液压传动与气动技术全册电子教案学习情境18完整版教学设计高职.docx

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1、教学目标知识目标：液压系统的组成；液压油的物理性质；液压传动的介质；液压系统的清洗与过滤。能力目标：能初步识读液压原理图；能分析磨床工作台的液压传动系统原理；能说明液压传动的工作原理、力学基础和流量特性；能解释层流和紊流现象。能解释液压冲击和气蚀现象；能合理选用过滤器；能阐述液压系统清洗与过滤的方法；能测定液阻特性。素质目标：沟通、协作能力；观察、信息收集能力；分析总结能力。良好的职业道德和严谨的工作作风教学重点液压系统的基础知识教学难点液压传动的工作原理教学手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学学时20教学内容与教学过程设计注释学习情境一液压系统基础知识任务一认识液压系统K知识链接X一、磨床

2、工作台液压传动系统分析1 .回路分析磨床工作台液压系统由油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成液压传动是以液体作为工作介质进行工作的，一个完整的液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质组成。2 .液压系统的图形符号基本规定：（D元件符号只表示元件的职能，连接系统的通路，不表示元件的具体结构和参数，也不表示元件在机器中的实际安装位置。（2）元件符号内的油液流动方向用箭头表示，线段两端都有箭头的，表示流动方向可逆。（3）元件符号均以元件的静止位置或中间零位置表示，当系统的动作另有说明时，可作例外。3 .系统仿真二、液压传

3、动的工作介质1 .液压油的作用、性能和分类作用：传动、润滑、密封、冷却、防锈、传递信号、吸收冲击。我国等效采用ISO标准制定了国家标准GB/T7631.22003,对液压油进行了品种分类。我国液压油（液）的分类、品种符号以及随后的产品代号、名称和质量水平与世界主要国家的表示方法完全相同。目前，我国各种液压设备所采用的液压油，按抗燃烧性可分为矿物油型（石油基液压油）和不燃或难燃油型（抗燃油型）。2 .液压油的物理性质D密度密度随温度的上升而减小，随压力增大而稍有增加。2）黏度（1）动力黏度。动力黏度指的是液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的摩擦力结合原理图，进行回路分析。结合F1uidSI

4、M-H讲解系统仿真过程。大小。（2）运动黏度v。运动黏度是指在相同温度下，液体的动力黏度U与其密度P之比，用V表示，即V=U/p（3）相对黏度。液体的黏度可以通过旋转黏度计直接测定，也可先测出液体的相对黏度,然后再根据关系式算出动力黏度或运动黏度。3）压缩率和体积弹性模量在压力作用下，液压油的体积变化用压缩率B表示，即单位压力变化下的体积相对变化量。而油液的体积弹性模量K则是压缩率B的倒数。3.液压油的选择（1）列出液压系统对液压油各方面性能的变化范围要求：黏度、密度、温度范围、压力范围、抗燃性、润滑性、可压缩性等。（2）能够同时满足所有性能要求的液压油是不存在的，应尽可能选出接近要求的液压油

5、品种。我们可以从液压件生产企业及其产品样本中获得工作介质的推荐资料。（3）综合、权衡、调整各方面的参数要求，确定所采用的液压油类型。通常，液压油可以根据以下几方面进行选择。D根据环境条件选用2）根据工作压力选用3）根据设备要求选用4）合理选用液压油品种4 .液压油的污染与控制5 .液压油的污染与控制D液压油污染的主要原因（1）液压油虽然是在比较清洁的条件下精炼和调制的，但油液运输和储存过程中会受到管道、油桶、油罐的污染。（2）液压系统和液压元件在加工、运输、存储、装配过程中由于灰尘、焊渣、型砂、切屑、磨料等残留物造成的污染。（3）液压系统运行中由于油箱密封不完善以及元件密封装置损坏而由系统外部

