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第五篇 液压传动
第14章 液压传动概论
液压传动是以受压的流体（油或合成液体）作为工作介质，利用液体的压力传递运动和动力的一种传动方式。它与机械传动相比具有许多优点，在现代工业中得到了广泛的应用。
14.1 液压传动工作原理及组成
14.1.1 液压传动工作原理
图14.1 液压千斤顶
14.1.2 液压传动的图形符号
图14.1所示的元件基本上都是用结构（或半结构）式的图形画出的示意图，称为结构原理图。它较直观，易为初学者接受，但图形复杂。目前广泛采用元件的图形符号来绘制液压系统图，这种图简单明了，便于阅读。
图14.2 汽车举升机构
14.1.3 液压传动系统的组成
液压传动系统一般由四部分组成 ：
动力装置 ；
执行元件 ；
控制调节装置 ；
辅助装置 。
14.1.4 液压传动系统的优、缺点
1．液压传动的优点
可在大范围内无级调速且调速性能良好；
传动装置平稳、反应快、冲击小，能快速启动、制动和频繁换向；
在相同输出功率的情况下质量轻、体积小、结构紧凑；
易于实现自动化，特别是电、液联合应用时，易于实现复杂的自动工作循环；
液压传动工作安全性好，易于实现过载保护，同时因采用油液为工作介质，相对运动表面间能自行润滑，故使用寿命较长；
液压元件已标准化、系列化和通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。
2．液压传动的缺点
由于泄漏及流体的可压缩性，无法保证严格的传动比；
当油温或载荷变化时，往往不易保持运动速度的稳定；
液压元件制造精度要求高，使用维护比较严格；
系统的故障原因有时不易查明。
14.2 液压传动基本知识
14.2.1 液压油及其主要性能
1．可压缩性
液体受压力后其容积发生变化的性质称为液体的可压缩性。矿物油的可压缩性对一般的中、低压系统可以忽略。而在大于10MPa的高压系统中这种影响很大，特别是当液体中混入空气时，其可压缩性将显著增加，并严重影响液压系统的工作性能，因此应使液压油中的空气含量尽量减少。
2．黏性
液体在流动中，液体与容器内壁的摩擦力称为外摩擦力；液体内部各点由于运动速度不等，也会产生内摩擦力，以阻止液层间的相对滑动，液体的这种性质称为黏性。
影响黏度的主要因素是温度和压力。温度升高，黏度下降，液压油的黏度随温度变化的性质称为黏温特性。液体所受压力增加时黏度也将随之增大，但在中、低压液压系统中压力变化很小，对黏度的影响可以忽略。
3．液压油的选用
液压油既是液压传动与控制的工作介质，又是各种液压元件的润滑剂，故应合理选用，主要是选择牌号。液压油牌号的选择主要是根据工作条件选用适当的黏度。
当环境温度较高或系统工作压力较大时，黏度要取得较大些，以防止系统中泄漏增大。而工作部件运动速度较高时，为减少由于与液体摩擦而造成的能量损失，宜选用黏度较低的液压油。教材表18.1为液压泵用油推荐表。
14.2.2 液体静力学简介
1．液体静压力
液体静压力是指液体处于静止状态时，单位面积上所受的法向作用力 。静压力在物理学中称压强。
压力的单位为帕斯卡（Pa即N/m2），简称帕。工程上常采用千帕（kPa）和兆帕（MPa）。
2．压力的表示方法
一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力。另一种是以大气压力作为基准所表示的压力，称为相对压力。
相对压力=绝对压力 大气压力
当绝对压力小于大气压力时，比大气压力小的那部分数值称为真空度。
3．压力的传递（帕斯卡原理）
在密闭的容器内施加于静止液体上的压力，将等值传递到液体内的各点。这就是静压传递的基本原理，即帕斯卡原理。
下图说明液压系统中的压力F取决于外界负载G。
14.2.3 液体动力学基础
1．基本概念
理想液体：在研究流动液体时，将既无黏性又无压缩性的液体称为理想液体，而把事实上的既有黏性又具有可压缩性的液体称为实际液体。
稳定流动：若液体中任一点的压力、流速和密度都不随时间变化而变化，这种流动称为稳定流动，反之就称非稳定流动。
1．基本概念
流量和流速是描述液流的两个主要参数。通常将垂直于液体流动方向的截面称过流断面（或通流面积）。流量Q是单位时间内流过通流面积的液体体积，单位为m3/s或L/min。
流速v是液体流过某通流面积的平均速度。
2．伯努利方程
伯努利方程的物理意义为：在管道内做稳定流动的理想液体具有三种形式的能量，即压力能、位能和动能，它们之间是可以互相转化的，但在任一通流面上这三种能量的总和是保持不变的。
3．压力损失
沿程压力损失：是指液体沿等截面直管流动时造成的压力损失。沿程压力损失可用达西公式计算
局部压力损失：是液流流经管道截面突然变化的弯管、管接头以及阀口等局部障碍处时的压力损失
大多数情况下总的压力损失以局部损失为主 。

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