《液气压传动与控制》教案

液气压传动与控制讲座方案贵州大学机械工程学院液气压传动与控制教学小组单线程理论学校分配：2授课内容：概述液体压力传递工作原理和系统配置液体压力驱动工作介质液体压力传动的优点和缺点液体压力驱动器的发展趋势教学的核心难点：本章内容重点介绍液压传动的工作原理，即液压传动是什么。液压传动两种工作特性。这两个概念，尤其是经过液压传动过程全过程的后者，是该过程的重要但最基本的概念。液压传动的两个工作特性，特别是压力由载荷确定的本章难点如下。知识点：1.1液体压力传递工作原理和系统配置1、机器的构成。(以输入和输出机器操作过程中机器配置和传输机制的作用和能量的转换形式为例。)，以获取详细信息2、流体转移定义。(显示液压传动和液压传动之间区别的示例)3、液压传动的工作原理：用一个液压千斤顶的工作原理进行了说明。4、液体压力传输系统配置：1)。能源装置(动力元件)2)。执行设备(组件)3)。控制调节装置(组件)4)。辅助设备(组件)5)。工作媒体5、气动驱动系统工作原理6、液压传动的两个工作特性：压力取决于载荷，速度取决于流量1.2液体压力传动的优点和缺点1、液压传动优势2、液压传动缺点3、气动驱动器的优点4、气动驱动缺点1.3液体压力传递和控制发展概述2液体气动驱动器工作介质学校分配：2授课内容：液压油的物理特性空气湿度和湿气的量工作介质的种类和等级液压传动介质的选择工作介质的污染与控制教学的核心难点：本章重点介绍了液压油的物理特性，尤其是粘性、粘度和可压缩性。本章的难点是油的粘度，特别是油的绝对粘度概念。油的绝对黏度有点困难，除了其数量抽象和公式(1.3)中的比例系数。特别是不能直接测量，没有真实感，很难理解。知识点：2.1液压油的物理特性1，密度2、流体的粘性粘度的大小是通过粘度测量的，粘度是选择液压流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理特性。3、液体可压缩性4.比热容5.导热系数6.闪点和燃点7.润滑性2.2空气湿度和湿度含量1.湿度绝对湿度饱和绝对湿度相对湿度。2.含有湿气2.3工作媒体类型和等级2.4液压传动介质的选择主要考虑类型和粘度2.5作业介质污染和控制1.污染的原因和危险2.固体污染物的测定工作流体的污染控制，3流体力学基础学校分配：6授课内容：流体静力学气体状态方程流体力学液压系统的压力损失孔口和间隙的流量压力特性充填、收缩温度和时间计算液压冲击和气穴教学的核心难点：本章是全液压传动过程的理论基础，包括帕斯卡定律、流动液体的质量守恒定律(连续性方程)、能量守恒定律(伯努利方程)、动量定律(动量方程)、小孔流动公式等，是本章的重点。伯努利方程重点讨论上述内容，也是本章的难点。液压系统的能量和能量损失、效率等计算、泵、液压装置吸油高度、安装位置等问题的设计和计算等离不开伯努利方程。真空度的概念也是本章的难点。这个概念一不小心就容易被误认为零压力，即一点压力。知识点：3.1流体静力学1.液体静压及其特性2.重力下静态液体的压力分布(静态压力基本方程)帕斯卡原理(静压传动原理)在密封容器内，施加在静止液内任何一点的压力都会使相当数量的液体同时传递到各个点。液压驱动的基本原理。(静压传动原理的应用示例)4.压力的单位及其表示液体对固体壁的力3.2气体状态方程1.理想气体的状态方程：理想气体是指没有粘性的气体。