南航院液压与液力传动教案05液压控制阀

《液压与液力传动》教案第五章液压控制阀主讲：王剑华授课日期授课时数2授课形式课堂讲授授课章节名称§5-1方向控制阀（1）教学目的通过学习单向阀，熟悉单向阀的分类、符号、功用，为掌握换向回路打下基础。教学重点、难点教学重点：单向阀的功用。教学难点：双向液压锁的锁紧回路。更新、补充、删节内容课外作业见《液压与液力传动习题集》。课后体会单向阀虽然不起眼，但在液压系统中的重要性却不可忽视，有时甚至还相当重要。对于双向液压锁，在讲课时要特别提醒学生重视它的应用，尤其在汽车吊中的应用。同时要熟悉为什么要两个并联？为什么要是液控单向阀？为什么要锁紧？授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配●复习、引入新课●讲授新课第五章液压控制阀§5-1方向控制阀一、单向阀（一）普通单向阀（I）【说明】通常就称单向阀。1、符号和功用：使油液只能单方向流动。2、结构和原理：球阀式、锥阀式；板式连接、螺纹连接。【分析】球阀式密封性差；板式连接排列美观，但安装难度大。5分钟30分钟授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配3、应用：1）保压【举例】水平顶住状态下的液压缸获得稳定的作用力。ΔP正=0.035-0.05MPa.2）锁紧【举例】3）背压：换用刚度稍大的弹簧。（二）液控单向阀（IY）【说明】通常以称单向液压锁。1、符号和功用：当K不通压力油时，单方向；反之，双方向。2、结构和原理：普通型（中压阀）、带卸荷阀芯型（高压阀）。3、应用：执行元件制动后单方向锁紧。【举例】汽车吊变幅缸制动后锁紧，但正常往复运动不受影响。（三）双向液压锁符号和功用：1）两小阀正向均可通油；2）一小阀正向通油时，另一小阀反向可通油。2、应用：工程机械支腿缸制动后双向锁紧。【举例】汽车吊支腿油路。1）工作时，支腿支承的原因：承受更大的力；扩大支承面积，防止倾翻；防止车架倾斜。2）支承时，使上腔锁紧。3）提起后，使下腔锁紧。3、结构和原理：【分析】一油路正向进油时，通过中间阀芯，使另一油路阀口打开通油。●总结●布置作业25分钟25分钟3分钟2分钟授课日期授课时数2授课形式课堂讲授授课章节名称§5-1方向控制阀（2）教学目的通过学习换向阀，熟悉换向阀的分类、符号、中位机能，掌握的结构、原理、符号和特点，为掌握换向回路打下基础。教学重点、难点教学重点：换向阀的工作原理。教学难点：泵的卸荷性能。更新、补充、删节内容课外作业见《液压与液力传动习题集》。课后体会三位四通换向阀中位油路连通方式有很多种，上课时重点介绍了O、H、Y、P、K、J、M型七种。由于种类、符号较多，学生的理解记忆就会发生困难，因此采用一些生动形象的例子，起到了满意的效果，今后还要不断地总结。授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配●复习、引入新课●讲授新课二、换向阀（一）功用通过阀芯与阀体间相对位置的变化，改变油液的流动方向，接通或切断油路。（二）分类按相对运动分：滑阀式、转阀式；按位分：二位、三位等；按通分：二通、三通、四通等。按式分：手动阀、机动阀（行程阀）、电磁阀、液动阀、电液动阀、转阀等。（三）符号实物：换向阀挂图：换向阀5分钟10分钟20分钟20分钟授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配位+通+操纵方式+复（定）位方式。【举例】手动阀、电磁阀、机动阀。【注意】P代表接液压泵，T代表接油箱，A、B代表接系统负载；有几位则画几个方框；绝大多数阀画复位方式，也有少数阀画定位方式，还有个别阀复位、定位方式均不画。（四）三位四通换向阀中位机能液压缸锁紧：液压缸制动后不因外力或重力的作用而自行运动。