液压与气压传动01教案分析.ppt

Chapter 1 流体力学基础 1.1 工作介质 1.2 流体静力学 1.3 流体运动学和流体动力学 1.4 气体状态方程 1.5 充、放气参数计算 1.6 管道流动 1.7 孔口流动 1.8 缝隙流动 1.9 瞬变流动 Part 1.1 工作介质 一、 液压传动介质 ㈢ 选用和维护 Part 1.2 流体静力学 一、静压力及其特性 二、静压力基本方程 二、静压力基本方程 三、帕斯卡原理 四、静压力对固体壁面的作用力 Part 1.6 管道流动 Part 1.7 孔口流动 Part 1.8 缝隙流动 Part 1.9 瞬变流动 School of Mechanical Engineering 上海电机学院机械学院 第一章 流体力学基础 液压与气压传动 由此得通过平行平板缝隙的流量为 （1-111） 当平行平板两端不存在压差，通过液流纯由平板相对运动引起时称为剪切流动，其值为 （1-113） 如果将上面的这些流量理解为元件缝隙中的泄漏量，那么从式（1－112）可以看到，在压差作用下，通过缝隙的流量与缝隙值的三次方成正比，这说明元件内缝隙的大小对其泄漏量的影响是很大的。 School of Mechanical Engineering 上海电机学院机械学院 第一章 流体力学基础 液压与气压传动 二、 环形缝隙 液压和气动元件各零件间的配合间隙大多数为圆环形间隙，如滑阀与阀套之间、活塞与缸筒之间等等。理想情况下为同心环形缝隙；但实际上，一般多为偏心环形缝隙。 ㈠ 流经同心环形缝隙的流量 图1-35 同心环形缝隙间的液流 a）缝隙较小 b）缝隙较大 图1－35所示为液体在同心环形缝隙间的流动。图1－35a中圆柱体直径为d，缝隙大小为h，缝隙长度为l。当缝隙h较小时，可将环形缝隙沿圆周方向展开，把它近似地看作是平行平板缝隙间的流动。 School of Mechanical Engineering 上海电机学院机械学院 第一章 流体力学基础 液压与气压传动 将b=πd代入式（1－111），可得同心环形缝隙的流量公式 （1-114） 当圆柱体移动方向与压差方向相反时，上式第二项应取负号。 若圆柱体和内孔之间没有相对运动，即u0=0，则此时的同心环形缝隙流量公式为 （1-115） School of Mechanical Engineering 上海电机学院机械学院 第一章 流体力学基础 液压与气压传动 当缝隙较大时（见图1－35b），必须精确计算。经推导其流量公式为 （1-116） 式中符号意义见图1－35b所示。 School of Mechanical Engineering 上海电机学院机械学院 第一章 流体力学基础 液压与气压传动 ㈡ 流经偏心环形缝隙的流量 图1-36所示为液体在偏心环形缝隙间的流动。设内外圆间的偏心量为e，在任意角度θ 处的缝隙为h。因缝隙很小，r1≈r2≈r可把微元圆弧db所对应的环形缝隙间的流动近似地看作是平行平板缝隙间的流动。将db= rdθ 代入式（1-111）得 图1-36 偏心环形 缝隙间的液流 由图1－36的几何关系，可以得到 式中 h0——内外圆同心时半径方向的缝隙值； ε——相对偏心率，ε=e/h0。 School of Mechanical Engineering 上海电机学院机械学院 第一章 流体力学基础 液压与气压传动 将h值代入上式并积分后，便得偏心环形缝隙的流量公式为 （1-117） 当内外圆之间没有轴向相对移动，即u0=0时，其流量公式为 （1-118） 由上式可以看出，当ε =0时，它就是同心环形缝隙的流量公式；当ε =1，即有最大偏心量时，其流量为同心环形缝隙流量的2.5倍。因此在液压与气动元件中，为了减小缝隙泄漏量，应采取措施，尽量使其配合处于同心状态。 School of Mechanical Engineering 上海电机学院机械学院 第一章 流体力学基础 液压与气压传动 ㈢ 流经圆环平面缝隙的流量 图1-37所示为液体在圆环平面缝隙间的流动。这里，圆环与平面之间无相对运动，液体自圆环中心向外辐射流出。设圆环的大、小半径为r2和r1，它与平面间的缝隙值为h，则由式（1-110），并令u0=0，可得在半径为r、离下平面z处的径向速度为 流过的流量为 即 图1-37 圆环平面缝隙间的液流 School of Mechanical Engineering 上海电机学院机械学院 第一章 流体力学基础 液压与气压传动 对上式积分，有 当r=r2时，p=p2，求出C，代入上式得 又当r=r1时，p=p1，所以圆环平面缝隙的流量公式为