等温过程玻意耳定律：3.等压工艺罩路萨克定律：4.等用过程查理定律：5.绝热状态：6.变化的过程：3.3流体力学三个基本定律：物质不灭定律(质量守恒定律)连续方程；牛顿第二运动定律动量传递方程；热力学第一定律(能量守恒定律)能量方程(伯努利方程式)；3.4液压系统的压力损失1.管道的行驶阻力损失2.局部压力损失液压阀的压力损失4.管道系统的总压力损失管路系统的总压力损失等于系统中所有行驶阻力损失、局部阻力损失和液压阀的损失总和。3.5孔口和间隙的流量压力特性1.孔的流量-压力特性1)薄壁孔2)短孔和细孔2.间隙流量1)平行板间隙中的平行流2)圆柱环间隙中的平行流气动元件的循环特性3.6填充、收缩温度和时间计算1.膨胀温度和时间计算2.收缩温度和时间计算3.7液压冲击和气穴1.液压冲击1)生成机制(以液压管路突然关闭为例，说明产生液压冲击的机制。)2)冲击压力(自学)3)液压冲击风险及减少措施2.空化现象和空化4动力元件学校分配：4授课内容：概括液压泵性能参数齿轮油泵叶片泵柱塞泵教学的核心难点：本章要点：容积泵的基本工作原理(通用工作原理)；泵性能参数，例如压力p、流量q、位移q、功率p、效率和速度n、转矩t等的定义，以及尺寸、相互关系和计算；常用液压泵的基本结构、工作原理、性能特点和应用范围；外部反馈压力限制变量叶片泵的特性曲线(影响曲线形状、形状分析和曲线形状的因素)等内容。困难：1)泵闭合工作室的确定。密封工作舱被其他表面包围的各种类型的容积泵。某些泵工作室，如活塞泵，很明显。有些不清楚，例如齿轮泵。2)正确使用泵的容积效率。知识点：4.1液压泵的工作原理和分类1.工作原理(以单柱塞液压泵为例说明其工作原理)2.分类A.输出流量是否可调节：B.根据运动元件的外观和运动类型：4.2空气压缩机工作原理和分类1.原理(以往复活塞空气压缩机为例，说明其工作原理。）2.分类A.根据工作原理分类：B.按输出压力分类：4.3液压泵性能参数1.位移、流量和压力(1)位移v；(2)理论流量qi；(3)实际流量q；(4)额定流量qn。2.压力(1)工作压力；(2)额定压力；(3)最大允许压力。4.4转速4.5操作速度和效率理论功率公式：功率损失有体积损失和机器损失两个部分，效率分为体积效率和机械效率4.6齿轮泵1、齿轮泵分类2、外部齿轮泵工作原理3、齿轮泵问题1)齿轮泵困油问题；2)径向不平衡力4、齿轮泵流量计算5，特征4.6渐开线内啮合齿轮泵4.7摆动线性内部齿轮泵4.8叶片泵1.单作用叶片泵1)单作用叶片泵工作原理2)单作用叶片泵的流量计算3)特性4)压力限制可变叶片泵内反馈压力限制可变叶片泵工作原理b外部反馈压力限制变量叶片泵工作原理双双动叶片泵1)双动叶片泵工作原理2)叶片泵的优点和缺点4.9活塞泵1.径向柱塞泵轴向柱塞泵的工作原理轴向柱塞泵的位移和流量计算：轴向柱塞泵的结构特点1)典型结构2)变量机制4.10液压泵选择原则5执行组件学校分配：4授课内容：概括液压缸运行旋转运动零部件工作力、类型和特性液压马达汽缸教学的核心难点：焦点：液压缸的类型很多，但活塞液压缸应用最多，所以活塞液压缸是重点。需要通过水压(P1，h)、推力f、速度识别流量q和载荷FL当量计算了解液压缸的基本计算方法。困难：差动液压缸计算、回油腔和回油压力的概念、液压缸缓冲是本章的难点。知识点：5.1液压缸分类5.2各种液压缸结构原理1.