液压传动与气动技术全册电子教案学习情境1-8教学设计（高职）.docx

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占 八、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U一、磨床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/T 7631.22003,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1）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 FluidSIM-H 讲解系统仿真过 程。学习情境三 液压马达和液压缸的选用及故障排除任务一液压马达的选用及故障排除知识链接u一、液压马达的工作原理和结构1 .液压马达的工作原理以柱塞式液压马 达为例介绍液压 马达的工作原理。2.液压马达的结构特点1)齿轮式液压马达主要用于高转速、小转矩的场合，也用作笨重物体旋转的传动装置。齿轮式液压马达输 出转矩和转速的脉动性较大，径向力不平衡，在低速及负荷变化时运转的稳定性较差。2)叶片式液压马达叶片式液压马达的最大的特点是体积小、惯性小，因此动作灵敏，适用于换向频率较高 的场合。但是这种液压马达工作时泄漏量较大，机械特性较软，低速工作时不稳定，调速范 围也不能很大。因此，叶片式液压马达主要适用于高转速、小转矩和动作要求灵敏的场合， 也可以用于对惯性要求较小的各种随动系统中。3)柱塞式液压马达柱塞式液压马达由于排量较小，输出转矩不大，所以是一种高速小转矩液压马达。二、液压马达的性能指标及使用注意事项1 .性能指标1)转矩和排量2)机械效率和启动机械效率讲解液压马达的 性能指标。讲解液压马达的 性能指标。如果液压马达在能量转换过程中没有能量损失，则输入功率与输出功率相等。但由于有泄漏 损失，输入液压马达的实际流量必须大于它的理论流量；由于有摩擦损失，液压马达的实际 输出转矩必然小于它的理论转矩。3)转速和低速稳定性液压马达使用时应尽量高于其标牌上标有的最低转速，一般来说，低速大转矩液压马达的低 速稳定性要比高速马达好。4)调速范围液压马达的调速范围用允许最大转速和最低稳定转速之比表示，即i=nmax/nmino显然，调速 范围宽的液压马达应具有良好的高速性能和低速稳定性。2 ,使用注意事项(1)液压马达的泄油腔不允许有压力。(2)液压马达在驱动大惯性负载时，不能简单地用关闭换向阀的方法使其停止。(3)在启动液压马达时，若液压油黏度过低则会使整个液压马达的润滑性下降；黏度过 高则会使液压马达有些部位得不到有效润滑。教师举实例讲解 液压马达的常见 故障及排除方法。(4)由于液压马达总存在一定的泄漏，因此用关闭液压马达的进、出油口来保持制动状 态是不可靠的。三、液压马达的常见故障及排除方法任务二液压缸的选用及故障排除K知识链接一、液压缸的工作原理和结构3 .活塞式液压缸的工作原理和结构1)双杆活塞式液压缸的工作原理和结构(1)缸体组件。缸体组件包括缸筒、缸盖和导向套等。(2)活塞组件。活塞组件由活塞、活塞杆和连接件等组成。(3)密封装置。液压缸高压腔中的油液向低压腔泄漏称为内泄漏；液压缸中的油液向外 部泄漏称为外泄漏。(4)缓冲装置。液压缸的缓冲装置是为了防止活塞在行程终了时，由于惯性力的作用与 缸盖发生撞击。(5)排气装置。液压系统在安装过程中或长时间停工后会渗入空气，油液中也会混有空 气，这些空气的存在会使活塞运动产生爬行、振动和噪声，严重时会影响液压系统的正常工 作。2)单杆活塞式液压缸的工作原理和结构(1)双作用单杆活塞式液压缸。(2)单作用单杆活塞式液压缸。4 .柱塞式液压缸的工作原理和结构以单叶片式摆动 液压缸为例说明 摆动液压缸的工 作原理。柱塞式液压缸的柱塞端面是承受油压的工作面，动力是通过柱塞本身传递的。由于柱塞 运动时由缸盖上的导向套来导向，缸筒内壁和柱塞有一定的间隙而不用直接接触。