二、对液压传动工作介质的要求
不同的工作机械、不同的使用情况对液压传动工作介质的要求有很大的不同;为了很好地传递运动和动力,液压传动工作介质应具备如下性能:
1)合适的粘度,较好的粘温特性。
2)润滑性能好。
3)质地纯净,杂质少。
4)对金属和密封件有良好的相容性。
5)对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性。
6)抗泡沫好,抗乳化性好,腐蚀性小,防锈性好。
7)体积膨胀系数小,比热容大。
8)流动点和凝固点低,闪点(明火能使油面上油蒸气闪燃,但油本身不燃烧时的温度)和燃点高。
9)对人体无害,成本低。
对轧钢机、压铸机、挤压机和飞机等液压系统则须突出耐高温、热稳定、不腐蚀、无毒、 不挥发、防火等项要求。
三、工作介质的分类和选择
1.分类
液压系统工作介质的品种以其代号和后面的数字组成,代号为L是石油产品的总分类号,H表示液压系统用的工作介质,数字表示该工作介质的粘度等级。
2.工作介质的选用原则
选择液压系统的工作介质一般需考虑以下几点:
(1)液压系统的工作条件
(2)液压系统的工作环境
(3)综合经济分析
四、液压系统的污染控制
工作介质的污染是液压系统发生故障的主要原因。它严重影响液压系统的可靠性及液压元件的寿命,因此工作介质的正确使用、管理以及污染控制,是提高液压系统的可靠性及延长液压元件使用寿命的重要手段。
1.污染的根源
进入工作介质的固体污染物有四个根源:已被污染的新油、残留污染、侵入污染和内部生成污染。
2.污染的的危害 液压系统的故障75%以上是由工作介质污染物造成的。
3.污染的测定 污染度测定方法有测重法和颗粒计数法两种。
4.污染度的等级 我国制定的国家标准GB/T14039-93《液压系统工作介质固体颗粒污染等级代号》和目前仍被采用的美国NASl638油液污染度等级。
5.工作介质的污染控制
工作介质污染的原因很复杂,工作介质自身又在不断产生污染物,因此要彻底解决工作介质的污染问题是很困难的。为了延长液压元件的寿命,保证液压系统可靠地工作,将工作介质的污染度控制在某一限度内是较为切实可行的办法. 为了减少工作介质的污染,应采取如下一些措施:
(1)对元件和系统进行清洗,才能正式运转。
(2)防止污染物从外界侵入。
(3)在液压系统合适部位设置合适的过滤器。
(4)控制工作介质的温度,工作介质温度过高会加速其氧化变质,产生各种生成物,缩短它的使用期限。
(5)定期检查和更换工作介质,定期对液压系统的工作介质进行抽样检查,分析其污染度,如已不合要求,必须立即更换。更换新的工作介质前,必须对整个液压系统彻底清洗一遍。
第二节 液体静力学
液体静力学主要是讨论液体静止时的平衡规律以及这些规律的应用。"液体静止"指的是液体内部质点间没有相对运动,不呈现粘性而言,至于盛装液体的容器,不论它是静止的或是匀速、匀加速运动都没有关系。
一、液体静压力及其特性
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,在数值上就等于加速度。表面力是由与流体相接触的其它物体(如容器或其它液体)作用在液体上的力,这是外力;"液体静止"指的是液体内部质点间没有相对运动,不呈现粘性而言,至于盛装液体的容器,不论它是静止的或是匀速、匀加速运动都没有关系。也可以是一部分液体作用在另一部分液体上的力,这是内力。单位面积上作用的表面力称为应力,它有法向应力和切向应力之分。当液体静止时,液体质点间没有相对运动,不存在摩擦力,所以静止液体的表面力只有法向力。液体内某点处单位面积
上所受到的法向力
之比,叫做压力
(静压力),即
如果法向力F,均匀地作用于面积A上,则压力可表示为
液体的静压力具有两个重要特性:
1)液体静压力的方向总是作用面的内法线方向。
2)静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。
二、液体静压力基本方程
1.静压力基本方程式
在重力作用下的静止液体,其受力情况如图1-4a所示
图1-4 重力作用下的静止液体
则A点所受的压力为
式中,g为重力加速度,此表达式即为液体静压力的基本方程,由此式可知:
(1)静止液体内任一点处的压力由两部分组成,一部分是液面上的压力
,另一部分是
与该点离液面深度
的乘积。
(2)同一容器中同一液体内的静压力随液体深度
的增加而线性地增加。
(3)连通器内同一液体中深度
相同的各点压力都相等。由压力相等的点组成的面称为等压面。重力作用下静止液体中的等压面是一个水平面。
2.静压力基本方程式的物理意义
图1-5为盛有液体的密闭容器,液面压力为
,选则一基本水平面ox,根据静压力基本方程式可以确定距液面深度h处A点的压力p,即
这是液体静压力基本方程式的另一种形式。其中
表示A点的单位质量液体的位能;
表示A点的单位质量液体的压力能。
上述表达式说明了静止液体中单位质量液体的压力能和位能可以互相转换,但各点的总能量却保持不变,即能量守恒,这就是静压力基本方程式中包含的物理意义。