《氣動(dòng)與液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試》 課件 職業(yè)能力 A-2-1　能用流體傳動(dòng)基本理論計(jì)算相關(guān)參數(shù)

職業(yè)能力A-2-1

能用流體傳動(dòng)基本理論計(jì)算相關(guān)參數(shù)一、核心概念1）液體的黏性：當(dāng)液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，由于液體分子間的吸引力而產(chǎn)生阻礙液體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象稱為液體的黏性。常用的黏度有動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度和相對(duì)黏度。2）壓力：液體內(nèi)部某點(diǎn)單位面積所受的法向力稱為壓力，常以Pa（帕）、MPa（兆帕）表示。3）流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)一個(gè)截面A的流體體積V，稱為體積流量，簡(jiǎn)稱流量，以q表示。1）能簡(jiǎn)要描述空氣的物理性質(zhì)。2）能簡(jiǎn)要描述液體的物理性質(zhì)。3）能說(shuō)出液氣壓傳動(dòng)基本參數(shù)的定義及標(biāo)準(zhǔn)單位。4）能運(yùn)用流體傳動(dòng)基本理論選擇正確的公式進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。

學(xué)習(xí)目標(biāo)二、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.空氣的物理性質(zhì)氣壓傳動(dòng)中的傳動(dòng)介質(zhì)主要來(lái)源是空氣，自然界中的空氣是一種混合物，它主要有氮?dú)狻⒀鯕?、水蒸氣、其他微量氣體和一些雜質(zhì)（如塵埃、其他固體粒子）等組成。氧氣水蒸氣氮?dú)馄渌⒘繗怏w雜質(zhì)空氣的組成三、基本知識(shí)1.空氣的物理性質(zhì)（1）空氣的濕度1）濕度：濕空氣中所含水分的程度2）濕度的表示方法：絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度3）絕對(duì)濕度x是指每立方米濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，用公式表示為：冬季空氣干燥，夏季空氣濕潤(rùn)。這說(shuō)明濕度與溫度有關(guān)，溫度升高濕度增大。4）相對(duì)濕度φ是指在某溫度和總壓力不變的條件下，其絕對(duì)濕度x和飽和絕對(duì)濕度xb（飽和濕空氣的絕對(duì)濕度）之比，用公式表示為：三、基本知識(shí)1.空氣的物理性質(zhì)（2）空氣的可壓縮性由于空氣分子間的距離大，分子間的內(nèi)聚力小，體積容易變化，因此與液體相比，空氣具有明顯的可壓縮性。隨著溫度和壓力的變化，空氣的體積會(huì)發(fā)生顯著的變化。三、基本知識(shí)1.空氣的物理性質(zhì)（3）空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)壓縮空氣中三種主要的污染物是固體顆粒、水和油。它們之間會(huì)相互影響（如，固體顆粒會(huì)使水和油滴聚集成更大的顆粒，油和水會(huì)形成乳狀物），且有時(shí)會(huì)在壓縮空氣系統(tǒng)的管道中沉淀和凝結(jié)（如油蒸氣或水蒸氣）。其他污染物（包括有機(jī)微生物和氣態(tài)污染物）也需要考慮。三、基本知識(shí)2.液體的物理性質(zhì)（1）液體的密度單位體積液體的質(zhì)量稱為液體的密度，一般以kg/m3表示。液體的密度隨壓力升高而增大，隨溫度升高而減小。但是，由于壓力和溫度的變化對(duì)密度的影響都很小，因此一般情況下液體的密度可視為常數(shù)，一般液壓油的密度為850～950kg/m3。三、基本知識(shí)2.液體的物理性質(zhì)（2）液體的黏性當(dāng)液體在外力下流動(dòng)時(shí)，由于液體分子間的吸引力而產(chǎn)生阻礙液體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象稱為液體的黏性。需要注意的是，靜止的液體不呈現(xiàn)黏性，液體只有在流動(dòng)情況下才顯示出黏性。黏性的大小可以用黏度來(lái)表示，常用的黏度有動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度和相對(duì)黏度三種。液體的黏度對(duì)溫度的變化十分敏感，當(dāng)溫度升高時(shí)，黏度降低。一般液壓元件都推薦了液壓油的黏度和油溫工作范圍，如，齒輪泵液壓油的油溫工作范圍是-15～80℃，推薦的液壓油黏度范圍是10～300mm2/s。三、基本知識(shí)2.液體的物理性質(zhì)（3）液體的壓縮性液壓系統(tǒng)在一般的壓力和溫度條件下，液體的壓縮性可以忽略不計(jì)，但在液壓元件或系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析時(shí)，則必須考慮液壓油的壓縮性。三、基本知識(shí)3.氣液壓傳動(dòng)基本參數(shù)衡量氣壓傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和元件的性能狀況的基本物理量為壓力和流量。起吊重物時(shí)，機(jī)器轟鳴聲給車打氣時(shí)，越打越用力感受壓力……三、基本知識(shí)3.氣液壓傳動(dòng)基本參數(shù)感受流量……水流動(dòng)時(shí)，從高向低，隨閥門加大流出量越大三、基本知識(shí)3.氣液壓傳動(dòng)基本參數(shù)任務(wù)資訊壓力是指流體單位面積上所受的法向力壓力是什么單位：N/m2或Pa單位換算：1N/m2=1Pa=10-6MPa三、基本知識(shí)3.氣液壓傳動(dòng)基本參數(shù)任務(wù)資訊壓力的表示方法壓力有絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力二種表示方法絕對(duì)壓力以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)相對(duì)壓力以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)我的身高1.7m我的身高比他高0.05m相對(duì)壓力=絕對(duì)壓力-標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（或環(huán)境大氣壓）真空度=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（或環(huán)境大氣壓）-絕對(duì)壓力三、基本知識(shí)3.氣液壓傳動(dòng)基本參數(shù)任務(wù)資訊流量是什么流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)通流截面的流體的體積，也就是體積流量。流量單位：m3/s，L/minmL/s三、基本知識(shí)3.氣液壓傳動(dòng)基本參數(shù)任務(wù)資訊流量與流速關(guān)系式中v—液體在管道中的平均流速，單位為m/s；

