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液壓傳動基礎知識

發布時間:2009-11-22 來源:揚子工具集團 瀏覽次數:8512

液壓傳動基礎知識
第一節 液壓傳動的工作介質
一、工作介質的物理性質
1、密度
單位體積液體所具有的質量為該液體的密度,用公式表示為
                                  
液壓系統計算時,通常取液壓油的密度為900kg/m3。
2、液體的可壓縮性
用壓縮系數k表示,它是指液體在單位壓力變化下的體積相對變化量,用公式表示為
                            
由于壓力增大時液體的體積減小,為了使k為正值,在上式右邊加一負號。
3、液體的體積彈性模量
液體壓縮系數k的倒數,用K表示,即
              
工作介質的可壓縮性在研究液壓系統靜態(穩態)條件下工作性能時,可以不予考慮;但在高壓下或研究系統動態性能及計算遠距離操縱的液壓系統時,必須予以考慮。
4、粘性                                           
1) 粘性的定義  液體在外力作用下流動(或有流動趨勢)時,液體分子間內聚力要阻止分子間的相對運動,在液層相互作用的界面之間所產生的內摩擦力。
液體只有在流動(或有流動趨勢)時才會呈現出粘性,靜止液體不呈現粘性。
2) 粘度
A動力粘度  在圖2-1中,由于液體粘性和液體與固體壁面間作用力的共同影響,兩平行平板間各層的速度分布從上到下按線性規律變化。

圖2-1 液體粘性的表示
液體流動時相鄰液層間的內摩擦力Ff為:
  
式中,µ為粘性系數或動力粘度。
單位面積上的內摩擦力為
                            
動力粘度的物理意義是:液體在單位速度梯度下,單位面積上的內摩擦力大小。
動力粘度的單位
在國際單位制中,µ的單位為Pa·s(帕·秒)或N·s/m2 (牛·秒/米2),
在厘米·克·秒(CGS)制中, µ的單位為P(泊)或cP(厘泊)或dyn·s/cm2 (達因·秒/厘米2),
相互關系:1Pa·s=10P=103cP;µ具有力、長度、時間的量綱,即具有動力學的量,故叫動力粘度。
B運動粘度  在同一溫度下,液體的動力粘度µ與它的密度之比,即
                         
運動粘度的單位
在國際單位制中,ν的單位為m2/s, 在CGS制中, ν的單位為cm2/s(St)(斯),
工程上常用cSt(厘斯)來表示,1St=100 cSt。
運動粘度具有長度和時間的量綱,具有運動學的量,故叫運動粘度。
運動粘度用來標志液體的粘度,如40號全損耗系統用油就是指這種全損耗系統用油在40℃時的運動粘度ν的平均值為40 cSt(厘斯)。
C相對粘度  是特定測量條件下制定的,又稱為條件粘度。有恩氏粘度ºE,通用賽氏秒SUS,商用雷氏秒(R1S),巴氏度0B等。
恩氏粘度的測定方法為:將200mL 溫度為℃的被測液體裝入恩氏粘度計的容器內,讓此液體從底部Φ2.8mm的小孔流盡所需時間t1,再測出相同體積溫度為20℃的蒸餾水在同一粘度計流盡所需的時間t2,這兩個時間之比即為被測液體在t℃下的恩氏粘度(見測量示意圖),即

恩氏粘度與運動粘度間的換算關系式為
                
粘度與溫度的關系  當油溫升高時,其粘度顯著下降,這一特性稱為油液的粘溫特性,如圖2-2所示。

5.液壓系統對工作介質的性能要求
不同工作機械、不同使用條件的液壓系統對工作介質的要求有很大不同。工作介質應主要具備以下性能
要有合適的粘度和較好的粘—溫特性,要有良好的潤滑性能。
防腐性、防銹性要好,抗泡沫性、抗乳化性、抗磨性要好。
抗氧化性、抗剪切穩定性、抗空氣釋放性、抗水解安定性要好,抗低溫性要好。
與金屬和密封件、橡膠軟管、涂料等的相容性要好。
流動點和凝固點要低,閃點和燃點高,比熱容和熱導率要大,體積膨脹要小。
6.工作介質的類型與選用
(1)工作介質類型  見表2-2。
表2-2工作介質的類型


工 作 介 質
類別 組成與特性 代號
石油基液壓油 無添加劑石油基液壓液
HH+抗氧化劑、防銹劑
HL+抗磨劑、HL+增粘劑
HM+增粘劑、
HM+防爬劑
L-HH
L-HL
L-HM、L-HR
L-HV
L-HG
難燃液壓油 含水
液壓油
高含水液壓油 水包油乳化液 L-HFA L-HFAE
水的化學溶液 L-HFAS
油包水乳化液 L-HFB
水-乙二醇 L-HFC
  合成
液壓油
磷酸脂 L-HFDR
氯化烴 L-HFDS
HFDR+HFDS L-HFDT
其他合成液壓油 L-HFDU
(2)工作介質的選用  在選擇工作介質時,需考慮的因素主要是
1)液壓系統的環境條件  如氣溫的變化情況,系統的冷卻條件,有無高溫熱源和明火,抑制噪聲能力,廢液再生處理及環保要求。
2)液壓系統的工作條件  如壓力范圍、液壓泵的類型和轉速、溫度范圍、與金屬及密封和涂料的相容性、系統的運轉時間和工作特點等。其中,液壓泵的工作條件是選擇液壓油的重要依據,應盡可能滿足液壓泵樣本中提出的油品要求,系統壓力和執行裝置工作速度也是選擇液壓油的重要依據。
3)液壓油的性質  如液壓油的理化指標和使用性能,各類液壓油的特性等。
4)經濟性和供貨情況  如液壓油的價格、使用壽命、對液壓元件壽命的影響、當地油品的貨源以及維護、更換的難易程度等。


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