第二節(jié)液壓泵

1、第一章第一章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)液壓傳動(dòng)利用液體的壓力能傳遞能量。液壓傳動(dòng)利用液體的壓力能傳遞能量。n舉例：液壓千斤頂go第一章第一章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)第一章第一章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)n舉例：挖掘機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及圖形符號(hào)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及圖形符號(hào) 用國家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)繪制 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)回路圖半結(jié)構(gòu)式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)回路圖動(dòng)力元件動(dòng)力元件機(jī)械能轉(zhuǎn)化成液壓能機(jī)械能轉(zhuǎn)化成液壓能泵泵執(zhí)行元件執(zhí)行元件液壓能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能液壓能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能缸、馬達(dá)缸、馬達(dá)控制元件控制元件控制油液的流動(dòng)方向、控制油液的流動(dòng)方向、調(diào)節(jié)壓力和流量調(diào)節(jié)壓力和流量各種閥各種閥輔助元件輔助元件輔助作用輔助作用濾油

2、器、油箱、濾油器、油箱、密封件、管件密封件、管件等等工作介質(zhì)工作介質(zhì)傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力、潤滑潤滑、密封密封、冷卻冷卻液壓油液壓油液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)1.流量和壓力具有良好的可控流量和壓力具有良好的可控性，可實(shí)現(xiàn)較寬的調(diào)速范圍，性，可實(shí)現(xiàn)較寬的調(diào)速范圍，能較方便地實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；能較方便地實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；2.易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；3.具有防銹和自潤滑能力，使具有防銹和自潤滑能力，使用壽命長；用壽命長；4.在輸出同等功率條件下，液在輸出同等功率條件下，液壓傳動(dòng)體積小，重量輕，即壓傳動(dòng)體積小，重量輕，即動(dòng)力密度大；動(dòng)力密度大；5.便于布

3、局，適宜中距離傳輸便于布局，適宜中距離傳輸和分配動(dòng)力；和分配動(dòng)力；6.易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化及自動(dòng)化等。通用化及自動(dòng)化等。1.由于泄漏和管道的彈性變形由于泄漏和管道的彈性變形等原因，液壓傳動(dòng)不宜用于等原因，液壓傳動(dòng)不宜用于傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場合；傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場合；2.液壓傳動(dòng)如密封不嚴(yán)或零件液壓傳動(dòng)如密封不嚴(yán)或零件磨損后產(chǎn)生滲漏，影響工作磨損后產(chǎn)生滲漏，影響工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和系統(tǒng)效機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和系統(tǒng)效率，而且污染環(huán)境；率，而且污染環(huán)境；3.液壓系統(tǒng)混入空氣后，會(huì)產(chǎn)液壓系統(tǒng)混入空氣后，會(huì)產(chǎn)生爬行和噪聲等；生爬行和噪聲等；4.液壓傳動(dòng)的能量損失較大，液壓傳

4、動(dòng)的能量損失較大，系統(tǒng)效率較低；系統(tǒng)效率較低；5.故障不易查找等。故障不易查找等。液壓千斤頂簡化模型液壓傳動(dòng)的基本特征 n力的力的關(guān)系關(guān)系 結(jié)論：在液壓傳動(dòng)中工作壓力取決于負(fù)載。液壓傳動(dòng)的基本特征 121AAFWn運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)關(guān)系關(guān)系 結(jié)論：結(jié)論： 活塞的運(yùn)動(dòng)速度反比于活塞面積，可以通過對活塞面積活塞的運(yùn)動(dòng)速度反比于活塞面積，可以通過對活塞面積的控制來控制速度。的控制來控制速度?；钊苿?dòng)速度正比于流入液壓缸中油液流量活塞移動(dòng)速度正比于流入液壓缸中油液流量q q，與負(fù)載無與負(fù)載無關(guān)。也就是說，活塞的運(yùn)動(dòng)速度可以通過改變流量的方式關(guān)。也就是說，活塞的運(yùn)動(dòng)速度可以通過改變流量的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)?；谶@一點(diǎn)，

5、液壓傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。進(jìn)行調(diào)節(jié)?；谶@一點(diǎn)，液壓傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。液壓傳動(dòng)的基本特征 AqvAAvvhAhA21122211液壓傳動(dòng)的基本特征液壓傳動(dòng)的基本特征n功率關(guān)系功率關(guān)系 在不計(jì)各種功率損失的條件下，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的輸出在不計(jì)各種功率損失的條件下，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的輸出功率功率W v2等于輸入功率等于輸入功率F v1 ，并且液壓傳動(dòng)中的功率可以并且液壓傳動(dòng)中的功率可以用壓力用壓力p和流量和流量q的乘積來表示。的乘積來表示。 總結(jié)：在液壓傳動(dòng)中壓力總結(jié)：在液壓傳動(dòng)中壓力p和流量和流量q是最基本、最是最基本、最重要的兩個(gè)參數(shù)。重要的兩個(gè)參數(shù)。 qpvWvFP211第一節(jié)第一節(jié) 流體力學(xué)基

6、本概念流體力學(xué)基本概念一、液體的粘性一、液體的粘性 液體在外力作用下液體在外力作用下流動(dòng)或有流動(dòng)趨勢流動(dòng)或有流動(dòng)趨勢時(shí)，液體時(shí)，液體內(nèi)分子間的內(nèi)聚力要阻止液體分子間的相對運(yùn)動(dòng)，內(nèi)分子間的內(nèi)聚力要阻止液體分子間的相對運(yùn)動(dòng)，由此產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這種特性稱為粘性。由此產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這種特性稱為粘性。 注：靜止液體不呈現(xiàn)粘性注：靜止液體不呈現(xiàn)粘性 粘性示意圖粘性示意圖 牛頓液體內(nèi)摩擦定律：牛頓液體內(nèi)摩擦定律：液層間的內(nèi)摩擦力與液層接液層間的內(nèi)摩擦力與液層接觸面積及液層之間的速度成正比。觸面積及液層之間的速度成正比。 F = A du/dy粘性示意圖Home粘性大小的衡量粘性大小的衡量1.1.動(dòng)力