6、侵入的灰尘、砂土、水分等污染物造成的污染。（4）液压系统运行过程中产生的污染物，如金属及密封件因磨损而产生的颗粒、油液氧化变质的生成物等。2）污染的危害3）污染的分析和测定光谱分析、铁谱分析和红外光谱分析是液压油污染成分与含量分析的常用方法。4）污染的控制措施对液压油的污染控制工作概括起来有两个方面：一是防止污染物侵入液压系统；二是把已经侵入的污染物从系统中清除出去三、液压传动的工作原理与力学基础1液压传动的工作原理液压传动有以下几个特点。（1）用具有一定压力的液体来传动。（2）传动中必须经过两次能量转换。（3）传动必须在密封容器内进行，而且容积要发生变化。2.液体静力学D帕斯卡原理在密闭容器

7、内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体的各点，这就是帕斯卡原理，或称为静压传递原理。学生讨论分析液压油的性质在实际使用时有哪些影响。学生结合实际情况思考液压油污染带来的危害。2）液体压力的表示方法绝对压力=大气压力+相对压力真空度=大气压力一绝对压力3）液体压力的测量管形弹簧压力表是最常用的位置式压力测量仪表。4）液、气压传动中的力、速度与功率（1）力比例关系：p=F1A1=WA2F1W=A1A2（2）运动速度。A1v1=A2v2Ev2v1=A1A2式中，VI和v2分别为小活塞和大活塞的运动速度（m/s）。（3）功率关系。P=pA1v1=pA2v2=pq式中，P为功率（W）；P为流体压

8、力（Pa）；q为流体的流量（m3/s）。5）流量的测量如果需要对液压油的流量进行一次性测量,最简单的方法是借助量筒和秒表来进行。为了调节和控制匀速运动的油缸或马达以及控制定位的精确测量，可以采用涡轮式流量仪、椭圆计数器、齿轮式测量仪、测量带或定片仪等流量仪。3.液体动力学D理想液体2）流量和流速在单位时间内，流过某通流截面的液体体积称为流量。流量通常用q表示，单位为cm3svm3s或1mino流速是指流动液体内的质点在单位时间内流过的距离，以V表示，单位为m/min或cm/S。3）流动液体连续性原理（1）液体流过一定截面时，流量越大，流速则越高。（2）液体流过不同的截面时，在流量不变的情况下，

9、截面越大，流速越小。4）伯努利方程理想液体的伯努利方程为h+ppg+v212g=h2+p2PgV222g式中，g为重力加速度N/kg；hi、h2为管道截面中心到基准面的垂直高度（m）o实际液体的伯努利方程为h+ppg+1V122g=h2+p2pg+a2v222g+hw式中，aQ2为动能修正系数（紊流时，Q1=a2d;层流时，a1=a2=2）;hw为黏性摩擦造成的平均能量损耗（J）05）动量方程流动液体的动量方程为F=pq（2v2-1v1）式中，B为动量修正系数，层流时，B=133,紊流时，=1o四、压力损失及流特性1.流动液体的压力损失1）流态与雷诺数（1）层流与紊流。一般将流体在管路中的流动

10、状态分为层流和紊流两种。（2）雷诺数。2）压力损失分类一般可以将液压系统中的压力损失分为沿程压力损失和局部压力损失两大类。3）减少压力损失的措施（1）缩短管道长度，减少管道弯曲，尽量避免管道截面的突然变化。（2）减小管道内壁表面粗糙度，使其尽可能光滑。（3）选用的液压油黏度应适当。（4）管道应有足够大的通流面积，将液流的速度限制在适当的范围内。结合实物讲解液体压力测量的方法。教师讲解流动液体连续性原理，学生根据原理总结特点。2.小孔及缝隙的压力流量特性1）液体流经小孔的流量计算（1）薄壁小孔的流量计算。（2）短孔与细长小孔的流量计算。2）液体流经缝隙的流量计算（1）平行平板缝隙。（2）同心环形

