情境一液氣壓感性認(rèn)識(shí)(白柳)

1、淄博職業(yè)學(xué)院 王雪艷課程學(xué)習(xí)情境的建立和學(xué)習(xí)任務(wù)的確定課程學(xué)習(xí)情境的建立和學(xué)習(xí)任務(wù)的確定 課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入 哪些工程機(jī)械用？ 為什么用？學(xué)習(xí)領(lǐng)域?qū)W習(xí)領(lǐng)域液壓與氣動(dòng)控制學(xué)習(xí)情境設(shè)置序號(hào)名稱學(xué)時(shí)分配學(xué)習(xí)情境1液壓與氣壓系統(tǒng)感性認(rèn)識(shí)4學(xué)習(xí)情境2液壓泵的拆裝與結(jié)構(gòu)分析6學(xué)習(xí)情境3液壓缸的結(jié)構(gòu)分析4學(xué)習(xí)情境4液壓閥分析及在控制回路中的應(yīng)用8學(xué)習(xí)情境5液壓輔助元件作用分析4學(xué)習(xí)情境6液壓基本回路組建與調(diào)試10學(xué)習(xí)情境7典型液壓系統(tǒng)分析與故障排除6學(xué)習(xí)情境8氣動(dòng)元件與氣動(dòng)回路組建6課程的主要結(jié)構(gòu)課程的主要結(jié)構(gòu)一、情境描述 只要在停車場(chǎng)或者加油只要在停車場(chǎng)或者加油站，就可以看到液壓起重機(jī)，站，就可以看到液壓起

2、重機(jī)，利用它使出一個(gè)孩子的力氣利用它使出一個(gè)孩子的力氣就能將一輛汽車抬起來(lái)。讓就能將一輛汽車抬起來(lái)。讓我們想想這種器械是如何工我們想想這種器械是如何工作的。作的。 壓壓水機(jī)、打水機(jī)、打氣氣筒筒情境一 液壓與氣壓壓與氣壓系統(tǒng)統(tǒng)感性認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)液壓千斤頂液壓千斤頂工作原理圖工作原理圖二、理論學(xué)習(xí)二、理論學(xué)習(xí)1.1液液壓傳動(dòng)壓傳動(dòng)的特點(diǎn)的特點(diǎn)與應(yīng)與應(yīng)用用1.2 液液氣壓氣壓技技術(shù)術(shù)基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識(shí)識(shí)1.3流體力流體力學(xué)學(xué)常常識(shí)識(shí)1.4液液壓壓系系統(tǒng)簡(jiǎn)統(tǒng)簡(jiǎn)介介1.5 液液壓壓油的性油的性質(zhì)質(zhì)及及選選用用液壓傳動(dòng)的有關(guān)概念液壓傳動(dòng)的有關(guān)概念2 2、液壓傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)：是利用液體的壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力的一種傳動(dòng)形式

3、。 1 1、傳動(dòng)：、傳動(dòng)：傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的方式。什么是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)什么是液壓傳動(dòng)系統(tǒng) ? ?液壓傳動(dòng)壓傳動(dòng)框圖圖液壓傳動(dòng)必備條件液壓傳動(dòng)必備條件 （1）用具有一定壓力的液體來(lái)傳動(dòng)）用具有一定壓力的液體來(lái)傳動(dòng) （2） 傳動(dòng)過(guò)程中必須經(jīng)過(guò)兩次能量轉(zhuǎn)換傳動(dòng)過(guò)程中必須經(jīng)過(guò)兩次能量轉(zhuǎn)換 （3） 傳動(dòng)必須在密封容器內(nèi)進(jìn)行，而且容積要發(fā)生傳動(dòng)必須在密封容器內(nèi)進(jìn)行，而且容積要發(fā)生變化。變化。機(jī)器組組成 一般主要由三部分組成原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作機(jī)工作機(jī)要完成此游樂(lè)活動(dòng)就需要能量！要完成此游樂(lè)活動(dòng)就需要能量！ 1.1 1.1 液液壓傳動(dòng)壓傳動(dòng)的特點(diǎn)的特點(diǎn)與應(yīng)與應(yīng)用用 燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī) 其它形式其它形式

4、內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)要供應(yīng)能量就需要?jiǎng)恿υ匆?yīng)能量就需要?jiǎng)恿υ?機(jī)器組組成 一般主要由三部分組成原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作機(jī)工作機(jī)后果：極其危險(xiǎn)！后果：極其危險(xiǎn)！ 機(jī)器組組成 一般主要由三部分組成原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作機(jī)工作機(jī)較為繁瑣！較為繁瑣！ ( (一一) )為什么用液壓傳動(dòng)？為什么用液壓傳動(dòng)？ 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1體積小，輸出力大且調(diào)節(jié)容易；2執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；3易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；4速度調(diào)節(jié)容易且調(diào)速范圍大；5易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 。P4 缺點(diǎn)缺點(diǎn)1.不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比；2.液壓系統(tǒng)能量損失較大；3.液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性易受溫度的影響；4.為減小泄漏損失，元件的加工精度要求較高