q—液體的流量，單位為m3/s；

A—液體有效作用面積，單位為m

2。三、基本知識(shí)

（一）操作過(guò)程四、能力訓(xùn)練液壓缸是液壓系統(tǒng)控制的終端，是控制對(duì)象，其相關(guān)參數(shù)的計(jì)算是液壓系統(tǒng)控制選型設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。例圖A2-1-2所示為液壓缸在負(fù)載作用下推出物體。液壓缸無(wú)桿腔輸入油液，活塞在油液壓力的作用下推動(dòng)活塞桿外伸。液壓缸缸筒內(nèi)徑D=90mm。若輸入液壓缸無(wú)桿腔的液體流量q1=30L/min，液壓缸活塞桿伸出承受的負(fù)載力F=40000N。求液壓缸活塞桿伸出的運(yùn)動(dòng)速度v，以及液壓缸無(wú)桿腔壓力p。

（一）操作過(guò)程四、能力訓(xùn)練解：液壓缸缸筒的斷面面積A為由于液體的壓縮性非常小，可看作不可壓縮。因此，活塞桿外伸運(yùn)動(dòng)速度就是無(wú)桿腔任一過(guò)流斷面Ⅰ—Ⅰ面積上液體的平均流速。則，活塞桿外伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，Ⅰ—Ⅰ過(guò)流斷面面積上流過(guò)的平均流量q2為

（一）操作過(guò)程四、能力訓(xùn)練根據(jù)不可壓縮液體的連續(xù)性，輸入液壓缸的流量q1應(yīng)等于Ⅰ—Ⅰ過(guò)流斷面面積上流過(guò)的平均流量q2，即q1=q2=Av因此，液壓缸活塞桿外伸的運(yùn)動(dòng)速度v為

（一）操作過(guò)程四、能力訓(xùn)練問(wèn)題情境一現(xiàn)有某液壓缸d1=100mm，d2=70mm，系統(tǒng)壓力p=6MPa，機(jī)械效率為η=0.85，如圖A2-1-3所示，請(qǐng)計(jì)算活塞桿伸出過(guò)程中的實(shí)際有效作用力F1和縮回過(guò)程中的實(shí)際有效作用力F2是多少？

（一）操作過(guò)程四、能力訓(xùn)練情境提示在實(shí)際應(yīng)用中，由于液壓系統(tǒng)中的泄漏、摩擦等不可避免的情況，會(huì)產(chǎn)生液壓缸的壓力損失，使液壓缸活塞實(shí)際輸出作用力小于按理論流量和活塞作用面積計(jì)算的理論作用力。一般在計(jì)算中引入機(jī)械效率η，如無(wú)特殊說(shuō)明，機(jī)械效率一般取0.8～0.9。有效作用力

（二）操作過(guò)程四、能力訓(xùn)練問(wèn)題情境二如圖A2-1-4所示，在充滿油液的固定密封裝置中，甲、乙兩人用大小相等的力分別從兩端推原來(lái)靜止的光滑活塞。請(qǐng)問(wèn)：兩活塞會(huì)向哪個(gè)方向移動(dòng)？為什么？