101.6液压传动的两个重要参数 液压传动的两个重要参数是压力和流量 1.压力 (1)压力的概念图10.3所示为一密闵容器,容器内静止的油液受到 力和油液自重的作用。由于在液压系统中,通常是外力产生的压力比液体 重产生的压力大得多,为此可将液体自重产生的压力忽略不计。静止液体 单位面积上所受的法向力称为静压力,简称为压力。用公式表示为P= 式中:p——压力法定计量单位为Pa,压力值较大时用KPa或MPa) . A F油液受到的外力(N) A液体表面承压面积(m2) 静压力具有两个特性 1-飢件;2一活塞;3一活塞杆;4一油酸 ①油液内任意点受到的各方向的静压力都相等; 图10.3闭容3 ②静压力的方向为垂直指向受压表面。 (2)静压传递原理(帕斯卡原理)在密封容器内施加于静止 液体任一点的压力将以等值传递到液体中各点,这就是静压传递 原理,又称帕斯卡原理(图104)。图10.4中,设互相连通的两 缸A和B的面积分别为A、A2,作用力为和,则容器的压力分别 为F=PA根据静压传递原理有 故=B=P2 上式表明,只要A2/A足够大,就可用较小的力F产生很大的力F2 (负载力),若A2/A为一定值,则F2越大,所需的力F1也越大, 密封缸中的B压力也越大;若F2很小,则力也很小,当F2=0时, 图10.4静还传递原魁 p=0
10.1.6 液压传动的两个重要参数 液压传动的两个重要参数是压力和流量。 1．压力 （1）压力的概念 图10.3所示为一密闭容器，容器内静止的油液受到外 力和油液自重的作用。由于在液压系统中，通常是外力产生的压力比液体自 重产生的压力大得多，为此可将液体自重产生的压力忽略不计。静止液体在 单位面积上所受的法向力称为静压力，简称为压力。用公式表示为 式中:p——压力(法定计量单位为Pa，压力值较大时用KPa或MPa)； F——油液受到的外力(N)； A——液体表面承压面积(m2)。 F p A = 静压力具有两个特性： ①油液内任意点受到的各方向的静压力都相等； ②静压力的方向为垂直指向受压表面。 （2）静压传递原理（帕斯卡原理） 在密封容器内施加于静止 液体任一点的压力将以等值传递到液体中各点，这就是静压传递 原理，又称帕斯卡原理（图10.4）。图10.4中，设互相连通的两 缸A和B的面积分别为A1、A2，作用力为和，则容器的压力分别 为 , .根据静压传递原理有 故 上式表明，只要A2／Al足够大，就可用较小的力F1产生很大的力F2 （负载力），若A2／Al为一定值，则F2越大，所需的力F1也越大， 密封缸中的B压力也越大；若F2很小，则压力也很小，当F2=0时， p=0。 F p A 1 1 1 = F p A 2 2 2 = 1 2 p p p = = 1 1 2 2 F A F A =
101.6液压传动的两个重要参数 2.流量和平均流速 (1)流量流量是指单位时间内流过管道或液压缸某一截面的油液体积,通常用Q表示。 若在时间呐,流过管道或液压缸的油液体积为V,则流量为Q=/t. (2)额定流量额定流量指的是按试验标准规定,系统连续工作所必须保证的流量,是液 压元件的基本参数,应符合公称流量系列 (3)平均流速平均流速是种假想的流速,即按通流截面上各点流速相同所计算的流量 来代替实际的流量,即=QA. 由于油液之间和油液与管壁之间的摩擦力大小不同,故在油液流动时,在同·截面上各 点的真实流速并不相同,故用平均流速作近似计算。 (4)活塞或缸)运动速度与流量的关系活塞或缸)的运动是由于进入的油液迫使容积增 大而产生的,因此活塞减瓶运动速度与进入油液流量有直接关系。活塞(随油液淹动 动,因 用面积和流量之间的关系为:V=Q/A 巧5)液流连续性原理液体在管中作稳定流动时,由于液体是几乎不可压缩的,则液体在 流动过程中遵守质量守恒定律,在单位时间内液体通过任意截面的液体质量相等,就是说 液体流过无分支管道时在任截面上的流量定是相等的,这就是液流连续性原理(如图 10.5所示) Q1=Q AlV,=A V2 式中A、A2截面1、截面2的面积,单位为(m2) v1、2—液体通过截面1、截面2的流速, 单位为m/s(米/秒) 图10.5流连续性原