7、粘度動(dòng)力粘度（又稱為絕對粘度又稱為絕對粘度） = =d dy y/d/du u （N Ns/ms/m2 2） 物理意義：物理意義：液體在單位速度梯度下流動(dòng)時(shí)，液體在單位速度梯度下流動(dòng)時(shí)，接觸液層間單位面積上內(nèi)摩擦力。接觸液層間單位面積上內(nèi)摩擦力。 單位：單位：國際單位（國際單位（SISI制）中為帕制）中為帕秒（秒（PaPaS S） 或牛頓或牛頓秒秒/ /米米2 2（N NS/mS/m2 2）；）； 以前沿用的單位：泊（以前沿用的單位：泊（P P）、）、厘泊厘泊（CPCP） 換算關(guān)系：換算關(guān)系： 1 1PaPaS = 10P =10S = 10P =103 3 CP CPgo2.2.運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)

8、粘度: :動(dòng)力粘度與液體密度之比值動(dòng)力粘度與液體密度之比值公式：公式：= /物理意義：物理意義：無（只是因?yàn)闊o（只是因?yàn)? /在流體力學(xué)中經(jīng)常在流體力學(xué)中經(jīng)常 出現(xiàn)出現(xiàn) 用用代替（代替（/）單位：單位： SISI制：制： m m2 2/S/S CGS CGS制：制： StSt（斯）、斯）、 cStcSt（厘斯）厘斯） 換算關(guān)系：換算關(guān)系：1 1m m2 2/S = 10/S = 104 4St =10St =106 6cStcSt液壓油牌號(hào)標(biāo)注：液壓油牌號(hào)標(biāo)注：L LHL22HL22號(hào)液壓油，指這種油在號(hào)液壓油，指這種油在40 時(shí)的平均運(yùn)動(dòng)粘度為時(shí)的平均運(yùn)動(dòng)粘度為2222cStcSt。go粘性

9、大小的衡量粘性大小的衡量3.3.相對粘度（條件粘度）相對粘度（條件粘度） 在一定條件下，利用某種規(guī)格的粘度計(jì)，通在一定條件下，利用某種規(guī)格的粘度計(jì)，通過測定潤滑油穿過規(guī)定孔道的時(shí)間來進(jìn)行計(jì)量的過測定潤滑油穿過規(guī)定孔道的時(shí)間來進(jìn)行計(jì)量的粘度。粘度。恩氏度恩氏度0 0E E 中國、德國、前蘇聯(lián)等用中國、德國、前蘇聯(lián)等用賽氏秒賽氏秒SSU SSU 美國用美國用雷氏秒雷氏秒R R 英國用英國用巴氏度巴氏度0 0B B 法國用法國用用恩式粘度計(jì)測定液壓油的恩氏粘度用恩式粘度計(jì)測定液壓油的恩氏粘度恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度之間的換算關(guān)系：恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度之間的換算關(guān)系：=（7.317.310 0E-6.31/E

10、-6.31/0 0E E）1010-6 -6 （m m2 2/s/s）go粘性大小的衡量粘性大小的衡量用恩式粘度計(jì)測定液壓油的恩氏粘度用恩式粘度計(jì)測定液壓油的恩氏粘度 把把體積為體積為200mL、溫度為溫度為t的被測液體的被測液體裝入恩氏粘度計(jì)的容器內(nèi)，測出液體經(jīng)容器裝入恩氏粘度計(jì)的容器內(nèi)，測出液體經(jīng)容器底部直徑為底部直徑為2.8mm的小孔流盡所需時(shí)間的小孔流盡所需時(shí)間t1(s)，并將它和同體積的蒸餾水在并將它和同體積的蒸餾水在20時(shí)流過同一時(shí)流過同一小孔所需時(shí)間小孔所需時(shí)間t2(s) 相比，其比值即是被測液相比，其比值即是被測液體在溫度體在溫度t下的恩氏粘度，即下的恩氏粘度，即 Et= t2

11、/t1。一般。一般以以20、40和和100作為測定液體恩氏粘度作為測定液體恩氏粘度的標(biāo)準(zhǔn)溫的標(biāo)準(zhǔn)溫度，由此而得到的恩氏粘度分別用度，由此而得到的恩氏粘度分別用 E20， E40和和 E100來標(biāo)記。來標(biāo)記。Home1.1.粘度和壓力的關(guān)系粘度和壓力的關(guān)系 p，F(xiàn)，隨隨p p而而，壓力較小時(shí)忽略，壓力較小時(shí)忽略，3232MpaMpa以以 上才考慮上才考慮2.2.粘度和溫度的關(guān)系粘度和溫度的關(guān)系 溫度溫度，內(nèi)聚力，內(nèi)聚力， 粘度隨溫度變化的關(guān)系叫粘溫特性，粘度粘度隨溫度變化的關(guān)系叫粘溫特性，粘度隨溫度的變化較小，即粘溫特性較好隨溫度的變化較小，即粘溫特性較好。Home粘度與壓力和溫度的關(guān)系粘度與壓

