帕斯卡定律是流体静力学的一条定律，它指出，不可压缩静止流体中任一点受外力产生压力增值后，此压力增值瞬时间传至静止流体各点。人们利用这个定律设计并制造了水压机、液压驱动装置等流体机械。

基本信息
中文名称：帕斯卡定律

外文名称：Pascal law

别称：静压传递原理

表达式：p=p0+ρgh

提出者：布莱士·帕斯卡

适用领域范围：流体力学

 

基本简介
帕斯卡定律是流体静力学的一条定律，帕斯卡大小不变地由液体向各个方向传递。大小根据静压力基本方程(p=p0+ρgh)，盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p0发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。 这就是说，在密闭容器内，施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点。这就是帕斯卡原理，或称静压传递原理。

基本内容
加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递。根据静压力基本方程(p=p0+ρgh)，盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p0发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。 这就是说，在密闭容器内，施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点。这就是帕斯卡原理，或称静压传递原理。

基本原理
帕斯卡定律是流体力学中，由于液体的流动性，封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化，将大小不变地向各个方向传递。帕斯卡首先阐述了此定律。

压强等于作用压力除以受力面积。根据帕斯卡定律，在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强，必将在另一个活塞上产生相同的压强增量。如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的10倍，那么作用于第二个活塞上的力将增大为第一个活塞的10倍，而两个活塞上的压强仍然相等。

　　什么是液压传动

　　液压传动是指以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动方式。在液体传动中，根据其能量传递形式不同，又分为液力传动和液压传动。液力传动主要是利用液体动能进行能量转换的传动方式，如液力耦合器和液力变矩器。液压传动是利用液体压力能进行能量转换的传动方式。在机械上采用液压传动技术，可以简化机器的结构，减轻机器质量，减少材料消耗，降低制造成本，减轻劳动强度，提高工作效率和工作的可靠性。

　　液压传动优点

　　（1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的10%~20%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击;

　　（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无级调速，且调速范围最大可达1:2000（一般为1:100）。

　　（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换;

　　（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制;

　　（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长;

　　（6）操纵控制简便，自动化程度高;

　　（7）容易实现过载保护。

　　（8）液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用

　　液压传动缺点

　　（1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁;（2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高;

　　（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平;

　　（4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-15℃~60℃范围内较合适。

　　（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。

　　（6）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。

　　液压传动的发展

　　自18世纪末英国制成世界上第一台水压机起，液压传动技术已有二三百年的历史。然而，直到20世纪30年代它才真正地推广使用。

　　1650年帕斯卡提出静压传递原理，1850年英国将帕斯卡原理先后应用于液压起重机、压力机，1795年英国约瑟夫·布拉曼在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机；1905年工作介质由水改为油，使液压传动效果进一步得到改善。第二次世界大战期间，在一些兵器上用上了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制定和完善，各类元件的标准化、规格化、系列化，在机械制造、工程机械、农业机械、汽车制造等行业中推广开来。20世纪60年代后，原子能技术、空间技术、计算机技术、微电子技术等的发展再次将液压技术向前推进，使它在国民经济的各方面都得到了应用，已成为实现生产过程自动化、提高劳动生产率等必不可少的重要手段之一。

　　我国的液压工业开始于20世纪50年代，其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。自从1964年从国外引进一些液压元件生产技术，并自行设计液压产品以来，我国的液压件已在各种机械设备上得到了广泛的使用。20世纪80年代起更加速了对先进液压产品和技术的有计划引进、消化、吸收和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量、经济效益、研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。

　　当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面，日益显示出显著的优势。

　　液压传动的工作原理

　　　　液压传动工作原理是帕斯卡原理。液压传动的工作原理，可以用一个液压千斤顶的工作原理来说明

　　图1：液压千斤顶工作原理图

　　1—杠杆手柄2—小油缸3—小活塞4，7—单向阀5—吸油管

　　6，10—管道8—大活塞9—大油缸11—截止阀12—油箱

　　图1是液压千斤顶的工作原理图。大油缸9和大活塞8组成举升液压缸。杠杆手柄1、小油缸2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。

　　工作原理：

　　（1）如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这是单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；

　　（2）用力压下手柄，小活塞下移，小缸体下腔的压力升高，单向阀4关闭，单向阀7打开，小缸体下腔的油液经管道6输入大缸体9的下腔，迫使大活塞8向上移动，顶起重物。

　　（3）再次提起手柄吸油时，举升缸的下腔的压力油将力图倒流入手动泵内，但此时单向阀7自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入举升缸的下腔，使重物逐渐地升起。

　　（4）如果打开截止阀11，举升缸的下腔的油液通过管道10、截止阀11流回油箱，大活塞在重物和自重作用下向下移动，回到原始位置。

　　对液压传动工作过程的分析结论

　　»力的传递遵循帕斯卡原理

　　»运动的传递遵照容积变化相等的原则

　　»压力和流量是液压传动中的两个最基本的参数

　　»液压传动系统的工作压力取决于负载；液压缸的运动速度取决于流量

　　»传动必须在密封容器内进行，而且容积要发生变化

　　»传动过程中必须经过两次能量转换

　　磨床工作台工作原理

　　1-油箱　2-过滤器　3、12、14-回油管　　4-液压泵　5-弹簧　6-钢球　7-溢流阀　8-压力支管　9-开停阀　10-压力管　11-开停手柄　13-节流阀　15-换向阀　16-换向阀手柄　17-活塞　18-液压缸　19-工作台

　　工作原理：

　　（1）如图1.2-2，液压泵4在电动机（图中未画出）的带动下旋转，油液由油箱1经过滤器2被吸入液压泵，又液压泵输入的压力油通过手动换向阀11，节流阀13、换向阀15进入液压缸18的左腔，推动活塞17和工作台19向右移动，液压缸18右腔的油液经换向阀15排回油箱。以上是换向阀15转换成如图1-2（a）的位置

　　（2）如果将换向阀15转换成如图1.2-2（b）的位置，则压力油进入液压缸18的右腔，推动活塞17和工作台19向左移动，液压缸18左腔的油液经换向阀15排回油箱。工作台19的移动速度由节流阀13来调节。当节流阀开大时，进入液压缸18的油液增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，工作台的移动速度减小。液压泵4输出的压力油除了进入节流阀13以外，其余的打开溢流阀7流回油箱。

　　（3）手动换向阀9处于图1.2-2（c）所示的状态，液压泵输出的油液经手动换向阀9流回油箱，这时工作台停止运动，液压系统处于卸荷状态。

　　对液压传动工作过程的分析结论

　　•液压传动是以液体作为工作介质来进行能量传递的一种传动形式，通过能量转换装置（液压泵），将原动机的机械能转变为液体的压力能，然后通过封闭管道、控制元件等，由另一能量装置（液压缸、液压马达）将液体的压力能转变为机械能，驱动负载实现执行机构的直线或旋转运动。

　　•工作介质是在受控制、受调节的状态下工作的，传动和控制难以分开。

　　•液压系统的压力是靠液压泵对液压油的推动与负载对油的阻尼所憋出来的

　　•工作台运动方向由换向阀控制

　　•工作台的速度大小是由节流阀控制，泵输出的多余油液经溢流阀回油箱因此泵出口压力是由溢流阀决定的。

　　•液压传动过程中经过两次能量转换