因此缸筒 内壁不用加工或只做粗加工，从而给制造带来了方便，也特别适用于行程较长的场合，此时 必须保证导向套和密封装置部分内壁的精度。另外柱塞式液压缸一般不宜水平安装，因为柱 塞缸的柱塞一般较粗，水平放置会导致柱塞因自重而下垂，造成导向套和密封圈单向磨损， 所以柱塞可以做成空心的。5 .摆动式液压缸的工作原理和结构摆动式液压缸又称为回转式液压缸，也称为摆动液压马达。通入液压油时，主轴可以实 现小于360。的往复摆动，常用于夹紧装置、送料装置、转位装置及需要周期性进给的系 统。6 .其他类型的液压缸1)增压式液压缸增压式液压缸又称为增压器。在液压系统中，整个系统需要低压，而局部需要高压，为 节省一个高压泵，常用增压式液压缸与低压大流量泵配合作用，使输出油压变为高压。这样 只有局部是高压，而整个液压系统调整压力较低，因此减少了功率损失。2)伸缩式液压缸伸缩式液压缸又称为多套缸，它是由两个或多个活塞式液压缸套装而成的。这种液压缸 在各级活塞依次伸出时可获得很长行程，而当它们依次缩回后，又能使液压缸轴向尺寸很短, 广泛用于起重运输车辆上。3)串联式液压缸教师举实例讲解 液压缸的常见故 障及排除方法。当液压缸长度不受限制，但直径受到限制，从而无法满足输出力的大小要求时，可以采 用多个液压缸串联构成串联式液压缸来获得较大的推力。二、液压缸的常见故障及排除方法教学 目标知识目标：邮箱的结构；邮箱的选用和安装；蓄能器的工作原理和结构；蓄能器的作用和安装；热交换 器；油管和接头。能力目标：能阐述油箱选用和安装的基本方法；掌握蓄能器的工作原理和结构；能分析蓄能器在液压系统 中的作用；能阐述蓄器的安装和维护方法；能分析热交换器的作用和安装位置；能阐述油管、管接头的 类型和适用场合。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占八、油箱、 蓄能器的安装及维护方法教学 难点油箱、蓄能器的结构教学 手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学内容与教学过程设计学习情境U1液压辅助元件的使用任务一油箱的结构和使用K知识链接U一、油箱的结构油箱可分为开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱中油液的液面与大气相通，而闭式油箱 中油液的液面与大气隔绝。开式油箱广泛用于一般的油箱液压系统，闭式油箱则用于水下和高 空无稳定气压的场合。学生区分开式油 箱和闭式油箱，说 明各自的特点及 适用性。以开式油箱为例，油箱应具有以下结构特点。（D油箱应有足够的容量。液压系统工作时，油箱油面应保持一定的高度，以防液压泵 吸空。（2）为使漏到上盖板上的油液不至于流到地面上，油箱侧壁应高出上盖板1015 nl唳（3）吸油管和回油管之间的距离应尽量远。（4）箱体侧壁应设置油位指示装置，过滤器的安装位置应便于装拆，油箱内部应便于清 洗。（5）对于系统负载大并且长期连续工作的系统来说，还应考虑系统发热及散热的平衡。二、油箱的选用和安装选用油箱首先要考虑其容量，应根据液压系统发热、散热平衡的原则来计算。油箱按照 油箱安装位置的不同可分为上置式油箱、侧置式油箱和下置式油箱。能够根据需要选 择油箱，并进行安 装。上置式油箱把液压泵等装置安装在有较好刚度的上盖板上，其结构紧凑，应用最广。此 外还可在油箱外壳上铸出散热翅片，加强散热效果，延长了液压泵的使用寿命。任务二蓄能器的结构和使用K知识链接U一、蓄能器的工作原理和结构.充气式蓄能器充气式蓄能器的工作原理是通过压缩气体完成能量转化，使用时首先向蓄能器充入预定 压力的气体。当系统压力超过蓄能器内部压力时，油液压缩气体，将油液中的压力转化为气 体内能；当系统压力低于蓄能器内部压力时，蓄能器中的油液在高压气体的作用下流向外部 系统，释放能量。1 .弹簧式蓄能器和重锤式蓄能器学生分组讨论各 种蓄能器的特点。弹簧式蓄能器依靠压缩弹簧把液压系统中的过剩压力能转化为弹簧势能存储起来，需要 时释放出去。重锤式蓄能器通过提升加载在密封活塞上的质量块把液压系统中的压力能转化为重力势 能积蓄起来。