10.1.6 液压传动的两个重要参数 2．流量和平均流速 (1)流量 流量是指单位时间内流过管道或液压缸某一截面的油液体积，通常用Q表示。 若在时间t内，流过管道或液压缸的油液体积为V，则流量为 Q=V/t. (2)额定流量 额定流量指的是按试验标准规定，系统连续工作所必须保证的流量，是液 压元件的基本参数，应符合公称流量系列。 (3)平均流速 平均流速是一种假想的流速，即按通流截面上各点流速相同所计算的流量， 来代替实际的流量，即v=Q/A. 由于油液之间和油液与管壁之间的摩擦力大小不同，故在油液流动时，在同一截面上各 点的真实流速并不相同，故用平均流速作近似计算。 (4)活塞(或缸)运动速度与流量的关系 活塞(或缸)的运动是由于进入的油液迫使容积增 大而产生的，因此活塞(或缸)运动速度与进入油液流量有直接关系。活塞(或缸)随油液流动 而移动，因此活塞的运动速度与油缸的液体的流速相同。活塞(或缸)运动速度与活塞有效作 用面积和流量之间的关系为：v=Q/A. (5)液流连续性原理 液体在管中作稳定流动时，由于液体是几乎不可压缩的，则液体在 流动过程中遵守质量守恒定律，在单位时间内液体通过任意截面的液体质量相等，就是说， 液体流过无分支管道时在任一截面上的流量一定是相等的，这就是液流连续性原理(如图 10.5所示)。 Q1=Q2 A1v1=A2v2 式中：Al、A2——截面1、截面2的面积，单位为（m2）； v1、v2——液体通过截面1、截面2的流速， 单位为m／s (米／秒)
101.6液压传动的两个重要参数 3.压力损失、流量损失和功率 (1)液阻和压力损失油液由液压泵输出到进入液压缸,其间要经过直管、弯管、各种阀 孔等,由于油液具有粘性,油液各质点之间,油液与管壁之间会产生摩擦、碰撞等,对液体 的流动产生阻力,这种阻力称为液阻。 液阻要损耗一部分兮能量。这种能量损失主要表现为液流的压力损失。压力损失可分为沿 程损失和局部损失。沿程损失是液流经直管中的压力损失,而局部损失是液流经管道截面突 变或管道弯曲等局部位置的压力损失。压力损失会造成功率浪费,油液发热、泄漏增加,使 液压元件受热膨胀而“卡死”,所以必须尽量减少液阻,以减少压力损失 (2)泄漏和流量损失液压元件不可能绝对密封,总会有一定的间隙,当间隙两端有压力 差时,就会有油液从这些间隙流岀。从液压元件的密封间隙漏岀少量油液的瑍象叫泄漏。泄 漏分为内泄漏和外泄漏两种(图10.6) 内泄漏是液压元件内部高、低压腔内的泄漏,外泄漏是系 统内部油液漏到系统外部 泄漏必然导致流量损失,使液压泵输出的流量不能全部流 入液压缸等执行元件,从而影响液压元件的性能和液压系统 的正常工作 低压;2—高压:3一外泄:4—内泄漏 (3)液压传动功率的计算功率是单位时间内所作的功,用P 图10.6液压红中的泄语 表示,单位为W瓦或kW(干瓦)
10.1.6 液压传动的两个重要参数 3．压力损失、流量损失和功率 (1)液阻和压力损失 油液由液压泵输出到进入液压缸，其间要经过直管、弯管、各种阀 孔等，由于油液具有粘性，油液各质点之间，油液与管壁之间会产生摩擦、碰撞等，对液体 的流动产生阻力，这种阻力称为液阻。 液阻要损耗一部分能量。这种能量损失主要表现为液流的压力损失。压力损失可分为沿 程损失和局部损失。沿程损失是液流经直管中的压力损失，而局部损失是液流经管道截面突 变或管道弯曲等局部位置的压力损失。压力损失会造成功率浪费，油液发热、泄漏增加，使 液压元件受热膨胀而“卡死”，所以必须尽量减少液阻，以减少压力损失。 (2)泄漏和流量损失 液压元件不可能绝对密封，总会有一定的间隙，当间隙两端有压力 差时，就会有油液从这些间隙流出。从液压元件的密封间隙漏出少量油液的现象叫泄漏。泄 漏分为内泄漏和外泄漏两种（图10.6）。 内泄漏是液压元件内部高、低压腔内的泄漏，外泄漏是系 统内部油液漏到系统外部。 泄漏必然导致流量损失，使液压泵输出的流量不能全部流 入液压缸等执行元件，从而影响液压元件的性能和液压系统 的正常工作。 (3)液压传动功率的计算 功率是单位时间内所作的功，用P 表示，单位为W(瓦)或kW(千瓦)
101.6液压传动的两个重要参数 ①液压缸的输出功率因为功率等于力和速度的乘积,所以液压缸输出功率就等于负载阻力F和 活塞或缸)的运动速度的乘积,即= 由于F=Pv,所以液压缸输出功率可写为hn=a 式中:P缸—液压缸的输出功率(W p缸液压缸的最高工作压力(Pa) Q缸——液压缸的最大流量(m3/s ②液压泵的输出功率 P 式中:P泵—液压泵的输出功率w) p泵液压泵的最高工作压力(Pa) Q泵—液压泵输出的最大流量(m3/5),对定量泵而言,即为该泵的额定流量。 由于油液在管道中流动时有压力损失和流量损失,因此液压泵的输岀功率应大于液压缸的输 出功率 ③驱动液压泵的电动机功率的计算 由于存在机械摩擦、内泄漏等因素,故电动机(原动机)功率应比液压泵输出功率要大,两者之 比用表示,即 n总P电 式中:n—液压泵的总效率(外啮合齿轮泵的一般取063~0.9;叶片泵的取075~0.85;柱 塞泵的取0.8~09,或参照液压泵的产品目录) P泵液压泵的输出功率,kW; Pa驱动液压泵的电动机功率,kW。 驱动液压泵的电动机功率为 P: PsOs