12、力和溫度的關(guān)系二、壓力的概念二、壓力的概念作用于液體上的力作用于液體上的力質(zhì)量力質(zhì)量力表面力表面力重力重力慣性力慣性力外力外力內(nèi)力內(nèi)力或或切向力切向力法向力法向力作用于液體作用于液體 的所有質(zhì)點(diǎn)的所有質(zhì)點(diǎn)作用于作用于 液體表面液體表面液體的靜壓力液體的靜壓力 p=F/A定義：定義：液體單位面積上所受的法向力，液體單位面積上所受的法向力， 物理學(xué)中稱壓強(qiáng)，液壓傳動(dòng)中習(xí)慣稱壓力。物理學(xué)中稱壓強(qiáng)，液壓傳動(dòng)中習(xí)慣稱壓力。1 1、壓力及其特性、壓力及其特性靜壓力的兩個(gè)特性靜壓力的兩個(gè)特性n液體靜壓力的方向總是作用面的內(nèi)法線方向。液體靜壓力的方向總是作用面的內(nèi)法線方向。n靜止液體內(nèi)任意一點(diǎn)的各個(gè)方向的靜壓

13、力的靜止液體內(nèi)任意一點(diǎn)的各個(gè)方向的靜壓力的值相等。值相等。 3）連通器內(nèi)同一液體中深度連通器內(nèi)同一液體中深度h相同的各點(diǎn)壓力都相相同的各點(diǎn)壓力都相等。壓力相等的點(diǎn)組成的面叫等壓面等。壓力相等的點(diǎn)組成的面叫等壓面.2、液體靜壓力基本方程、液體靜壓力基本方程GFApAp0GFApAp0FG是液柱重力，F(xiàn)G=ghA 結(jié)論：結(jié)論：1）靜止液體中任何一點(diǎn)的靜壓力為作用在液面的靜止液體中任何一點(diǎn)的靜壓力為作用在液面的 壓力壓力p0 和液體重力所產(chǎn)生的壓力和液體重力所產(chǎn)生的壓力gh之和。之和。 2）液體中的靜壓力隨著深度液體中的靜壓力隨著深度h的增加而線性增加。的增加而線性增加。ghppAghApAp003

14、、壓力的傳遞、壓力的傳遞 密閉容器中的靜止液體，密閉容器中的靜止液體，當(dāng)外加壓力發(fā)生變化時(shí)，液當(dāng)外加壓力發(fā)生變化時(shí)，液體內(nèi)任一點(diǎn)的壓力將發(fā)生同體內(nèi)任一點(diǎn)的壓力將發(fā)生同樣大小的變化。即施加于靜樣大小的變化。即施加于靜止液體上的壓力可以等值傳止液體上的壓力可以等值傳遞到液體內(nèi)各點(diǎn)。遞到液體內(nèi)各點(diǎn)。 帕斯卡原理帕斯卡原理 由此可見，缸筒內(nèi)的液體壓力是由外界負(fù)由此可見，缸筒內(nèi)的液體壓力是由外界負(fù)載決定的，這是液壓傳動(dòng)中的一個(gè)基本概念。載決定的，這是液壓傳動(dòng)中的一個(gè)基本概念。 液壓千斤頂是帕斯卡原理在工程中的應(yīng)用實(shí)例。液壓千斤頂是帕斯卡原理在工程中的應(yīng)用實(shí)例。 4 4、壓力的表示方法及單位、壓力的表示方

15、法及單位測壓兩基準(zhǔn)測壓兩基準(zhǔn)絕對壓力絕對壓力以絕對零壓（絕對真空）為基準(zhǔn)以絕對零壓（絕對真空）為基準(zhǔn)相對壓力相對壓力以大氣壓力為基準(zhǔn)以大氣壓力為基準(zhǔn)關(guān)系：關(guān)系：絕對壓力絕對壓力 = 大氣壓力大氣壓力 + 相對壓力相對壓力相對壓力（表壓）相對壓力（表壓）= 絕對壓力絕對壓力 大氣壓力大氣壓力真空度真空度 = 大氣壓力大氣壓力 絕對壓力絕對壓力 單位：單位：國際國際 Pa 、N/m/m2 2 工程工程 MPa 、at 、mH2O 、 mmHg 、 bar 換算：換算：1 bar 105 Pa例題例題1、 如圖所示，容器內(nèi)充滿油液，活塞上作用力為如圖所示，容器內(nèi)充滿油液，活塞上作用力為10kN10k

16、N，活塞的面積，活塞的面積A A=10=10-2-2m m2 2 ，問活塞下方問活塞下方0.5m0.5m處的壓力等于多少處的壓力等于多少?(?(油液的密度油液的密度=900kg/m=900kg/m3 3) ) ghpp0解：根據(jù)活塞和液面接觸處的壓力活塞和液面接觸處的壓力p0=F/A=10103/10-2=106Pa所以深度為所以深度為0.5m0.5m處的液體的壓力為處的液體的壓力為1MPaPa10Pa10044. 14410105 . 08 . 99001066660ghpp5 5、液體對固體壁面的作用力、液體對固體壁面的作用力1 液體對平面的作用液體對平面的作用 F = pA如：如： 液壓

17、缸，若設(shè)活塞直徑為液壓缸，若設(shè)活塞直徑為D，則，則 F = pA = pD2/4 DpF5 5、液體對固體壁面的作用力、液體對固體壁面的作用力 2 液體對曲面的作用液體對曲面的作用 Fx = pAx結(jié)論：曲面在某一方向上所受的作用力，等于液體壓結(jié)論：曲面在某一方向上所受的作用力，等于液體壓力與曲面在該方向的垂直投影面積之乘積。力與曲面在該方向的垂直投影面積之乘積。241dpF三、液體液體動(dòng)力學(xué)的概念和兩個(gè)方程動(dòng)力學(xué)的概念和兩個(gè)方程n理想液體理想液體 既無粘性又不可壓縮的假想液體。由于液體流動(dòng)既無粘性又不可壓縮的假想液體。由于液體流動(dòng)時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出粘性，因此在研究流動(dòng)液體時(shí)必須考時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出粘性，因此