弹簧式蓄能器和重锤式蓄能器因其局限性，目前已经很少被使用。二、蓄能器的作用和安装1.蓄能器的作用1）提高执行元件的运动速度2）作为应急动力源3）吸收压力脉动，缓和压力冲击4）用于停泵保压熟悉蓄能器的安 装方法。2.蓄能器的安装和维护检查1）蓄能器的安装2）蓄能器的维护检查蓄能器在使用过程中，需定期对气囊进行气密性检查。对于新使用的蓄能器，第一周检查一次，第一个月内还要检查一次，然后半年检查一次。对于作为应急动力源的蓄能器，为 了确保安全，更应经常检查与维护。任务三其他辅助元件的结构和使用工知识链接X一、热交换器1 .冷却器结合实物讲解冷 却器。按冷却介质不同，冷却器可分为风冷、水冷和氨冷等多种形式，一般液压系统中主要采 用前两种。风冷式冷却器由风扇和许多带散热片的管子组成。水冷式冷却器有蛇形管式、多 管式和翅片式等。2 .加热器液压系统常用的加热器为电加热器，使用时可以直接将其装入油箱底部，并与箱底保持 一定距离，安装方向一般为横向。二、油管和管接头.油管1）硬管：硬管主要用于连接无相对运动的液压元件。常用的硬管为无缝钢管和纯铜管。2）软管：软管主要用于连接有相对运动的液压元件，通常为耐油橡胶软管，可分为高压 和低压两种。3 .管接头1）金属管接头学生思考不同类 型油管、管接头在 实际生活中的应 用。（1）焊接式管接头：制造简单，工作可靠，适用于管壁较厚、压力较高的系统。焊接式 管接头缺点是对焊接质量要求较高。（2）卡套式管接头：卡套式管接头工作比较可靠，拆装方便，其工作压力可达31.5 MPa。 卡套式管接头的缺点是对卡套的制造工艺要求及连接油管外径的几何精度要求都较高。（3）扩口式管接头：其结构简单，制造安装方便。被扩口的管子只能是薄壁且塑性良好 的管子，如铜管。扩口式管接头的工作压力不能高于8 MPao（4）钱接式管接头：2）软管接头（1）螺纹联接的软管接头。（2）快速接头。快速接头又称为快速装拆管接头，其无需装拆工具，适用于经常装拆 的场合。快速接头结构复杂，压力损失大。教学 目标知识目标：液压控制阀基本情况；压力控制回路设计、分析与仿真；速度控制回路设计、分析与仿真。 能力目标：能用方向控制阀设计基本方向控制回路；能识读液压控制中的基本电气回路；能熟练使用 FluidSIM软件对液压控制系统进行仿真设计；能设计和仿真纸箱抬升推出装置的液压系统。能识读流量 控制阀的结构图；能用流量控制阀设计速度控制回路；能设计和仿真小型钻孔设备的液压控制系统。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占液压基本回路教学 难点液压基本回路教学 手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学内容与教学过程设计学习情境五液压基本回路的设计与仿真任务一 方向控制回路设计、分析与仿真工知识链接11一、液压控制阀概述1 .液压控制阀的阀芯结构液压的控制阀根据阀芯结构不同可分为座阀和滑阀两种。座阀式结构的液压控制阀其阀 芯大于管路直径，是从端面上对液流进行控制的；滑阀式结构的液压控制阀是通过圆柱形阀 芯在阀套内作轴向运动来实现控制作用的。1)座阀(1)分类：球阀和锥阀讲解不同种类控 制阀的结构。(2)操作力。座阀式结构的液压控制阀可以保证关闭时的严密性，但由于背压的存在使 得阀芯运动所需的操作力也相应提高，这时可以采用压力平衡回路来降低操作力2)滑阀(1)液压卡紧现象。滑阀的阀芯有时会出现阀芯移动困难或无法移动的现象，这种现象 称为液压卡紧现象。(2)覆盖面。可分为正覆盖面、负覆盖面和零覆盖面。(3)控制边缘。阀芯的控制边缘如果十分平整，在接口通断切换时会造成较强的压力冲 击。这时可以将控制边缘加工出一定的斜坡或多个轴向三角槽，让接口的通断有一个过渡阶 段，可减小压力冲击2.液压控制阀的连接方式1)管式连接：将管式液压阀用管道互相连接起来，构成液压回路。区分不同的链接 方式，并思考其在 实际生活中的应 用。2)板式连接：板式连接就是将液压阀用螺钉安装在专门的连接板上，液压管与连接板背 面相连。