5、；5.液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因復(fù)雜，查找困難。 （二）液壓傳動(dòng)的應(yīng)用和發(fā)展（二）液壓傳動(dòng)的應(yīng)用和發(fā)展 1 1、液壓傳動(dòng)在各類機(jī)械中的應(yīng)用、液壓傳動(dòng)在各類機(jī)械中的應(yīng)用 液壓傳動(dòng)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用非常廣泛。 有的設(shè)備是利用其能傳遞大的動(dòng)力，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，如工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械等；有的設(shè)備是利用它操縱控制方便，能較容易地實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜工作循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，如各類金屬切削機(jī)床、輕工機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、軍工機(jī)械、各類裝載機(jī)等。 我國(guó)的液壓技術(shù)最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來(lái)又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，隨著從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，我國(guó)的液壓元件現(xiàn)已形成了系列，并在包

6、括軍工、航天等各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。P4液壓傳動(dòng)裝置：液壓挖掘機(jī) 這里，顯示了液壓技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，例如較小元件具有較大輸出力。 在液壓挖掘機(jī)中，挖掘作業(yè)（直線驅(qū)動(dòng)）和挖掘機(jī)本身運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)）都采用液壓驅(qū)動(dòng)。挖掘機(jī)主要?jiǎng)恿υO(shè)備為柴油機(jī)。液壓傳動(dòng)裝置：汽車吊液壓傳動(dòng)裝置：油壓機(jī)1 1、傳遞運(yùn)動(dòng)傳遞運(yùn)動(dòng) 2 2、傳遞壓傳遞壓力力 3 3、放大作用力、放大作用力4 4、能量守恒、能量守恒1.2 1.2 液氣壓技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)液氣壓技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)( (一一) )液壓傳動(dòng)的功用液壓傳動(dòng)的功用1 1、傳遞運(yùn)動(dòng)、傳遞運(yùn)動(dòng)WP 2 2、傳遞壓力、傳遞壓力面積面積壓力壓力 作用力作用力壓力壓力 = = 作用力作用

7、力 面積面積 壓力（壓強(qiáng)）定義壓力（壓強(qiáng)）定義單位Pa或MPa。1 1、壓壓力由外力由外負(fù)載產(chǎn)負(fù)載產(chǎn)生生2 2、壓壓力由力由彈彈性性負(fù)載產(chǎn)負(fù)載產(chǎn)生生 3 3、壓壓力由力由壓縮壓縮空空氣產(chǎn)氣產(chǎn)生生 4 4、壓壓力由力由單單向向閥閥（帶彈帶彈簧）簧）產(chǎn)產(chǎn)生生 5 5、壓壓力由阻尼孔力由阻尼孔產(chǎn)產(chǎn)生生 6 6、壓壓力由水力由水龍頭龍頭（高度）（高度）產(chǎn)產(chǎn)生生 液壓系統(tǒng)中壓力的建立液壓系統(tǒng)中壓力的建立以當(dāng)?shù)卮髿鈮毫榛鶞?zhǔn)所表示的壓力，稱為以當(dāng)?shù)卮髿鈮毫榛鶞?zhǔn)所表示的壓力，稱為相對(duì)壓力相對(duì)壓力。相對(duì)壓力也稱表壓力。相對(duì)壓力也稱表壓力。壓力的表示方法壓力的表示方法以絕對(duì)零壓力作為基準(zhǔn)所表示的壓力，稱為以絕

8、對(duì)零壓力作為基準(zhǔn)所表示的壓力，稱為絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力。 相對(duì)壓力為負(fù)數(shù)時(shí)，工程上稱為相對(duì)壓力為負(fù)數(shù)時(shí)，工程上稱為真空度真空度。真空度的大小以此。真空度的大小以此負(fù)數(shù)的絕對(duì)值表示。負(fù)數(shù)的絕對(duì)值表示。公式公式 相對(duì)壓力（表壓力）絕對(duì)壓力大氣壓力相對(duì)壓力（表壓力）絕對(duì)壓力大氣壓力 真空度大氣壓力絕對(duì)壓力真空度大氣壓力絕對(duì)壓力P14 壓力與負(fù)載的關(guān)系壓力與負(fù)載的關(guān)系 負(fù)載負(fù)載面積面積壓力壓力 = =面積面積壓力壓力負(fù)載負(fù)載A11000 kg100 cm2 10 cm2 10 kg/cm2 100 kg = P = F1A1F2A2A2F1F2液壓泵液壓泵 執(zhí)行元件執(zhí)行元件 3 3、放大作用力、放大作用力