18、在研究流動(dòng)液體時(shí)必須考慮的影響。為了分析問題簡便，通常先假設(shè)液體慮的影響。為了分析問題簡便，通常先假設(shè)液體是理想液體，推導(dǎo)出一些理想的簡單結(jié)論，而粘是理想液體，推導(dǎo)出一些理想的簡單結(jié)論，而粘性的影響則通過實(shí)驗(yàn)對理想的結(jié)論加以修正。性的影響則通過實(shí)驗(yàn)對理想的結(jié)論加以修正。1 1、基本概念、基本概念n流量流量 (q) 單位時(shí)間內(nèi)流過某一通流截面的液體的體積稱為流量。單位時(shí)間內(nèi)流過某一通流截面的液體的體積稱為流量。 單位單位：m3/s或或L/min。n平均流速（平均流速（v） 平均流速是通過整個(gè)通流截面的流量平均流速是通過整個(gè)通流截面的流量q與通流截與通流截面積面積A的比值。的比值。三、液體動(dòng)力學(xué)的

19、概念和兩個(gè)方程液體動(dòng)力學(xué)的概念和兩個(gè)方程n流量流量 (q)與與平均流速（平均流速（v）的關(guān)系）的關(guān)系 AqvvAq或2 2、連續(xù)性方程、連續(xù)性方程質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用1 1 連續(xù)性原理連續(xù)性原理理想液體在管道中定常流動(dòng)時(shí)，根據(jù)質(zhì)理想液體在管道中定常流動(dòng)時(shí)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，液體在管道內(nèi)既不能增多，也不能減少，因此量守恒定律，液體在管道內(nèi)既不能增多，也不能減少，因此在單位時(shí)間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應(yīng)恒等于流出液體的質(zhì)量。在單位時(shí)間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應(yīng)恒等于流出液體的質(zhì)量。2 2、連續(xù)性、連續(xù)性方方程程2 連續(xù)性方程連續(xù)性方程 1v1A1= =2v2A2 若忽略液體

20、可壓縮性若忽略液體可壓縮性 1=2則則 v1A1=v2A2或或 q=vA=常數(shù)常數(shù)2 2、連續(xù)性、連續(xù)性方方程程結(jié)論：結(jié)論：液體的流速與管道通流截面積成反比。液體的流速與管道通流截面積成反比。在具有分歧的管路中具有在具有分歧的管路中具有q1=q2+q3的關(guān)系的關(guān)系.通過流管任一通流截面的流量相等。通過流管任一通流截面的流量相等。3 3、伯努利方程、伯努利方程能量守恒定律：能量守恒定律：理想液體理想液體在管道中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，根在管道中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，根據(jù)能量守恒定律，同一管據(jù)能量守恒定律，同一管道內(nèi)任一截面上的總能量道內(nèi)任一截面上的總能量應(yīng)該相等應(yīng)該相等。（1）理想液體伯努利方程）理想液體伯努利方程1

21、-1截面上具有的能量截面上具有的能量211121gmvzmpm2-2截面上具有的能量截面上具有的能量222221gmvzmpm3 3、伯努利方程、伯努利方程 如果沒有能量損失，根據(jù)能量守恒定律，液體流經(jīng)如果沒有能量損失，根據(jù)能量守恒定律，液體流經(jīng)1-11-1截面截面和和2-22-2截面時(shí)的總能量是相等的，即截面時(shí)的總能量是相等的，即2222211121g21gmvzmpmmvzmpm若等式兩邊同乘以若等式兩邊同乘以/ /m即可得單位體積液體的能量方程即可得單位體積液體的能量方程2222211121g21gvzpvzp常數(shù)或者221gvzp3 3、伯努利方程、伯努利方程物理意義：物理意義：在密閉

22、管道內(nèi)作恒定流動(dòng)的理想液體具有三種形式在密閉管道內(nèi)作恒定流動(dòng)的理想液體具有三種形式的能量，即壓力能、位能和動(dòng)能。在流動(dòng)過程中，三種能量可的能量，即壓力能、位能和動(dòng)能。在流動(dòng)過程中，三種能量可以互相轉(zhuǎn)化，但各個(gè)通流截面上三種能量之和恒為定值。以互相轉(zhuǎn)化，但各個(gè)通流截面上三種能量之和恒為定值。（2）實(shí)際液體伯努利方程）實(shí)際液體伯努利方程動(dòng)能修正系數(shù)（層流時(shí)取動(dòng)能修正系數(shù)（層流時(shí)取 2，紊流時(shí)，紊流時(shí) 1）p pw w 能量損失能量損失應(yīng)用伯努利方程時(shí)必須注意的問題：應(yīng)用伯努利方程時(shí)必須注意的問題：（1）通流截面）通流截面1、2需順流向選取（否則需順流向選?。ǚ駝tp pw w為負(fù)值），為負(fù)值），且應(yīng)