3)集成式连接：集成块式连接、叠加阀式连接、插装阀式连接。二、方向控制阀1 .单向阀1)普通单向阀的结构和原理普通单向阀简称单向阀，其作用是只允许液流单方向流动，不允许反向流动，故又称为 逆止阀或止回阀。按进出油液流向的不同，普通单向阀可分为直通式和直角式两种形式。2)液控单向阀的结构和原理液控单向阀是一种通入控制压力油即允许油液双向流动的单向阀。液控单向阀的结构， 它由单向阀和微型液压缸组成。3)单向阀的常见故障与及其原因2 .换向阀1)换向阀的工作原理和分类教师举实例讲解 单向阀的常见故 障与及其原因。换向阀是通过改变阀芯与阀体的相对位置使油路接通、切断或变换油流的方向，从而实 现液压执行元件的启动、停止或变换方向。换向阀可按照如下方式进行分类。(1)按换向阀阀芯在阀体内的工作位数和油口通路数分，换向阀有二位二通、二位三通、 二位四通、三位四通、二位五通、三位五通等类型。(2)按换向阀阀芯换位的控制方式分，换向阀有手动、机动、电动、液动和电液动等类 型。(3)按换向阀阀芯结构及运动方式分，换向阀有滑阀、转阀、锥阀等。(4)按换向阀的安装方式分，换向阀有管式、板式、法兰式等。2)换向阀的符号表示3)换向阀的中位机能在分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常应考虑以下几个问题。(1)系统是否需要保压。(2)系统是否需要卸荷。(3)启动平稳性要求。(4)换向平稳性和换向精度要求。(5)是否需液压缸“浮动”和能在任意位置停止。4)换向阀的控制方式(1)手动换向阀。手动换向阀一般是利用手动杠杆来改变阀芯位置实现换向。(2)机动换向阀。机动换向阀利用行程挡块或凸轮迫使阀芯移动，从而达到改变油液流 向的目的，实现换向。(3)电磁换向阀。电磁换向阀利用电磁线圈的通电吸合与断电释放，直接推动阀芯运动 来控制液流方向。(4)液动换向阀。液动换向阀利用控制油路的压力油来推动阀芯实现换向。(5)电液换向阀。电液换向阀是由小型电磁换向阀(先导阀)和大型液动换向阀(主阀) 两部分组合而成。电磁阀起先导作用，它利用电信号改变主阀阀芯两端控制液流的方向，控 制液流再去推动液动主阀阀芯改变位置实现换向，实现主油路的换向。阀体内的节流阀可用来调节主阀芯的移动速度，使其换向平稳、，无冲击，在此必须注意 以下几点。(1)当液动主阀为弹簧对中型时，先导电磁阀的中位机能必须保证先导阀处于中位时液动 阀两端的控制油路卸荷(如电磁阀Y型中位机能)，否则液动阀无法回到中位。(2)控制压力油可来自主油路的P 口(内控式)，也可以另设独立油源(外控式)。当采用 内控式并且主油路又有卸荷要求时，必须在P口安装一预控压力阀，以保证最低的控制压力。 当采用外控时，独立油源的流量不得小于主阀最大流量的15%,以此来满足换向时间的要求。5)换向阀的常见故障及排除方法三、电气基本回路1.常用电气元件1)常用电气控制元件(1)按钮。按钮是一种最基本的主令电器，它是通过人力来短时接通或断开电路的电气 元件。(2)控制继电器。控制继电器是一种当输入量变化到一定值时，电磁铁线圈通电励磁， 吸合或断开触点，接通或断开交、直流小容量控制电路中的自动化电器。2)常用位置传感器(1)行程开关。行程开关是利用机械外力改变其内部电触点的通断情况。(2)电容式传感器。电源接通时，RC振荡器不振荡，当一物体朝着电容器的电极靠近 时，电容器的容量增加，振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将不振荡和振荡两种信号 转换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在的目的。学生分组讨论不 同的传感器在实 际生活中的应用。(3)电感式传感器。电感式传感器内部的振荡器在传感器工作表面产生一个交变磁场。 当金属物体接近这一磁场并达到感应距离时，在金属物体内产生涡流，从而导致振荡衰减， 以至停振。(4)光电式传感器。光电式传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现检 测。