力的表示 静压力的传递 静压力的计算

液压油的选用
•合适的类型（油型）
•适当的粘度（油号）
环境因素
运动性能 设备种类
液压系统的工作压力—压力高， 要选择粘度较大的液压油液 环境温度—温度高，选用粘度较大 的液压油。
运动速度—速度高，选用粘度 较低的液压油。
液压泵的类型
第十三页，共15页。
6. 液压油的污染及控制
液压油污染的危害
造成系统故障
第十页，共15页。
第十一页，共15页。
4. 对液压油的要求
• 对液压油液的要求
– 粘温特性好
– 有良好的润滑性 – 成分要纯净
– 有良好的化学稳定性
– 抗泡沫性和抗乳化性好
– 材料相容性好 – 无毒，价格便宜
第十二页，共15页。
5. 液压油的类型和选用
液压油的类型
•石油型液压油 •合成型液压油 •乳化型液压油降低元件寿命来自使液压油变质 影响工作性能
液压油的污染源
系统残留物 外界侵入物 内部生成物
污染的控制
彻底清洗系统
保持系统清洁 定期清除污物
定期换油
第十四页，共15页。
第十五页，共15页。
孔所用时间t2之比。
第八页，共15页。
第九页，共15页。
. 几点说明
三种粘度之间的关系
影响粘度的因素 一般地，同一种介质比较大小时常用运动粘度,不是同一种介质比较大小时一般用动力粘度。
第一节 液体的物理性质
温度、压力 第一节 液体的物理性质
第二章 液压流体力学基础 雷式粘度〞R——英国、欧洲 粘度随着温度升高而显著下降（粘温特性）
第二章 液压流体力学基础
1 液体的物理性质 2 液体静力学 3 液体动力学 4 液体流动时的压力损失 5 孔口流动与缝隙流动 6 瞬变流动

气动元件得通流能力
➢ 定义:气动元件得通流能力,就是指单位时间内通 过阀、管路等得气体质量。
➢ 有效截面积 ➢ 由于实际流体存在粘性,流速得收缩比节流孔 实际面积小,此最小截面积称为有效截面积,它 代表了节流孔得通流能力。
充气、放气温度与时间得计算
➢ 定积容器充气问题 ➢ 充气时引起得温度变化
➢ 向容器充气得过程视为绝热过程,容器内压力由p1 升高到p2,,容器内温度也由室温T1升高到T2,充气后
➢空气压缩机将机械能转化为气体得压力能,供气
动机械使用。
➢空气压缩机得分类:容积型与速度型。 ➢空气压缩机得选用原则:依据就是气动系统所需
要得工作压力与流量两个参数。
压缩空气得净化装置与设备
➢气动系统对压缩空气质量得要求:压缩空气要具有
一定压力与足够得流量,具有一定得净化程度。不 同得气动元件对杂质颗粒得大小有具体得要求。
➢ 气体状态变化过程
➢ 等温过程 p1V1= p2V2= 常量
➢ 绝热过程 一定质量得气体与外界没有热量交换时得状 态变化过程叫做绝热过程。
➢ p1V1k = p2V2k =常量
➢ 气动系统中快速充、排气过程可视为绝热过程。
气体得流动规律
气体流动基本方程
连续性方程 伯努利方程
ρ1v1A1 =ρ2v2A2 (注意ρ1≠ρ2)
➢ 压缩空气得析水量
➢ 压缩空气一旦冷却下来,相对湿度将大大增加,到温度降 到露点以后,水蒸气就要凝析出来。
理想气体得状态方程
➢ 理想气体得状态方程 ➢ 不计粘性得气体称为理想气体。空气可视为理想气体。 ➢ 一定质量得理想气体在状态变化得瞬间,有如下气体状态 方程成立
pV / T = 常量 或 p=ρRT