23、選在緩變流動(dòng)的截面上。且應(yīng)選在緩變流動(dòng)的截面上。（2）通流截面中心在基準(zhǔn)面以上時(shí)，）通流截面中心在基準(zhǔn)面以上時(shí)，h取正值；反之取取正值；反之取負(fù)值。通常選取其中較低的通流截面作為基準(zhǔn)面。負(fù)值。通常選取其中較低的通流截面作為基準(zhǔn)面。 3 3、伯努利方程、伯努利方程wpgvgzpgvgzp222222111122例題例題2、02A1A22110 如圖所示，已知深如圖所示，已知深H H =10m=10m，截面，截面A A1 1=0.02m=0.02m2 2，截面，截面A A2 2=0.04m=0.04m2 2, ,求孔口的求孔口的出流流量以及點(diǎn)出流流量以及點(diǎn)2 2處的表壓力。處的表壓力。( (取取=

24、1,=1000kg/m=1,=1000kg/m2 2, ,不計(jì)損失不計(jì)損失) ) 解解 設(shè)1、2截面的中心位置為基準(zhǔn)面，對0-0截面和1-1截面列伯努利方程：在0-0截面：z0=H=10m，p0=pa（大氣壓），v10，0=1在1-1截面：z1=0，p1=pa（大氣壓），v1=？，1=1，pw=0，wpvzpvzp21111200002g2g 代入各參數(shù)可得代入各參數(shù)可得2121108 . 9vppaa所以所以 smv/14108 . 921例題例題2、孔口出流流量孔口出流流量smAvq/28. 002. 0143111對對2-22-2截面和截面和1-11-1截面列連續(xù)方程有截面列連續(xù)方程有

25、1122AvAv所以所以 smvAAv/71404. 002. 01212再對再對2-22-2截面和截面和1-11-1截面列伯努利方程截面列伯努利方程: :在在2-22-2截面截面: : z2 2=0=0，p2 2=?=?，v2 2=7m/s=7m/s，2 2=1, =1, pw w=0=0將將1 1、2 2截面上的數(shù)據(jù)代入截面上的數(shù)據(jù)代入212222121vpvpa所以點(diǎn)所以點(diǎn)2 2處的表壓力為處的表壓力為Pavvppa73500)714(100021212122222121、沿程壓力損失（粘性損失）、沿程壓力損失（粘性損失）產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：內(nèi)摩擦內(nèi)摩擦因粘性，液體分子間摩擦因粘性，液體

26、分子間摩擦外摩擦外摩擦液體與管壁間液體與管壁間 定義：定義：液體沿等徑直管流動(dòng)時(shí)，由于液體的粘性摩液體沿等徑直管流動(dòng)時(shí)，由于液體的粘性摩擦和質(zhì)擦和質(zhì) 點(diǎn)的相互擾動(dòng)作用，而產(chǎn)生的壓力損失。點(diǎn)的相互擾動(dòng)作用，而產(chǎn)生的壓力損失。 四、液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失四、液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失 由于實(shí)際液體都具有粘性，所以在流動(dòng)時(shí)必然由于實(shí)際液體都具有粘性，所以在流動(dòng)時(shí)必然要損耗一部分能量，這種能量損耗表現(xiàn)為液體的壓要損耗一部分能量，這種能量損耗表現(xiàn)為液體的壓力損失，壓力損失分兩類，即沿程壓力損失和局部力損失，壓力損失分兩類，即沿程壓力損失和局部壓力損失。壓力損失。1、沿程壓力損失、沿程壓力損失n層流時(shí)的壓力損失層

27、流時(shí)的壓力損失根據(jù)推導(dǎo)可得，當(dāng)液體在等直管作層流流動(dòng)時(shí)，通過整個(gè)通根據(jù)推導(dǎo)可得，當(dāng)液體在等直管作層流流動(dòng)時(shí)，通過整個(gè)通流截面的流量為流截面的流量為pldq1284 式中，式中，d d為管道的直徑（為管道的直徑（m m）；）；l為管道的長度（為管道的長度（m m）；）；為在為在道中流動(dòng)的液體的動(dòng)力粘度（道中流動(dòng)的液體的動(dòng)力粘度（PaPas s）；）；p p為管道為管道l l長度上的壓力降長度上的壓力降（PaPa），），p p= =p p1 1- -p p2 2；q q為通過管道的流量（為通過管道的流量（m m3 3/s/s）。）。1、沿程壓力損失、沿程壓力損失24/32128dlvppldq可導(dǎo)

28、出由式22vdlp實(shí)際應(yīng)用時(shí)的公式是為沿程阻力系數(shù)。對于圓管層流為沿程阻力系數(shù)。對于圓管層流, ,理論上理論上Re64 實(shí)際計(jì)算中，對金屬管取實(shí)際計(jì)算中，對金屬管取Re75橡膠管取橡膠管取Re80。1、沿程壓力損失、沿程壓力損失n紊流時(shí)的壓力損失紊流時(shí)的壓力損失22vdlp仍采用公式但式中的阻力系數(shù)但式中的阻力系數(shù)除與雷諾數(shù)除與雷諾數(shù)R Re e有關(guān)外，還與管壁的表面粗有關(guān)外，還與管壁的表面粗糙度有關(guān)，即糙度有關(guān)，即)/,(dRef式中的式中的為管壁的絕對粗糙度為管壁的絕對粗糙度 2、局部壓力損失、局部壓力損失 液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突變截面能及閥口、濾網(wǎng)等液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突變截