常用的光电式传感器又可分为漫射式、反射式、对射式等几种。(5)磁感应式传感器。磁感应式传感器是利用磁性物体的磁场作用来实现对物体感应的, 主要有霍尔式传感器和磁性开关两种。(6)光纤式传感器。光纤式传感器用光导纤维将发射器发出的光引导到检测点，再把检 测到的光信号用光纤引导到接收器。按动作方式的不同，光纤式传感器也可分成对射式、反 射式、漫射式等多种类型。2.电气回路图绘图原则(1)水平绘制时，如电源为交流电，则图中上母线为火线，下母线为零线；如电源为直 流电，则图中上母线为“ + ”极，下母线为“一”极。(2)电路图的构成是由左到右或由上向下进行的。(3)连接线所连接的元件均用电气符号表示，且均为未操作时的状态。(4)在连接线上，所有的开关、继电器等的触点位置由垂直电路左母线开始连接。(5) 一个梯形图网络由多个梯级组成，每个输出元素(继电器线圈等)可构成一个梯级。学生总结不同回 路的特点。(6)在回路图中各元件的电气符号旁应标注上文字符号。3.基本电气回路：是门电路、或门电路、与门电路、自锁电路、互锁电路、延时电路。四、方向控制回路方向控制回路利用各种方向控制阀来控制液流的通断与变向调节，从而控制执行元件的 启动、停止和换向。各种控制方式的换向阀或双向变量泵均可组成方向控制回路。任务二 压力控制回路设计、分析与仿真K知识链接一、压力控制阀1 .溢流阀1 )直动式溢流阀直动式溢流阀的特点。直动式溢流阀结构简单，动作灵敏，但当控制较高压力或较大流 量时，需要安装较大的硬弹簧，不但手动调节困难，而且阀口开度(弹簧的压缩量)略有变 化便会引起较大的压力波动，阀的精度就低，因此直动式溢流阀一般只用于小于2. 5 MPa的 低压小流量场合。2)先导式溢流阀(2)先导式溢流阀的特点。先导式溢流阀工作时振动小，噪声低，压力稳定，但反应不 如直动式溢流阀快。先导式溢流阀适用于中、高压系统。学生结合实际思 考溢流阀的应用。3)溢流阀的应用(1)溢流作用。(2)安全保护作用。(3)实现远程调压。(4)用作卸荷阀。(5)用于产生背压。比较分析顺序阀 与溢流阀的异同。4)溢流阀的常见故障及排除方法2 .顺序阀1)顺序阀的结构和工作原理当进油口压力低于调定压力时，阀口关闭；当进油口压力超过调定压力时，进、出油口 接通，出口的压力油使其后面的执行元件动作。出口油路的压力由负载决定，因此它的泄油 口需要单独接回油箱。调节弹簧的预紧力，即能调节打开顺序阀所需的压力。2)顺序阀与溢流阀的异同3)顺序阀的应用3 .减压阀1)定值减压阀(1)直动式减压阀。直动式减压阀与直动式顺序阀的结构相似，它们的差别在于以下两个方面。 压阀的控制压力来自出口侧，顺序阀的控制压力来自进油口。减压阀口常开，即在减压阀的出口压力未达到设定值时，阀口全开。而顺序阀在进口 未达到设定值时，其阀口为关闭状态。(2)溢流减压阀。直动式减压阀和溢流减压阀都是用弹簧力与油液压力直接平衡，也就 是意味着工作压力越高，弹簧刚度就要越大，所以在中、高压系统中更常用的是先导式减压 阀。(3)先导式减压阀。2)定差减压阀比较分析减压阀、 溢流阀、顺序阀的 不同点。3)定比减压阀4)减压阀、溢流阀、顺序阀的区别(1)从控制压力来看。减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀是进口压 力控制，保证进口压力为定值；顺序阀可用进口压力控制，也可用外部压力控制。(2)从不工作时阀口状态来看。减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭；顺序阀阀口常闭。(3)从工作时阀口状态来看。减压阀阀口关小；溢流阀阀口开启；顺序阀阀口开启。(4)从泄油口来看。减压阀有单独的泄油口；顺序阀通常有单独的泄油口；溢流阀弹簧 腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口。5)减压阀的应用(1)降低液压泵输出油的压力，供给低压回路使用。