11、缝隙。（3）偏心环形缝隙。任务二液压系统的清洗与过滤K知识链接】一、液压冲击和气蚀现象1.液压冲击液压系统在突然启动、停机、变速或换向时，阀口突然关闭或动作突然停止，由于流动液体和运动部件惯性的作用，使系统内瞬时形成很高的压力峰值，这种现象就称为液压冲击。1）液压冲击的危害2）液压冲击的产生原因3）减少和防止液压冲击的措施2.气蚀现象D空气分离压和饱和蒸气压一般来说，液压油的饱和蒸气压相对于空气分离压要小得多，因此，要使液压油不产生大量气泡，它的压力最低不得低于液压油所在温度下的空气分离压。2）空穴现象及其危害（D空穴现象。当液体中压力过分降低（低于其空气分离压）时，就会造成气泡混杂在液体中，

12、产生气穴，使原来充满在管道或元件内的油液出现不连续状态，这种现象就称为空穴现象。（2）气蚀现象。（3）空穴现象的危害。当气泡随油液的流动由低压区进入高压区时会被压缩，会使油液失去不可压缩性，并造成气蚀。空穴现象还会引起系统的温升、噪声和振动，并影响系统的性能，缩短元件的使用寿命，严重时甚至会损坏设备。尤其在液压泵部分发生空穴现象时，除会产生噪声和振动外，还会影响泵的吸油能力，造成液压系统流量和压力的波动。此外，在高温高压下，空气极易使液压油氧化变质，生成有害的酸性物质或胶状沉淀。3）减少空穴现象的措施二、液压油的过滤D过滤器的工作原理油液从进油口进入过滤器，沿滤芯的径向由外向内通过滤芯，油液中

13、颗粒被滤芯中的过滤层滤除，进入滤芯内部的油液即为洁净的油液。过滤后的油液从过滤器的出油口排出。2）过滤器的种类按滤芯的材料和结构形式的不同，过滤器可分为网式过滤器、线隙式过滤器、纸质滤芯式过滤器、烧结式过滤器、磁性过滤器等。3）过滤器的选用过滤器的选用应该满足如下基本要求。（D足够的过滤精度。（2） 足够的过滤能力。（3） 滤芯要利于清洗和更换，便于拆装和维护。（4） 过滤器应有一定的机械强度，不能因油液压力的作用而破坏。教师讲解液压冲击的概念，学生结合实际讨论其产生的原因及危害。学生分组讨论空穴现象的危害，教师总结。（5）过滤器滤芯应有良好的耐蚀性，并能在规定的温度下持久地工作。2.过滤器的

14、安装D安装在泵的吸油管道上2）安装在泵出口的压油管路上3）安装在系统的回油管路上4）安装在重要元件前5）设置单独过滤系统（辅助过滤）三、液压系统的清洗1 .散件的清洗散件是指液压元件的各零件、管路及密封件等。散件上一般有大量油污、防锈保持层及表面氧化物等多种污染物，进行装配前要经不同种类的清洗剂浸泡和清洗。2 .液压元件的清洗液压元件在出厂时已经清洗干净并用塑料塞封住油口，只要存放不超过两年，可不对液压元件内部进行清洗，液压元件外部可参阅上述散件清洗方法进行清洗。但需要注意，所有的油口堵头、管密封、塑料帽此时不可拆除。3 .液压系统的清洗散件和液压元件清洗结束装入系统后，要进行液压系统的清洗，

15、或称为回路清洗。清洗的目的是去除回路中安装时进入系统的污物以及散件清洗未尽的污物。生产厂在系统装配前和出厂试车后，用户在设备试车使用前和检修后，均需进行这种清洗。掌握液压系统的清洗方法。教学目标知识目标：液压泵的基础知识及工作原理；齿轮泵的结构和工作原理；齿轮泵的排量和流量；单作用叶片泵的工作原理和结构；双作用叶片泵的工作原理和结构；径向柱塞泵的工作原理和结构能力目标：能根据参数选择合适的液压泵；能完成齿轮泵的拆装；能分析齿轮泵的常见故障；能完成液压泵总效率的测试。素质目标：沟通、协作能力；观察、信息收集能力；分析总结能力。良好的职业道德和严谨的工作作风教学重点液压泵的结构及工作原理教学难点液压泵故障排除教学手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学学时6教学内容与教学过程设计注释学习情境二液压泵的选用及故障排除任务一齿轮泵的演!试、检查