双杆活塞缸2.单极活塞气缸3.柱塞圆柱4.伸缩液压缸机架活塞气缸7.增压缸5.3液压缸的一般结构1.气缸体组件；活塞组件；3.密封装置；缓冲装置；5.排气装置5.4压力缸的设计计算液压缸设计中应注意的问题液压缸主要尺寸的确定3.强度检查5.5旋转运动执行元素工作力、类型和特性5.6液压马达1.轴向柱塞马达2.低速高转矩电动机3.液压马达特性参数1)工作压力和额定压力2)流量和体积效率3)位移和速度4)扭矩和机械效率5)电源和总效率5.7汽缸1.气缸分类和典型结构圆柱体的工作特性6控制元件学校分配：8授课内容：概括方向控制阀压力控制阀流量控制阀其他液压阀气动控制阀(专用阀)教学的核心难点：重点：本章主要使用各种阀门，对常用阀门进行合理选择和正确使用。因此，通常反向阀(手动、电动、手动、电液)、压力阀(溢流阀、压力阀、顺序阀、压力继电器)、流量阀(常规节流阀、调速阀)的作用、工作原理、功能符号和阀的应用困难：直接操作溢流阀和先导溢流阀流量1压力特性比较；减压阀的作用；调速阀的基本工作原理是本章的难点。知识点：6.1阀门分类按作业特性：根据阀门和管路的连接，分为：以控制方式划分：结构上划分：6.2控制阀的基本结构和原理6.3控制阀性能参数1.公称路径；额定压力；3.作业性能参数6.4对调节阀的基本要求6.5方向控制阀1.止回阀1)一般止回阀2)液压止回阀逆止阀1)分类2)逆止阀位置，通过3)操作定位装置手工；手工。机动电磁气动液体移动；电液滑阀功能(中间功能)4.多向阀6.6压力控制阀1.溢流阀1)直接操作溢流阀2)先导式溢流阀三段同心溢流阀二次同心溢流阀3)溢流阀的主要性能静态特性；动态特性4)液压系统中的溢流阀用作安全阀。静压溢流效果；用作卸荷阀；用作遥控实现背压阀2.减压阀1)直接操作减压阀2)先导减压阀3.顺序阀1)直接操作减压阀2)先导减压阀3)三种压力阀的比较4.压力继电器5.4流量控制阀1.节流端口形态和流量特性2.节流1)一般节流2)单向节流3.速度调节阀4.溢流节流溢流节流与调速阀的比较5.5其他液压阀1.电液比例阀2.插装阀(逻辑阀)5.6气动控制阀(专用阀)1.气动减压阀2.设定值3.往复阀4.截止反转阀7辅助元件指定时间：1授课内容：蓄能器过滤器油箱热交换器管件密封装置气动附件教学的核心难点：要点：各种液压附件的功能和使用是本章的重点，本章在会话期间不能深入，因此应重点关注学生对液压附件功能的理解和使用。困难：无。知识点：6.1蓄能器1.蓄能器的功能蓄能器分类安装蓄能器6.2过滤器1.过滤器的功能2.过滤器分类3.选择过滤器4.安装过滤器6.3油箱1.坦克的功能燃料箱分类3.油箱容量6.4热交换器1.冷却器2.加热器6.5配件包括细配管和管接头6.6密封6.7气动附件1.压缩空气净化装置和设备气动3台3.消声器8基本电路学校分配：5授课内容：方向控制回路压力控制回路速度控制电路同步电路顺序电路教学的核心难点：焦点：在很多液压基本电路中，调速电路往往是核心。因此，速度调节方式(节流速度调节、音量调节、音量调节)和相应的特定速度调节电路非常重要。困难：3个节流调速电路的速度1负载特性；水力效率的概念；液压泵或系统卸载方法；卷节流调速的本质等是本章的难点。知识点：7.1方向控制回路1、一般整流电路2、锁定回路3、往复运动回路4，制动电路7.2压力控制