【分析】换向阀只能短时锁紧，因为换向阀阀芯与阀体之间采用的是间隙密封。液压泵卸荷：液压泵处于运转状态，但泵的输出功率近似为零。有压力和流量卸荷两种，通常采用压力卸荷。换向阀只能是压力卸荷。三位四通阀中位常见型号：O、H、Y、P、K、J、M型。型号液压泵液压缸O不卸荷双向短时锁紧H卸荷双向浮动Y不卸荷双向浮动P不卸荷高速运动K卸荷J不卸荷M卸荷双向短时锁紧【分析】【分析】液压泵能实现压力卸荷：M、H、K型；其余均不能。●总结●布置作业30分钟3分钟2分钟授课日期授课时数2授课形式课堂讲授授课章节名称§5-1方向控制阀（3）教学目的通过进一步学习换向阀，掌握机动阀、机动阀、电磁阀的结构和工作原理，使学生明确电磁阀广泛使用的原因，能正确选择和使用换向阀。教学重点、难点教学重点：手动换向阀。教学难点：多路阀。更新、补充、删节内容课外作业见《液压与液力传动习题集》。课后体会虽然手动换向阀采用人力操作，比较费力，且不能实现自动操作，但在港口设备中却被广泛使用，其原因何在？这需在教学中特别地交待清楚，否则，总认为电磁阀最好，就有可能走上认识上的误区。授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配●复习、引入新课●讲授新课(五)换向阀的典型结构1、手动换向阀弹簧复位式【分析】人力撤消后阀芯自动复位，适用于操作时间短的场合。钢球定位式【分析】人力撤消后钢球定位，复位还需依靠人力，适用于操作时间长的场合。3）特点：A、在换向的同时，可兼作节流调速作用；实物：手动阀挂图：手动阀5分钟40分钟授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配B、可组合成多路阀（或称分配阀）。多路阀：以若干个滑阀式手动换向阀为主体，与单向阀、溢流阀等组合在一起的组合阀，以使结构紧凑，便于集中操作。2、机动换向阀（行程阀）（C）利用设备上的作用力推动阀芯移动。【分析】结构图。种类和符号：顶杆式；滚轮式。【举例】行程阀的应用。3、电磁换向阀（D、E）【分析】直流电：24伏；交流电：220伏、380伏；三位电磁阀不允许两侧电磁铁同时通电；易能实现远距离操纵和自动化控制。【分析】两种电磁铁的的形状、性能。3）特点：可实现远距离操作和自动化操作；动作灵敏，但油路换向冲击较大；对电气控制要求较高。●总结●布置作业挂图：机动阀挂图：电磁阀实物：电磁阀20分钟20分钟3分钟2分钟授课日期授课时数2授课形式课堂讲授授课章节名称§5-1方向控制阀（4）教学目的进一步学习液动换向阀、电液动换向阀的转阀的结构、工作原理、符号和特点，熟悉它们之间的区别，正确选择港口设备中的换向阀。教学重点、难点教学重点：电液动换向阀。教学难点：电液动换向阀。更新、补充、删节内容课外作业见《液压与液力传动习题集》。课后体会对于液动阀，学生的理解肯定是有难度的，尤其是为什么要用两个阀，中位结构为什么一定要采用Y型或H型，四种不同的形式之间又是如何区别的，这些都应在讲解时特别注意方法。授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配●复习、引入新课●讲授新课4、液动换向阀（Y）1）原理：依靠阀芯侧面的油压作用力推动阀芯移动。2）特点：（1）阀芯动作平缓，推力较大；【分析】油液具有压缩性，且流动需要时间。但控制油路所需流量很小，故采用细管子。（2）为调节阀芯移动速度，可在控制油路中串接单向节流阀；挂图：液动阀实物：液动阀5分钟30分钟授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配【分析】单向节流在安装时一定要注意其方向性，一定要使节流在控制油路的回油路中起作用。但从本质上讲方向画反也是可行的，但行业内必须要统一规范。