15887873230一、流体力学基础知识
1.液压传动
液压传动是以液压油作为工作介质，由动力元件将机械能转换为油液的压力能，再通过输送管道与控制元件提供给执行元件，将压力能还原转换成机械能，驱动负载实现直线或回旋运动。
2.流体静力学
液体静力学研究静止液体的力学平衡规律以及这些规律的应用。所谓的液体静止是指液体内部各质点间没有相对运动。
1)表面力、质量力
作用在液体上的力有两种，即质量力和表面力。单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在数值上等于加速度。表面力是与液体相接触的其他物体(如容器或其他液体)作用在液体上的力(称为外力);也可以是一部分液体作用在另一部分液体上的力(称为内力)。
2)静压力、压力、压强
静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。静压力在液压传动中简称为压力，物理学中则称之为压强。
3)液体静压力的两个重要特性
(1)液体静压力垂直于承压面，其方向和该面的内法线方向一致。这是因为液体质点间的内聚力很小，不能受拉只能受压。
(2)静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等。如果某点受到的压力在某个方向上不相等，那么液体就会流动，这就违背了液体静止的条件。
4)帕斯卡原理
在密封的容器内，施加于静止液体表面各点的压力将以等值同时传递给液体内各点，容器承受的压力方向垂直于内表面(图1-1-1),这就是帕斯卡原理，或称静压力传递原理。即
式中：p——液体表面各点的压力。
在管路左侧加重物W,则在右侧必须施加F力才能维持液压系统压力的平衡。如果加大压力F,则大活塞将被压起，即承载物会被举高。
通过比较可得出这样的结论：液压系统中的压力的大小取决于负载；大活塞面积越大时，抬起的重物就越大；或者说小活塞面积越小，大活塞抬起的重物就越大。液压千斤顶正是利用这个原理进行起重工作的。帕斯卡原理是液压传动的一个基本原理
3.液体动力学
液体传动过程中，液压油总在不断地运动着。因此，除了要研究静止液体的性质外，还必须研究液体运动规律，能量转换和流体对固体表面作用力的性质。
1)理想液体与稳定流动
我们把假定的既无黏性又无压缩性的液体称为理想液体，而具有黏度和压缩性的液体称为实际液体。当液体流动时，若液体中任何质点的压力、速度和密度都不随时间变化，这样的流动定义为恒定流动。如压力、速度和密度中有一个量随时间变化，就称为不稳定流动。
2)通流截面与流量
流量和平均流速是描述液体流动状态的主要参数。液体流动时，通常将流束中与所有流线正交的截面积称为通流截面，或称过流截面。该截面上每点处的流动速度都垂直于这个面。单位时间内通过通流截面的液体体积称为流量。
3)连续性原理
根据质量守恒定律可知，管内流动液体的质量不会增多也不会减少，故在单位时间内流过管路某个截面的液体质量必然相等(图1-1-2)。也就是说液体的流速和管道横截面积的乘积是一个恒量，就是液体的连续性原理。
连续性原理说明了液体流动的一个基本规律：在同一管道恒定流动中，对于不可被压缩的液体来说，当它流过管道中任意两个垂直于管道，且面积不等的截面时，液体在管道中的流速与其通过的横截面大小成反比。因此，当液体的流量一定时，管路细的地方液体的流速就大，管路粗的地方流速小，所以液体运动速度取决于流量而与液体压力无关。
4)伯努利方程
伯努利方程是流动液体的能量守恒定律。阐述了流动液体中各质点压力、速度和密度间的关系。伯努利方程规定：理想液体在密封管道内稳定流动时，具有位能、动能和压力能三种形式的能量，且在任意一个截面上它们间都可以互相转化，这三种能量的总和保持不变。实际上因液体都有黏度(黏性),在传递能量时，会因液体的内摩擦力而造成一定的能量损失，这部分能量将转化成热量散发掉。
5)动量定律
流动液体质量与移动速度的乘积就是它所具有的动量。液体动量是个矢量，方向与移动速度方向相同，流动液体各质点的动量对时间的改变率等于作用于该质点的力，这就是动量定理。流动液体的动量定理是牛顿第二定理的一种陈述形式，是刚体力学动量定理在流动力学中的应用。
二、液压传动中的压力与流量损失
1.压力损失
实际上液体是有黏性的，所以液体在流动过程中必然有能量损耗，这种能量损耗表现为压力损失，有沿程损失和局部损失两种。
沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时，因摩擦而产生的压力损失；局部损失是由于管道截面形状突然变化，液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失；液体总的压力损失等于沿程与局部损失之和。
2.流量损失
在液压系统中，各液压元件都有相对运动的表面，且它们间都有一定的间隙存在，如果间隙一边为高压区，另一边为低压区，那么高压液体就会经间隙向低压区渗流；还因为液压元件的密封不是绝对完善的，部分液体也会向外部泄漏；这些泄漏会造成实际流量的减少，也就是流量损失，它会影响液体的运动速度。
3.液压传动的特点
1)液压传动的优点
(1)运动较平稳，能在低速下稳定运动，在运转中能方便地实现无级调速，且调速范围大。
(2)体积小、质量轻、功率大，且惯性小，换向频率高。若采用高压传动，易获得很大的力矩。
(3)其调节控制较简单、操作较方便，与电、气配合可组成性能好、自动化程度高的传控系统。
(4)因传动介质为油液，故液压元件有自我润滑作用，有利于延长元件的使用寿命。
(5)液压元件易于实现标准化、通用化，便于专业性大批量生产，可提高生产率和产品质量。
2)液压传动的缺点：
(1)液压元件是相对运动的，在零件表面不可避免的有泄漏，因而易引起容积损失；油液在管路中流动以及经过液压元件时，都要产生压力损失，这些都会引起液压系统的总效率降低。
(2)油温的变化要引起油液黏度的变化，会影响到液压系统的工作稳定性。因此，在高温以及低温条件下，均不宜采用液压传动。
(3)为了减少泄漏，液压元件的制造精度要求较高。由于液压元件相对运动件间的配合间隙很小，所以对油的污染比较敏感，要求有防止油液污染和良好的过滤设施。
三、液压油
1.液压油的作用
液压油在传动系统中的主要作用是传递动能与动力，润滑和冷却液压元件。
2.液压油的使用特点
根据液压装置本身的使用性能和工作环境等因素来确定液压油的品种，首先要考虑油液的黏度，液压油的黏度特性应符合机械使用要求。在确定油液黏度时应考虑下列因素：工作压力、工作环境温度、液压元件的运动速度等。当系统工作压力大、环境温度高、运动速度较低时，为了减少漏损，宜采用黏度较高的液压油；当系统工作压力较小、环境温度低，但运动速度较高时，泄漏对系统的影响将相对减少，液体内摩擦阻力的影响较大，应选用黏度较低的液压油。此外，各类油泵对液压油的黏度都有一个许用范围。其最大黏度主要取决于液压泵的自吸能力，而最小黏度则主要考虑摩擦时的润滑和泄漏。
3.液压油合理使用常识
1)换油前液压系统要清洗，液压系统首次使用液压油前，必须彻底清洗干净，在更换同一品种液压油时，也要用新换的液压油冲洗1～2次。
2)液压油不能随意混用。一种牌号的液压油，未经设备生产厂家同意和没有科学依据时，不得随意与不同牌号的液压油混用，更不得与其他品种的液压油混用。
3)注意液压系统的良好密封。必须保持严格的密封性，防止泄漏和外界尘土、杂物和水等混入。
