液压原理

液压油

粘度的表示：

动力粘度

运动粘度

相对粘度

       工业上用粘度指数表示粘度随温度变化的程度。

液压油的选用：

       粘度太高，则液压元件动作不灵，太低则易漏油。

静止液体的力学规律

1 液体静压力方向永远沿着内法线方向。

2 液体中任何一点所受到的各方向上的压力都相等。

静力学方程： p=p0+ρgh

静压传递原理：液压不仅能改变力的大小，也可改变方向。

液压系统中的压力是由外界负载决定的！！！！

液压作用在平面和曲面上的力：F=p*Ap 

其中

   p——压力

  Ap——投影面积

流动液体的基本力学方程

理想液体：无粘性，不可压缩，故无能量损失。

稳定流动：运动参数不随时间变化。

稳定流动的连续性方程：稳定流动时，通过任意截面的流量是不变的。

液体的运动方程：即理想液体的微小流束在稳定流动时的运动方程，也称欧拉方程。

       推导的思路：利用牛二，考虑重力，以微段为研究对象。

结论： v*dv/dl = -( 1/ρ)*(dp/dl) – g*(dz/dl)

其中

   v——速度

   dl——微段的长度

   p——微段的压力

   g——重力加速度

   dz/dl——反映了微段与重力的夹角

该方程不与时间有关。

柏努利方程：

       将欧拉方程积分即得，也称能量守恒方程。

   V2/(2*g)  +  p / (ρ*g)  +  z  =  const

 V2/(2*g)——单位重量液体所具有的动能

p / (r*g)——单位重量液体所具有的压力能

z——单位重量液体相对于基准面所具有的势能

由于液体流动有摩擦损失，故能量方程有一项压力损失：Δp/  (ρ*g )

液体的粘性流动

1  流态和雷诺数

实际液体在流动时有摩擦损失，而损失的大小与液体的流动状态有关。

雷诺数：是液体流动时的惯性力与粘性阻力之比。雷诺数大，则粘性影响小。

2 粘性液体在圆管内的流动

任意截面的平均流速是最大流速的1/2。

    流量：Q=πd4 (p1-p2) / 128μl

  μ——动力粘度

由此式可知：两截面间压力差越大，则流量越大。

            截面直径越大，则流量越大。

                     两截面间距越小，则流量越大

与电路相比较，μl相当于电阻。

 

3         液体流过小孔和间隙的流动

（1）       细长小孔（L/D >4）

通过细长小孔为层流。流量与压差、粘度有关。而粘度与温度有很大的关系，因此通过孔的流量很不稳定。细长小孔在系统中作为阻尼孔用于控制压力。

Q=πd4 (p1-p2) / 128μl

 

(2) 薄壁小孔 （ L/D <.5 ）

通过小孔为紊流。推导思路：柏努利方程

结论：

          Q=α*A2*sqrt(  2g(p1-p2)/γ  )

式中

α与管子直径/小孔直径、雷诺数等有关。

介于薄壁小孔和细长小孔的流道，其流量公式如下：

Q= K*A *Δpm 

式中

K——由孔的尺寸形状和液体性质决定的系数。

m——由孔径和孔长的相对大小决定

A——流道截面积

（1）       环形间隙

环形间隙的泄漏与偏心率（0<ε<1）的大小有关。

管路中的压力损失

沿程压力损失：在截面不变的直管中，与粘性摩擦及流态不同等原因有关。

局部压力损失：与截面改变或流动方向改变有关。

 

液压冲击和气蚀

一 液压冲击：流动液体的动能转换为压力能，形成压力波。

措施：在冲击源前，设置蓄能器，以减少压力波。

二 气蚀

由气泡而产生。措施：避免局部压力过低和控制油液中的气体含量。