29、面能及閥口、濾網(wǎng)等局部裝置時(shí)，由于液流方向和流速均發(fā)生變化，因此液流會(huì)產(chǎn)局部裝置時(shí)，由于液流方向和流速均發(fā)生變化，因此液流會(huì)產(chǎn)生旋渦，并發(fā)生強(qiáng)烈的紊動(dòng)現(xiàn)象，由此而造成的壓力損失稱為生旋渦，并發(fā)生強(qiáng)烈的紊動(dòng)現(xiàn)象，由此而造成的壓力損失稱為局部壓力損失。局部壓力損失。 局部壓力損失的計(jì)算公式為局部壓力損失的計(jì)算公式為 22vp式中，式中，為局部阻力系數(shù)，各種局部裝置結(jié)構(gòu)的為局部阻力系數(shù)，各種局部裝置結(jié)構(gòu)的值可查有關(guān)值可查有關(guān)手冊。式中的手冊。式中的v為流體的平均流速，一般情況下均指局部阻力為流體的平均流速，一般情況下均指局部阻力后部的速度后部的速度。突然擴(kuò)大處的局部損失突然擴(kuò)大處的局部損失 3、管路

30、系統(tǒng)中總的壓力損失、管路系統(tǒng)中總的壓力損失應(yīng)用條件：應(yīng)用條件：兩相鄰局部損失之間的距離大于兩相鄰局部損失之間的距離大于直徑的直徑的1020倍。倍。n管路系統(tǒng)中總的壓力損失：管路系統(tǒng)中總的壓力損失：2222vvdlpppw五、流體流經(jīng)小孔的流量五、流體流經(jīng)小孔的流量 小孔一般可以分為三種：當(dāng)小孔的長徑比5 . 0/dl時(shí)，稱為薄壁小孔；4/dl時(shí)，稱為細(xì)長孔；4/5 . 0dl時(shí)，稱為短孔。 三種小孔的流量公式可用如下通式來表達(dá) mpKAq式中，式中，A為孔口截面面積（為孔口截面面積（m2 2）；）；p為小孔的前后壓差（為小孔的前后壓差（PaPa）；）；m為由孔為由孔口形狀決定的指數(shù)（薄壁孔口形

31、狀決定的指數(shù)（薄壁孔m=0.5=0.5；短孔；短孔0.50.5m1 1；細(xì)長孔；細(xì)長孔m=1) )。 如圖所示的液壓泵的流量q=25L/min，吸油管內(nèi)徑d=25mm，液壓泵的吸油口距液面高度h=0.4m，吸油口過濾器壓力降p=1.5104Pa，液壓油的密度=900kg/m3，在工作溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度為3210-6m2/s，求液壓泵吸油口處的真空度。例題例題3、解解 （1）吸油管內(nèi)油液的流速 smdqAqv/85. 060)1025(14. 31025442332例題例題3、（2）判斷吸油管內(nèi)油液的流動(dòng)狀態(tài)23206641032102585. 0Re63vd 層流，故=2（3）求真空度取1-1面

32、為基準(zhǔn)面，對1-1、2-2截面列伯努利方程有 wpvzpvzp22222211112g2g 在在1-1截面：截面：z0=0，p1=pa（大氣壓），（大氣壓），v10，1=2在在2-2截面：截面：z1=h=0.4m，p2=?，v2=0.85m/s，2=2Papvdlpppw15588105 . 1285. 090010254 . 066475242322例題例題3、將上式各參數(shù)代入伯努利方程可得將上式各參數(shù)代入伯努利方程可得1558885. 09004 . 08 . 990022 ppa 所以，吸油口處的真空度=pa-p2=9009.80.4+9000.852+15588 =3528+650+1

33、5588=4178+15588=19766Pa 單柱塞液壓泵的單柱塞液壓泵的工作原理及特點(diǎn)工作原理及特點(diǎn)1.具有若干個(gè)容具有若干個(gè)容積不斷變化的密積不斷變化的密封工作腔封工作腔; ;2.油箱油液絕對油箱油液絕對壓力壓力大氣壓力；大氣壓力；3.具有配流機(jī)構(gòu)。具有配流機(jī)構(gòu)。第二節(jié)第二節(jié) 液壓泵液壓泵液壓泵的分類液壓泵的分類1.根據(jù)泵輸出油液體積是否可調(diào)根據(jù)泵輸出油液體積是否可調(diào)變量泵變量泵定量泵定量泵液壓泵的分類液壓泵的分類2.根據(jù)泵的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)泵的結(jié)構(gòu)形式液壓泵液壓泵齒輪泵齒輪泵 葉片泵葉片泵 柱塞泵柱塞泵單作用葉片泵單作用葉片泵雙作用葉片泵雙作用葉片泵軸向柱塞泵軸向柱塞泵徑向柱塞泵徑向柱塞泵

34、內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵外嚙合齒輪泵外嚙合齒輪泵Go液壓泵的分類液壓泵的分類3.按輸油方向能否改變按輸油方向能否改變單單 向向雙雙 向向4.按使用壓力按使用壓力中壓中壓中高壓中高壓高壓高壓低壓低壓 2.5MPa2.5 8 MPa816 MPa 16MPa液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的主要性能參數(shù)1. 壓力壓力n工作壓力工作壓力 (p)泵實(shí)際工作時(shí)輸出油液的壓力。泵實(shí)際工作時(shí)輸出油液的壓力。（克服外荷載需要壓力）（克服外荷載需要壓力）n 額定壓力額定壓力 (pn)n最高允許壓力最高允許壓力 (p max )最大工作壓力最大工作壓力 泵在短時(shí)間內(nèi)允許超載使用的極限壓力。泵在短時(shí)間內(nèi)允許超載使用的極限