10.1.6 液压传动的两个重要参数 ①液压缸的输出功率 因为功率等于力和速度的乘积，所以液压缸输出功率就等于负载阻力F和 活塞(或缸)的运动速度的乘积，即 P Fv = 由于 F p A = ，所以液压缸输出功率可写为 缸 缸 Q ，v= A P p Q 缸 = 缸 缸 式中：P缸——液压缸的输出功率(W)； p缸——液压缸的最高工作压力(Pa)； Q缸——液压缸的最大流量(m3/s)。 ②液压泵的输出功率 P p Q 泵 = 泵 泵 式中：P泵——液压泵的输出功率(w)； p泵——液压泵的最高工作压力(Pa)； Q泵——液压泵输出的最大流量(m3/s)，对定量泵而言，即为该泵的额定流量。 由于油液在管道中流动时有压力损失和流量损失，因此液压泵的输出功率应大于液压缸的输 出功率。 ③驱动液压泵的电动机功率的计算 由于存在机械摩擦、内泄漏等因素，故电动机(原动机)功率应比液压泵输出功率要大，两者之 比用表示，即 P P = 泵 总 电 式中：η总——液压泵的总效率(外啮合齿轮泵的一般取0.63～0.9；叶片泵的取0.75～0.85；柱 塞泵的取0.8～0.9，或参照液压泵的产品目录)； P泵——液压泵的输出功率，kW； P缸——驱动液压泵的电动机功率，kW。 驱动液压泵的电动机功率为 P p Q P = = 泵 泵 泵 电 总 总
10.21液压泵 液压泵作为液压系统的动力元件,是液压系统的重要组成部分。它能将原动机如电动机)输入 的机械能转换为液压能的能量转换元件。液压泵的性能好坏直接影响到腋压系统的工作性餚和可 靠性。 1.液压泵的工作原理 ●图10.7示为单柱塞泵,它由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、泵体倗和单向阀5、6组成,柱塞2安装 在泵体4内,柱塞在弹簧3的作用下与偏心轮1接触。当偏心轮1转动时,柱塞2便在泵体內上下往 复运动。柱塞2与泵体4构成—个密封容积a。当柱塞向下运动时,密封油腔a的容积逐渐増大,形 成局部真空,油箱中的油液在大气压作用下,顶开单向阀5进入油腔,液泵吸油。当柱塞向上 封容积中的油液质开单向阀6,沿油路到执行元件,完成压油由。若偏心轮不停地转动,柱塞就不停 地上、下往复运动,泵就不断地从油箱吸油向系统供油 由上可知:液压泵是靠密封容积的变化来实现吸 油和压油的,故可称为容积泵。其工作过程就是吸 油和压油过程。 要保证液压泵正常工作,必须满足以下条件 1.应具备密封工作容积,并且密封容积应能不断 重复地由小变大,再由大变小 2.要有配由装置,在吸油过程中必须使油箱与大1-鞔:2-粳3婵4:56肩,油 气相通,容积減小时向系统压油由 图10.7液压泉工作原度
10.2.1 液压泵 液压泵作为液压系统的动力元件，是液压系统的重要组成部分。它能将原动机(如电动机)输入 的机械能转换为液压能的能量转换元件。液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可 靠性。 1．液压泵的工作原理 图10.7所示为单柱塞泵，它由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、泵体4和单向阀5、6组成，柱塞2安装 在泵体4内，柱塞在弹簧3的作用下与偏心轮1接触。当偏心轮1转动时，柱塞2便在泵体内上下往 复运动。柱塞2与泵体4构成一个密封容积a。当柱塞向下运动时，密封油腔a的容积逐渐增大，形 成局部真空，油箱7中的油液在大气压作用下，顶开单向阀5进入油腔，液压泵吸油。当柱塞向上 运动时，密封油腔a的容积逐渐缩小，使油液受到挤压而产生一定的压力，这时单向阀5关闭，密 封容积中的油液顶开单向阀6，沿油路到执行元件，完成压油。若偏心轮不停地转动，柱塞就不停 地上、下往复运动，泵就不断地从油箱吸油向系统供油。 由上可知：液压泵是靠密封容积的变化来实现吸 油和压油的，故可称为容积泵。其工作过程就是吸 油和压油过程。 要保证液压泵正常工作，必须满足以下条件： 1．应具备密封工作容积，并且密封容积应能不断 重复地由小变大，再由大变小； 2．要有配油装置，在吸油过程中必须使油箱与大 气相通，容积减小时向系统压油