9、 W10 A 10 F AF 101A x 10 = 體積體積 = 10 A x 14 4、能量守恒、能量守恒液壓泵液壓泵 執(zhí)行元件執(zhí)行元件 輸出力和位移傳遞的關(guān)系 靜壓傳遞原理靜壓傳遞原理（帕斯卡定理） 靜止液體內(nèi)部各點(diǎn)壓力處處相等。 21pp ( (二二) )液壓傳動(dòng)原理液壓傳動(dòng)原理P151.參數(shù)：流量q和流速v單位分別是：m3/s, m/s 。tVq時(shí)間體積AqtAVtv1s1.3 1.3 流體力學(xué)常識(shí)流體力學(xué)常識(shí)P17P182.流體連續(xù)性方程 油液流經(jīng)無(wú)分支管道時(shí)，流過(guò)不同截面的流量不變。 流量一定時(shí)，速度與其截面積成反比。Avqq21P193. 伯努力方程壓力能=壓力（壓強(qiáng)）p流動(dòng)液

10、體的能量守恒：各點(diǎn)能量相等2v21動(dòng)能gh位能壓力能、動(dòng)能、位能P20實(shí)例計(jì)算152例題：已知千斤頂?shù)膮?shù)A1=1.13x10-4m2A2=9.62x10-4m2 A5=0.13x10-4m2 活塞下壓速度v1=0.2m/s求：v2 和v5 以項(xiàng)目：報(bào)廢車回收處理為例以項(xiàng)目：報(bào)廢車回收處理為例 收集信息確定方案演繹仿真最終方案評(píng)價(jià)1.4 1.4 液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介（一）組成（所需設(shè)備）（一）組成（所需設(shè)備）以項(xiàng)目：以項(xiàng)目：報(bào)廢報(bào)廢車回收處理車回收處理為例為例 收集信息確定方案演繹仿真最終方案評(píng)價(jià)1 1、液壓缸、液壓缸1 1）手動(dòng)液壓泵）手動(dòng)液壓泵2 2、液壓泵、液壓泵2 2）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的

11、液壓泵）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵液壓泵與油箱連接液壓泵與油箱連接 3 3、油箱、油箱工作過(guò)程的演繹工作過(guò)程的演繹 演繹結(jié)果：此方案有問(wèn)題！演繹結(jié)果：此方案有問(wèn)題！4 4、控制閥、控制閥1 1）溢流閥）溢流閥2 2）換向閥）換向閥 3 3）流量控制閥）流量控制閥4 4、過(guò)濾器、過(guò)濾器小結(jié)：液壓系統(tǒng)的組成小結(jié)：液壓系統(tǒng)的組成1.動(dòng)力元件 將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體或氣體的壓力能，作為系統(tǒng)供油能源或氣源裝置。液壓泵液壓缸（或馬達(dá)）2.執(zhí)行元件 將流體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，而對(duì)負(fù)載作功。P23.控制調(diào)節(jié)元件 用以控制流體的壓力、方向和流量，以保證執(zhí)行元件完成預(yù)期的工作任務(wù)。4.輔助元件 創(chuàng)造必要條件，保證

12、系統(tǒng)正常工作。5.工作介質(zhì) 作為傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的媒介。各種液壓控制閥油箱、濾油器、壓力表、管件等液壓油或壓縮空氣M液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)P31.5液壓油的性質(zhì)及選用液壓油的性質(zhì)及選用 液壓油是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中最常用的工作介質(zhì)，又是液壓元件的潤(rùn)滑劑。1、工作介質(zhì)的種類、工作介質(zhì)的種類 主要分為：石油型、合成型、乳化型， 目前，90%以上的液壓設(shè)備采用石油型乳化油。2 2、工作介質(zhì)的主要性質(zhì)、工作介質(zhì)的主要性質(zhì)1 1）密度）密度 = m/V kg/ m3 一般礦物油的密度為850-950kg/m3液壓油液壓油( (一一) )性質(zhì)性質(zhì)P6 粘度是衡量流體粘性的一個(gè)重要指標(biāo)。也是液壓油的一

13、個(gè)重要的物理參數(shù)。 粘度大，內(nèi)摩擦力就大，油液就不易流動(dòng)，顯得比較“稠”，反之油液就較“稀”。 油液的粘度隨著溫度的變化而變化。油溫升高，粘度變小，流動(dòng)性就好。 當(dāng)壓力不太高時(shí)，壓力對(duì)粘度影響不大，一般不予考慮。2 2）液體的粘度）液體的粘度 液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，其流動(dòng)受到牽制，且在流動(dòng)截面上各點(diǎn)的流速不同。各層液體間有相互牽制作用，這種相互牽制的力稱作液體內(nèi)的摩擦力或粘性力。P7 密度、潤(rùn)滑性、防銹性、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)、抗燃性、抗凝性、抗泡沫性、抗乳化性等。 3 3、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)： 熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性、對(duì)密封材料不浸蝕、不溶脹性等。4 4、化學(xué)性質(zhì)：、化學(xué)性質(zhì)：（二）液壓

