第1章 氣壓及液壓控制技術(shù)基礎(chǔ)

數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)

氣壓與液壓控制技術(shù)基礎(chǔ)常州市劉國(guó)鈞職教中心梅榮娣第1章氣壓與液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)目的任務(wù)了解工作介質(zhì)的主要物理性質(zhì)掌握氣壓與液壓傳動(dòng)的基本原理。即靜壓傳遞原理，連續(xù)性原理，伯努利方程等熟悉理想氣體的狀態(tài)方程明確液壓油的選用方法

1.1工作介質(zhì)的主要物理性質(zhì)一.密度二.黏性三.可壓縮性四.空氣的濕度一.密度1.定義單位體積內(nèi)物體的質(zhì)量稱為密度，用ρ表示，單位為kg/m3。ρ＝m/v式中m——物體的質(zhì)量（kg）v——物體的體積(m3)2.空氣的密度

空氣在不同的溫度，壓力和濕度的條件下可分為三類：自由空氣，正常狀態(tài)空氣及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)空氣。自由空氣即我們生活于地球上的空氣，隨著氣壓、溫度、位置、時(shí)間而發(fā)生變化，不屬于氣壓傳動(dòng)的空氣開(kāi)源，正常狀態(tài)空氣是只溫度在0℃，絕對(duì)壓力760mmHg狀態(tài)下的干燥空氣，其密度為1.3kg/m3標(biāo)準(zhǔn)裝空氣是指溫度20℃、絕對(duì)壓力760mmHg，相對(duì)濕度為75%的空氣，其密度為1.2kg/m3。正常狀態(tài)下的空氣是氣壓傳動(dòng)的空氣來(lái)源。

礦物油型液壓油的密度隨溫度的上升而有所減小，隨著溫度的下降而有所增加，但變動(dòng)值很小，可忽略不計(jì)。我國(guó)采用20℃時(shí)游液的密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度，一般液壓油的密度為900kg/m3。3.油液的密度二.黏性流體（液體與氣體總稱）在氣體總稱力的左右下流動(dòng)（或有流動(dòng)趨勢(shì)）時(shí)，分子見(jiàn)的內(nèi)聚力阻止分子想對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這種性質(zhì)叫流體的黏性。流體只有在流動(dòng)（或有流動(dòng)趨勢(shì)）時(shí)才會(huì)呈現(xiàn)黏性，靜止流體是不呈現(xiàn)黏性的。正是由于氣體和液體具有黏性才導(dǎo)致在它們流動(dòng)時(shí)的能力損失。1.定義流體的黏性用動(dòng)力黏度M來(lái)表示，其法定計(jì)量單位是帕·秒（Pa·s）。溫度對(duì)空氣黏度的影響不大，氣體比液體的動(dòng)力黏度也小的多。例如，在200℃時(shí)，空氣的ч=1.81*10-6pa·s，而某液壓油的ч=5*10-2pa·s，因此，在管道內(nèi)流動(dòng)的速度相同條件下，液壓油的流動(dòng)損失比空氣的流動(dòng)損失大得多。2.黏性的指標(biāo)液壓油的黏度對(duì)溫度的變化極為敏感，溫度升高，黏度下降。不同種類的液壓油的黏度隨溫度變化的程度各不相同，除溫度對(duì)黏度有影響外，壓力對(duì)黏度也有影響。液體所受壓力增大是，其內(nèi)聚力增大，黏度也隨之增大。但對(duì)與一般的液壓系統(tǒng)，當(dāng)壓力在32Mpa以下時(shí)，壓力對(duì)黏度的影響不大，可以忽略不計(jì)。當(dāng)壓力較高時(shí)或壓力變化較大時(shí)，黏度的變化則不容忽視。3.黏性的影響因素三.可壓縮性流體受壓力作用后發(fā)生體積變化的性質(zhì)稱為流體的可壓縮性。對(duì)于一般液壓系統(tǒng)壓力不高時(shí)，液體的可壓縮性很小，因此可以為液體是不可壓縮的，而在壓力變化很大的高壓系統(tǒng)中，就必須考慮液體可壓縮性的影響。因?yàn)闅怏w的可壓縮性比液體要大得多，由于液壓系統(tǒng)的實(shí)際工作油液中常常存在這可壓縮性很大的游離氣泡，當(dāng)受要領(lǐng)體積較大，工作壓力過(guò)高，液體可壓縮性顯著提高，將嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的工作性能，因此，在液壓系統(tǒng)中應(yīng)使油液中的空氣含量減少到最低。1.油液的可壓縮性2.空氣的可壓縮性空氣的體積受溫度和壓力的影響較大，有明顯的可壓縮性。溫度越高壓力越大?？諝獾目蓧嚎s性較大，只有在特定的情況下才能把空氣看做是不可壓縮?？諝馊菀讐嚎s，有時(shí)利用空氣的儲(chǔ)存，但難以實(shí)現(xiàn)氣缸的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)和低速運(yùn)動(dòng)。四.空氣的濕度