35、壓力。 如果如果p pn 即泵過載即泵過載p p n p max 2. 排量和流量排量和流量n排量排量 ( V ) 在沒有泄露的情況下，泵每轉(zhuǎn)一周所排出在沒有泄露的情況下，泵每轉(zhuǎn)一周所排出 的液體的體積。的液體的體積。n理論流量理論流量 ( qt ) 不考慮泄露的情況下，單位時(shí)間內(nèi)所排出不考慮泄露的情況下，單位時(shí)間內(nèi)所排出 液體的體積。液體的體積。 qt = Vn2. 排量和流量排量和流量n實(shí)際流量實(shí)際流量 ( q )n額定流量額定流量 (qn )q = qt-q指泵工作時(shí)實(shí)際輸出的流量。指泵工作時(shí)實(shí)際輸出的流量。 泵在額定轉(zhuǎn)數(shù)和額定壓力下輸出的實(shí)際流量。泵在額定轉(zhuǎn)數(shù)和額定壓力下輸出的實(shí)際流量

36、。 q qn qt 3.功率和效率功率和效率 n輸入功率輸入功率1) 液壓泵的功率液壓泵的功率n輸出功率輸出功率( Po )( Pi )電動(dòng)機(jī)的輸出功率電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pi = Ti = 2n TiPo=pq p (Pa) ; q(m3/s); Po(W)若忽略能量損失，則若忽略能量損失，則Po = Pi 實(shí)際上有能量損失實(shí)際上有能量損失 Po 1，兩對輪齒同時(shí)嚙合時(shí)，兩對輪齒同時(shí)嚙合時(shí)，兩對輪齒和前后泵蓋形成兩對輪齒和前后泵蓋形成 一個(gè)封閉容積，一個(gè)封閉容積，且大小發(fā)生變化。且大小發(fā)生變化。(2) 困油困油產(chǎn)生結(jié)果：產(chǎn)生結(jié)果：V封封p高壓油從一切可能泄漏的縫隙強(qiáng)行擠出高壓油從一切可能泄漏的縫

37、隙強(qiáng)行擠出，使軸和軸承受很大沖擊載荷，泵劇烈振動(dòng)，同時(shí)損耗增大，油使軸和軸承受很大沖擊載荷，泵劇烈振動(dòng)，同時(shí)損耗增大，油液發(fā)熱。液發(fā)熱。V封封p形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，引起振動(dòng)形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，引起振動(dòng)噪聲、汽蝕等噪聲、汽蝕等消除困油的方法：消除困油的方法：原則：原則： V封封， 通通壓油腔壓油腔V封封， 通通吸油腔吸油腔隔開吸壓油口隔開吸壓油口 在兩側(cè)泵蓋上開卸荷槽，將卸荷槽向吸油在兩側(cè)泵蓋上開卸荷槽，將卸荷槽向吸油腔側(cè)偏移。腔側(cè)偏移。方法：方法：(3) 徑向不平衡力徑向不平衡力液體沿圓周分布規(guī)律：液體沿圓周分布規(guī)律：從高壓腔到低壓腔，壓力沿從高壓腔到低壓腔，壓力沿齒輪圓周逐齒分級(jí)降低

38、。齒輪圓周逐齒分級(jí)降低。 p，徑向不平衡力增大。徑向不平衡力增大。結(jié)果：結(jié)果：軸承壽命，還可能使齒輪軸彎曲，導(dǎo)致齒頂與泵體軸承壽命，還可能使齒輪軸彎曲，導(dǎo)致齒頂與泵體摩擦加劇，使泵不能正常工作摩擦加劇，使泵不能正常工作。加速軸承磨損，降低加速軸承磨損，降低改善措施：改善措施： 1） 縮小壓油口，以減小壓力油作用面積；縮小壓油口，以減小壓力油作用面積；2） 適當(dāng)增大徑向間隙。適當(dāng)增大徑向間隙。提高外嚙合齒輪泵壓力的方法提高外嚙合齒輪泵壓力的方法減小徑向力減小徑向力 增大軸與軸承剛度增大軸與軸承剛度 *自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙 可采用如下方法可采用如下方法 原理：原理：將壓力油引到浮動(dòng)軸套

39、的外將壓力油引到浮動(dòng)軸套的外側(cè)，使軸套緊貼齒輪端面，側(cè)，使軸套緊貼齒輪端面，補(bǔ)償磨損，減小間隙。補(bǔ)償磨損，減小間隙。齒輪泵端間隙自動(dòng)補(bǔ)償齒輪泵端間隙自動(dòng)補(bǔ)償三葉片三葉片泵泵葉片泵在機(jī)床液壓系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣葉片泵在機(jī)床液壓系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、瞬間流量脈泛它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、瞬間流量脈動(dòng)微小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、使用壽命長等動(dòng)微小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、吸油性能差、優(yōu)點(diǎn)，但也存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、吸油性能差、對油液污染比較敏感等缺點(diǎn)。對油液污染比較敏感等缺點(diǎn)。葉片泵一般按每轉(zhuǎn)吸壓油次數(shù)，分為單葉片泵一般按每轉(zhuǎn)吸壓油次數(shù)，分為單作用（變量葉片泵）和

40、雙作用（定量葉片作用（變量葉片泵）和雙作用（定量葉片泵）兩種泵）兩種單作用葉片單作用葉片泵泵組成：組成：轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤、端蓋等偏心安裝油盤、端蓋等偏心安裝l 轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子；2 定子；定子；3 葉片葉片 工作原理：工作原理：V密密形成：定子、轉(zhuǎn)子、葉形成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配流盤圍成片、配流盤圍成 吸壓油腔隔開：吸壓油腔隔開：配油盤上封油區(qū)和葉片配油盤上封油區(qū)和葉片V密密變化變化(轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn))上半周，葉片伸出，上半周，葉片伸出， V密密吸油吸油 下半周，葉片縮回，下半周，葉片縮回， V密密，壓油壓油 單作用葉片泵的流量計(jì)算單作用葉片泵的流量計(jì)算1） 排量排量2）