14、油的選用（二）液壓油的選用 正確而合理地選用液壓油，乃是保證液壓設(shè)備高效率正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提。 選用液壓油時(shí)，可根據(jù)液壓元件生產(chǎn)廠樣本和說(shuō)明書所推薦的品種號(hào)數(shù)來(lái)選用液壓油，或者根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力、工作溫度、液壓元件種類及經(jīng)濟(jì)性等因素全面考慮。P11（三）（三） 對(duì)液壓油的要求對(duì)液壓油的要求 1、合適的粘度和良好的粘溫特性。 一般為=（11.541.3）10-6 m2/s或（25.8） E50 2、潤(rùn)滑性能好。 3、純凈度好、雜質(zhì)少。 4、對(duì)熱、氧化、水解都有良好的穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)。 5、對(duì)液壓系統(tǒng)所用的金屬及密封材料有良好的相容性。 6、抗泡沫性、抗乳化性和防銹性良好。 7、比熱和傳熱系數(shù)大

15、，體積膨脹系數(shù)小，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高， 流動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低。P10（四）液壓油的使用及其對(duì)污染的控制（四）液壓油的使用及其對(duì)污染的控制 液壓油是否清潔，不僅影響液壓系統(tǒng)的工作性能和液壓元件的使用壽命，而且直接關(guān)系到液壓系統(tǒng)是否能正常工作。液壓系統(tǒng)多數(shù)故障與液壓油受到污染有關(guān)，因此控制液壓油的污染是十分重要的。(1)液壓系統(tǒng)的管道及液壓元件內(nèi)的砂粒、切屑、磨料、焊渣、銹片、灰 塵等污垢在系統(tǒng)使用前沖洗時(shí)未被洗干凈，在液壓系統(tǒng)工作時(shí)，這些 污垢就進(jìn)入到液壓油里。 (2)外界的灰塵、砂粒等，在液壓系統(tǒng)工作過(guò)程中通過(guò)往復(fù)伸縮的活塞 桿，流回油箱的漏油等進(jìn)入液壓油里。另外在檢修時(shí)，稍不注意也會(huì) 使灰塵、棉絨等進(jìn)

16、入液壓油里。 (3)液壓系統(tǒng)本身也不斷地產(chǎn)生污垢，而直接進(jìn)入液壓油里，如金屬和 密封材料的磨損顆粒，過(guò)濾材料脫落的顆粒或纖維及油液因油溫升高 氧化變質(zhì)而生成的膠狀物等。1 1、污染的原因：、污染的原因： 液壓油污染嚴(yán)重時(shí)，直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能，使液壓系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障，使液壓元件壽命縮短。 造成這些危害的原因主要是污垢中的顆粒。對(duì)于液壓元件來(lái)說(shuō)，由于這些固體顆粒進(jìn)入到元件里，會(huì)使元件的滑動(dòng)部分磨損加劇，并可能堵塞液壓元件里的節(jié)流孔、阻尼孔，或使閥芯卡死，從而造成液壓系統(tǒng)的故障。 水分和空氣的混入使液壓油的潤(rùn)滑能力降低并使它加速氧化變質(zhì)，產(chǎn)生氣蝕，使液壓元件加速腐蝕，使液壓系統(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)、爬行

17、等。2 2、污染的危害、污染的危害 3 3、防止污染的措施、防止污染的措施 造成液壓油污染的原因多而復(fù)雜，液壓油自身又在不斷地產(chǎn)生臟物，因此要徹底解決液壓油的污染問(wèn)題是很困難的。 液壓油的污染控制工作主要是從兩個(gè)方面著手：一是防止污染物侵入液壓系統(tǒng)；二是把已經(jīng)侵入的污染物從系統(tǒng)中清除出去。 為防止油液污染，在實(shí)際工作中應(yīng)采取如下措施：為防止油液污染，在實(shí)際工作中應(yīng)采取如下措施：(1) 使液壓油在使用前保持清潔。 (2) 使液壓系統(tǒng)在裝配后、運(yùn)轉(zhuǎn)前保持清潔。 (3) 使液壓油在工作中保持清潔。 (4) 采用高性能的濾油器。 (5) 定期更換液壓油。 (6) 控制液壓油的工作溫度。 作業(yè)已知千斤頂?shù)膮?shù)d1=10mm;d2=40mm;L=500mml=25mm重物G