液压传动基础知识

发布时间:2009-11-22 来源:扬子工具集团 浏览次数:8794

液压传动基础知识
第一节 液压传动的工作介质
一、工作介质的物理性质
1、密度
单位体积液体所具有的质量为该液体的密度,用公式表示为
                                  
液压系统计算时,通常取液压油的密度为900kg/m3。
2、液体的可压缩性
用压缩系数k表示,它是指液体在单位压力变化下的体积相对变化量,用公式表示为
                            
由于压力增大时液体的体积减小,为了使k为正值,在上式右边加一负号。
3、液体的体积弹性模量
液体压缩系数k的倒数,用K表示,即
              
工作介质的可压缩性在研究液压系统静态(稳态)条件下工作性能时,可以不予考虑;但在高压下或研究系统动态性能及计算远距离操纵的液压系统时,必须予以考虑。
4、粘性                                           
1) 粘性的定义  液体在外力作用下流动(或有流动趋势)时,液体分子间内聚力要阻止分子间的相对运动,在液层相互作用的界面之间所产生的内摩擦力。
液体只有在流动(或有流动趋势)时才会呈现出粘性,静止液体不呈现粘性。
2) 粘度
A动力粘度  在图2-1中,由于液体粘性和液体与固体壁面间作用力的共同影响,两平行平板间各层的速度分布从上到下按线性规律变化。

图2-1 液体粘性的表示
液体流动时相邻液层间的内摩擦力Ff为:
  
式中,µ为粘性系数或动力粘度。
单位面积上的内摩擦力为
                            
动力粘度的物理意义是:液体在单位速度梯度下,单位面积上的内摩擦力大小。
动力粘度的单位
在国际单位制中,µ的单位为Pa·s(帕·秒)或N·s/m2 (牛·秒/米2),
在厘米·克·秒(CGS)制中, µ的单位为P(泊)或cP(厘泊)或dyn·s/cm2 (达因·秒/厘米2),
相互关系:1Pa·s=10P=103cP;µ具有力、长度、时间的量纲,即具有动力学的量,故叫动力粘度。
B运动粘度  在同一温度下,液体的动力粘度µ与它的密度之比,即
                         
运动粘度的单位
在国际单位制中,ν的单位为m2/s, 在CGS制中, ν的单位为cm2/s(St)(斯),
工程上常用cSt(厘斯)来表示,1St=100 cSt。
运动粘度具有长度和时间的量纲,具有运动学的量,故叫运动粘度。
运动粘度用来标志液体的粘度,如40号全损耗系统用油就是指这种全损耗系统用油在40℃时的运动粘度ν的平均值为40 cSt(厘斯)。
C相对粘度  是特定测量条件下制定的,又称为条件粘度。有恩氏粘度ºE,通用赛氏秒SUS,商用雷氏秒(R1S),巴氏度0B等。
恩氏粘度的测定方法为:将200mL 温度为℃的被测液体装入恩氏粘度计的容器内,让此液体从底部Φ2.8mm的小孔流尽所需时间t1,再测出相同体积温度为20℃的蒸馏水在同一粘度计流尽所需的时间t2,这两个时间之比即为被测液体在t℃下的恩氏粘度(见测量示意图),即

恩氏粘度与运动粘度间的换算关系式为
                
粘度与温度的关系  当油温升高时,其粘度显著下降,这一特性称为油液的粘温特性,如图2-2所示。

5.液压系统对工作介质的性能要求
不同工作机械、不同使用条件的液压系统对工作介质的要求有很大不同。工作介质应主要具备以下性能
要有合适的粘度和较好的粘—温特性,要有良好的润滑性能。
防腐性、防锈性要好,抗泡沫性、抗乳化性、抗磨性要好。
抗氧化性、抗剪切稳定性、抗空气释放性、抗水解安定性要好,抗低温性要好。
与金属和密封件、橡胶软管、涂料等的相容性要好。
流动点和凝固点要低,闪点和燃点高,比热容和热导率要大,体积膨胀要小。
6.工作介质的类型与选用
(1)工作介质类型  见表2-2。
表2-2工作介质的类型


工 作 介 质
类别 组成与特性 代号
石油基液压油 无添加剂石油基液压液
HH+抗氧化剂、防锈剂
HL+抗磨剂、HL+增粘剂
HM+增粘剂、
HM+防爬剂
L-HH
L-HL
L-HM、L-HR
L-HV
L-HG
难燃液压油 含水
液压油
高含水液压油 水包油乳化液 L-HFA L-HFAE
水的化学溶液 L-HFAS
油包水乳化液 L-HFB
水-乙二醇 L-HFC
  合成
液压油
磷酸脂 L-HFDR
氯化烃 L-HFDS
HFDR+HFDS L-HFDT
其他合成液压油 L-HFDU
(2)工作介质的选用  在选择工作介质时,需考虑的因素主要是
1)液压系统的环境条件  如气温的变化情况,系统的冷却条件,有无高温热源和明火,抑制噪声能力,废液再生处理及环保要求。
2)液压系统的工作条件  如压力范围、液压泵的类型和转速、温度范围、与金属及密封和涂料的相容性、系统的运转时间和工作特点等。其中,液压泵的工作条件是选择液压油的重要依据,应尽可能满足液压泵样本中提出的油品要求,系统压力和执行装置工作速度也是选择液压油的重要依据。
3)液压油的性质  如液压油的理化指标和使用性能,各类液压油的特性等。
4)经济性和供货情况  如液压油的价格、使用寿命、对液压元件寿命的影响、当地油品的货源以及维护、更换的难易程度等。


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