41、 流量流量單作用葉片泵排量計(jì)算簡圖單作用葉片泵排量計(jì)算簡圖R R- -定子的內(nèi)徑定子的內(nèi)徑( (m);m);e e- -轉(zhuǎn)子與定子之間的偏心矩轉(zhuǎn)子與定子之間的偏心矩( (m);m);B B- -定子的寬度定子的寬度( (m);m);- -相鄰兩個(gè)葉片間的夾角相鄰兩個(gè)葉片間的夾角; ;z z- -葉片的個(gè)數(shù)葉片的個(gè)數(shù) ;=2=2/z/z 4 ReVzVB4ReiqVnBn理論流量：理論流量：4ReivvqqBn實(shí)際流量：實(shí)際流量：單作用葉片泵的特點(diǎn)單作用葉片泵的特點(diǎn)特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，吸壓油轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，吸壓油 各一次。各一次。 稱單作用式稱單作用式 2. 吸壓油口各半，徑向力吸壓油口各半

42、，徑向力 不平衡不平衡 稱非平衡（非卸荷式）稱非平衡（非卸荷式）3.改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心可改變流量。改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心可改變流量。5.泵內(nèi)葉片數(shù)越多泵內(nèi)葉片數(shù)越多,流量脈動(dòng)率越小。葉片應(yīng)流量脈動(dòng)率越小。葉片應(yīng) 取奇數(shù)，一般為取奇數(shù)，一般為13到到15。 4.壓油腔和吸油腔處的葉片的底部是分別和壓油壓油腔和吸油腔處的葉片的底部是分別和壓油 腔及吸油腔相通腔及吸油腔相通 。雙作用葉片泵雙作用葉片泵1.定子；定子；2.壓油腔；壓油腔；3.轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子；.葉片；葉片；.吸油腔吸油腔 工作原理工作原理: V密密形成：定子、轉(zhuǎn)子和相形成：定子、轉(zhuǎn)子和相鄰兩葉片、配流盤圍成鄰兩葉片、配流盤圍成 特點(diǎn)

43、：特點(diǎn)：1） 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)， 吸、壓油各兩次。吸、壓油各兩次。 稱雙作用式稱雙作用式 2） 吸、壓油口對稱，吸、壓油口對稱，徑向力平衡。徑向力平衡。 稱卸荷式稱卸荷式 定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、傳動(dòng)軸、殼體等油盤、傳動(dòng)軸、殼體等 組成：組成：雙作用葉片泵的流量計(jì)算雙作用葉片泵的流量計(jì)算 1） 排量排量 葉片每伸縮一次，葉片每伸縮一次，每兩葉片間油液的排出量為每兩葉片間油液的排出量為結(jié)論：結(jié)論：1) qt = f(幾何參數(shù)、幾何參數(shù)、 n)2） n = C, qt = C 雙作用葉片泵為定量泵雙作用葉片泵為定量泵 2） 流量流量V V= V密密max-V密密min

44、=/2(R=/2(R2 2-r-r2 2)B)Bq= qtv=2(R2-r2)Bnv 排量排量V V = 2 = 2z zV V= = 2(2(R R2 2- -r r2 2) )B Bqt= Vn=2(R2-r2)Bn雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1) 1. 配油盤配油盤 1 1，33壓油窗口壓油窗口 2 2，44吸油窗口吸油窗口 c c環(huán)形槽環(huán)形槽雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(2)2.定子曲線定子曲線四段圓弧和四段過渡曲線四段圓弧和四段過渡曲線阿基米德螺旋線阿基米德螺旋線組成組成:過渡曲線確定的原則：過渡曲線確定的原則：(1) 保證葉片貼緊在定子內(nèi)表保證葉片

45、貼緊在定子內(nèi)表面上；面上；(2)使葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)使葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)速度和加速度的變化均勻；速度和加速度的變化均勻；(3)使葉片對定子的內(nèi)表面的沖使葉片對定子的內(nèi)表面的沖擊盡可能小。擊盡可能小。通常選用的通常選用的過渡曲線：過渡曲線：“等加速一等減速等加速一等減速”曲線曲線高次曲線高次曲線Go雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(3)3.葉片傾角葉片傾角Go壓力角：壓力角： 定子對葉片的法向反力定子對葉片的法向反力FN N與與 葉片運(yùn)動(dòng)方向的夾角。葉片運(yùn)動(dòng)方向的夾角。傾角：傾角：葉片與徑向半徑的夾角。葉片與徑向半徑的夾角。葉片泵的葉片傾角一般取為葉片泵的葉片傾角一般取為

46、1014。FN N 分解分解FT T=FN Nsin垂直于葉片，增大了垂直于葉片，增大了摩擦，且易使葉片折斷摩擦，且易使葉片折斷 Fp p =FN Ncos和葉片底部液壓力平和葉片底部液壓力平衡衡 限壓式變量葉片泵限壓式變量葉片泵限壓式變量葉片泵的應(yīng)用限壓式變量葉片泵的應(yīng)用 執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要有快、慢速運(yùn)動(dòng)的場合執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要有快、慢速運(yùn)動(dòng)的場合 如：組合機(jī)床進(jìn)給系如：組合機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、快退等快退等 快進(jìn)或快退：用快進(jìn)或快退：用AB段段 工進(jìn)：工進(jìn)： 用用BC段段 Home四四 柱塞泵柱塞泵按柱塞排列方式按柱塞排列方式 徑向柱徑向柱塞泵塞泵軸向柱塞軸向柱塞泵泵閥配流式閥配流式軸配流式軸配流式直軸式直軸式 斜軸式斜軸式 徑向柱塞泵的工作原理徑向柱塞泵的工