（3）控制油路油液的进、出还需另一小规格换向阀来操纵。也即：换向阀不可单独使用。至于另一阀是何阀，则无特殊要求，要看具体情况，但不可再用液动阀，但用得最广的是电磁阀。5、电液动换向阀（DY、EY）液动阀：主阀，大规格；电磁阀：先导阀，小规格。（1）电磁阀：先导阀，小规格；液动阀：主阀，大规格。（2）电磁阀中位采用Y型、H型。但常用的中位仍是Y型。【分析】符号有复杂画法和简便画法两种（分别板书比较）（3）结构形式有内、外控和内、外泄漏之分。6、转阀（O）泄漏较大，有时径向力不平衡，应用较少。【分析】其复位仍然依靠人力。●总结●布置作业实物：电液动阀挂图：电液动阀板图：转阀实物：转阀40分钟10分钟3分钟2分钟授课日期授课时数2授课形式课堂讲授授课章节名称§5-2压力控制阀一、溢流阀教学目的通过学习溢流阀，掌握直动式、先导式溢流阀的结构、原理和特点，为学习调压回路打下基础。教学重点、难点教学重点：先导式溢流阀的结构、原理和特点。教学难点：先导式溢流阀的结构、原理和特点。更新、补充、删节内容课外作业见《液压与液力传动习题集》。课后体会先导式溢流阀是应用最广泛的阀，它有两种形式，但平常为什么多用先导式而很少用直动式，先导式有什么有别于直动式的特点，是这堂课解决的主要关键。当然，要想让学生完全理解溢流阀的特殊性，还需今后通过反复的练习和实验。授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配●复习、引入新课●讲授新课§5-2压力控制阀一、溢流阀符号：一般画法、先导式特殊画法。（一）直动式【分析】直动式溢流阀工作原理图。【分析】与单向阀有三个区别：弹簧刚度较大，有手柄调节弹簧力，出口一定通油箱。当阀前压力较高或手柄较松时，阀口打开通油。稳定溢流时：P=K（X0+ΔX）/A式中：X0--弹簧预压缩量，决定手柄的松紧；ΔX—1、功用：实物：直动式阀挂图：直动式阀5分钟40分钟授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配①稳压：当手柄不动时，阀前压力P≈常数②调压：调整手柄。若稍旋紧，则X0增大，P增大。2、特点：弹簧刚度较大，压力波动较大。（最大达0.5MPa）。3、结构（P型）【分析】内泄漏、阻尼小孔。（二）先导式（Y型）结构原理：先导阀打开，油液在主阀阻尼小孔中流动，产生压力损失，孔后压力减小，主阀口打开通油。压力稳定式：P=P1+K（X0+ΔX）/A2、功用：①稳压：同直动式。【分析】弹簧做好，故K为常数；阀做好，故A为常数；主阀无手柄，故、X0为常数；先导阀通过流量稳定且手柄不动，故P1为常数；主阀阀芯打开程度近似不变。②调压：同直动式。③卸荷：当控制油口直通油箱时，阀前压力P≈0，使泵实现压力卸荷。【分析】【分析】电磁溢流阀；两阀的形式、规格。④远程调压：当先导式溢流阀1控制油口接溢流阀2，且阀1较紧，阀2较松时，阀2可在较松范围内任意调节阀1阀前压力，实现远程调压。【分析】阀1必须大规格、先导式，阀2大、小规格均可，直动式、先导式均可。3、特点：弹簧刚度较小，【分析】与直动式溢流阀相比，先导式溢流阀：结构上由主阀和先导阀组成；功能上除有稳压、调压作用外，还有卸荷和远程调压作用；性能上压力稳定性较好。●总结●布置作业实物：先导式阀挂图：先导式阀40分钟3分钟2分钟授课日期授课时数2授课形式课堂讲授授课章节名称二、减压阀三、顺序阀（Ⅰ）教学目的通过学习减压阀和顺序阀，掌握减压阀的减压原理、稳压原理、调压原理和实现工作的条件，以及三种顺序阀的结构、原理，提高学生认积和区分不同压力控制阀的能力。教学重点、难点教学重点：减压阀减压、稳压和调压原理。教学难点：减压阀稳压原理。更新、补充、删节内容课外作业见《液压与液力传动习题集》。课后体会由于上堂课讲解溢流阀较为细致，这堂课内容虽然较多，但感觉学生接受得也比较好。