不含水蒸氣的空氣稱為空氣，含有水蒸氣的空氣稱為濕空氣?？諝庾鳛閭鲃?dòng)介質(zhì)，其干濕程度對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命有直接的影響。濕空氣含水分的程度用濕度和含濕量表示。濕度的表示方法有絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度。通常情況下，空氣的相對(duì)濕度在60%-70%范圍內(nèi)，人體感覺(jué)舒適。氣壓傳動(dòng)技術(shù)條件中規(guī)定各種閥的工作介質(zhì)想對(duì)空氣不得大于90%。

1.濕度的指標(biāo)2.絕對(duì)濕度定義意義3.相對(duì)濕度定義意義1.2氣壓與液壓傳動(dòng)的基本概念一.氣壓與液壓傳動(dòng)的兩個(gè)基本參數(shù)1.壓力(1)概念

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。(2)表示方法絕對(duì)壓力—以絕對(duì)零壓為基準(zhǔn)所測(cè)相對(duì)壓力—以大氣壓力為基準(zhǔn)所測(cè)絕對(duì)壓力=大氣壓力+相對(duì)壓力相對(duì)壓力（表壓）=絕對(duì)壓力–大氣壓力真空度=大氣壓力–絕對(duì)壓力注意：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中所測(cè)壓力均為相對(duì)壓力即表壓力(3)靜壓傳遞原理在密閉容器內(nèi)，液體表面的壓力可等值傳遞到液體內(nèi)部所有各點(diǎn)。根據(jù)帕斯卡原理：p=F/A液壓系統(tǒng)壓力形成p=F/AF=0p=0F↑p↑F↓p↓

結(jié)論：液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于負(fù)載并且隨著負(fù)載的變化而變化。2.流量(1)概念單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某通流截面液體體積(2)連續(xù)性原理理想液體在管道中恒定流動(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。忽略液體可壓縮性，則v1A1=v2A2

或q

=vA=常數(shù)結(jié)論：液體在管道中流動(dòng)時(shí)，流過(guò)各個(gè)斷面的流量是相等的，因而流速和過(guò)流斷面成反比。(3)伯努利方程二.壓力損失和流量損失1.壓力損失(1)定義液體沿等徑直管流動(dòng)時(shí)，由于液體的黏性摩擦和質(zhì)點(diǎn)的相互擾動(dòng)作用，而產(chǎn)生的壓力損失。(2)影響(3)措施2.流量損失(1)原因(2)影響(3)措施三.理想氣體的狀態(tài)方程1.等溫過(guò)程(1)條件(2)狀態(tài)方程2.等容過(guò)程(1)條件(2)狀態(tài)方程3.等壓過(guò)程(1)條件(2)狀態(tài)方程4.絕熱過(guò)程(1)條件(2)狀態(tài)方程1.3液壓油的選用(1)黏度的選擇1.環(huán)境溫度2.系統(tǒng)的工作壓力3.運(yùn)動(dòng)速度4.設(shè)備的特殊要求5.液壓泵的類型(2)品種的選擇1.4氣壓與液壓傳動(dòng)的發(fā)展1.特點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)(2)缺