同时，我认为上课时把减压阀与溢流阀区别讲到位，也确实起到了事半功倍的作用。授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配●复习、引入新课●讲授新课二、减压阀【分析】减压阀应用实例。功用：阀后获得较阀前低的稳定压力，使所串接的液压缸在“顶住”状态下所产生的作用力保持恒定。符号：一般画法、先导式特殊画法。【分析】符号在四个方面与溢流阀不同。1、减压原理利用先导阀打开后主阀阻尼小孔油液的流动【分析】减压阀使阀口由大变小，溢流阀使阀口由关变开。挂图：减压阀实物：减压阀5分钟50分钟授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配【分析】【分析】减压阀使阀后压力稳定，溢流阀使阀前压力稳定。【分析】【分析】减压阀调节阀后压力，溢流阀调节阀前压力。4、减压阀减压、稳压的条件1）先导阀打开，外泄漏管有油通过才能减压，否则就没有减压。2）阀前压力必须大于所调定的阀后压力，阀后才能稳压，否则阀后压力随阀前压力而变化。阀后串接单向阀：使缸短时保压。（填表练习）P1108530P255530P3555553）阀后液压缸必须处于运动状态，阀后才能稳压，否则阀后压力由运动的负载决定。5、与溢流阀的比较阀后压力控制阀芯移动、阀后接负载、阀口常开、外泄漏、阀后稳压、阀后调压。三、顺序阀（一）结构原理1、内控外泄式顺序阀：进口控制阀芯动作，出口接负载，外部泄漏。2、外控外泄式顺序阀：外部油液控制阀芯动作，出口接负载，外部泄漏。3、外控内泄式顺序阀（卸荷阀）：外部油液控制阀芯动作，出口接油箱，内部泄漏【分析】溢流阀实际上是顺序阀中的一种，是一种内控内泄式顺序阀，但由于其作用特殊，故单独设立，不再称顺序阀。【分析】书中三个图的种类。图1：直动式，内控外泄漏式；图2：先导式，内控外泄漏式；图3：先导式，外控外泄漏式。●总结●布置作业挂图：顺序阀实物：顺序阀30分钟3分钟2分钟授课日期授课时数2授课形式课堂讲授授课章节名称三、顺序阀（Ⅱ）四、压力继电器§5-3流量控制阀（1）教学目的通过学习平衡阀、压力继电器和流量控制阀的特性，掌握平衡阀和压力继电器的结构、原理和符号，提高学生对平衡回路、电液联动控制和流量控制的理解能力。教学重点、难点教学重点：平衡阀的结构、原理。教学难点：平衡阀的限速原理。更新、补充、删节内容课外作业见《液压与液力传动习题集》。课后体会三种顺序阀之间、顺序阀与溢流阀、减压阀之间的区别都是很小的。课程讲到此处，学生很有可能在概念弄糊涂，因此有必要不断进行回顾、总结，炒冷饭，并向学生提出课后复习的要求。只要学生稍加努力，这一学习困难是完全可以克服的。授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配●复习、引入新课●讲授新课【分析】为了提高液压缸的速度稳定性，采取了两个措施，一是控制油路中串接节流阀，二是挂图：平衡阀实物：平衡阀5分钟25分钟授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配在结构中采用了双层弹簧，增设了阻尼装置。【分析】采用平衡阀限速是所有限速方法中最为理想的，但对于液压缸来说，由于其只接一根主油路，故无法采用平衡阀进行限速。四、压力继电器【分析】压力继电器是将压力信号转变成电信号的液压元件。§5-3流量控制阀一、流量控制阀的特性（一）流量特性公式qv=kATΔPm式中：K—流量系数，与形状、油液粘度有关。M—压差指数。当形状接近薄壁小孔时取0.5,其余取1。流量调节方法：调节通流面积AT。（二）提高流量稳定性的方法：【分析】【分析】薄壁小孔、同心环状间隙的阻塞概率，并分别计算其水力半径。【分析】【分析】轴向三角槽式由于阀口通流