(2)在供油压力不稳定的回路中串接减压阀来进行稳压，避免一次压力波动对执行元件 工作产生影响。(3)根据不同的需要，将液压系统分成若干不同压力回路，以满足控制油路、辅助油路 或各种执行元件不同工作压力的需要。(4)利用溢流减压阀的特性来减小压力冲击。6)减压阀的常见故障4 .压力继电器1)压力继电器的结构和工作原理压力继电器按压力一位移转换装置的结构分，有柱塞式压力继电器、弹簧管式压力继电 器、膜片式压力继电器和波纹管式压力继电器四类，其中以柱塞式压力继电器最常用。2)压力继电器的主要性能3)压力继电器的应用(1)用于控制执行元件，实现顺序动作。(2)用于安全保护。二、压力控制回路5 ,调压回路单级调压回路、远程调压回路、多级调压回路、比例调压回路。6 .减压回路减压回路的功用是使系统中的某一部分油路具有低于主油路的稳定压力。最常见的减压 回路采用定值减压阀与主油路相连。7 .增压回路1)单作用增压缸的增压回路该回路只能间断增压，故称单作用增压回路，适应于液压缸需要较大单向作用力，但行 程小、作业时间短的液压系统。比较不同的回路, 总结其特点。2)双作用增压缸的增压回路能连续输出高压油，适应于增压行程要求较长的场合。8 .卸荷回路常见的卸荷方式有：换向阀卸荷回路、先导式溢流阀卸荷回路、二位二通阀卸荷回路、 卸荷阀卸荷回路。9 .保压回路根据调速阀的特 点，思考其在生活 中的应用。教师讲解各种不 同的回路，学生总 结特点。常用的保压回路有：辅助泵保压回路、压力补偿变量泵保压回路、利用蓄能器的保压回 路。10 平衡回路1）采用单向顺序阀的平衡回路2）采用液控单向顺序阀的平衡回路三、专用零件装配设备液压控制系统设计与仿真任务三 速度控制回路设计、分析与仿真一、流量控制阀2 .节流阀1）节流阀的结构和工作原理2）节流阀的特点（1）节流口的堵塞。（2）温度的影响。（3）节流阀输入输出口的压差。3 .单向节流阀4 .调速阀1）调速阀的结构和原理调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。节流阀用来调节通过的流量，定差 减压阀则自动补偿负载变化的影响，使节流阀前后的压差为定值，消除了负载变化对流量的 影响。2）调速阀的特点节流阀的流量随压力差变化较大，而调速阀在压力差达到一定值后，减压阀处于工作状 态，流量基本保持恒定。5 .流量控制阀的常见故障二、速度控制回路6 .调速回路1）节流调速回路节流调速回路的工作原理是通过改变回路中流量控制元件（节流阀和调速阀）通流截面 积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量，以调节其运动速度。2）容积调速回路容积调速回路是通过改变泵或马达的排量来实现调速的。容积调速回路具有的主要优点 是没有节流损失和溢流损失，因而效率高，油液温升小，适用于高速、大功率调速系统。其 缺点是变量泵和变量马达的结构较复杂，成本较高。3）容积节流调速回路容积调速回路虽然具有效率高、发热小的优点，但随着负载增加，容积效率将下降，低 速稳定性差，为减少发热并满足速度稳定性要求，常采用容积节流调速回路。容积节流调速 回路采用压力补偿型变量泵供油，用流量控制阀调节进入或流出液压缸的流量来调节其运动 速度，并使变量泵的输油量自动地与液压缸所需流量相适应。这种调速回路没有溢流损失， 效率较高，速度稳定性也比容积调速回路好，所以常用在中小功率、速度范围大的场合。7 .快速运动回路1）液压缸差动连接回路这种连接方式，可在不增加泵流量的情况下提高执行元件的运动速度。必须注意，泵的 流量和有杆腔排出的流量合在一起流过的阀和管路应按合成流量来选择，否则会使压力损失 增大，泵的供油压力过高，致使泵的部分压力油从溢流阀流回油箱而达不到差动快进的目的。2）采用蓄能器的快速运动回路3）双泵供油快速运动回路双泵供油快速运动回路的优点是双泵回路简单合理，功率损耗小，回路效率较高，常用在执行兀件快进和工进速度相差较大的场合。4）用增速缸的快速运动回路3.速度换接回路速度换接回路用来实现运动速度的变换，即在原来设计或调节好的几种运动速度中，从 一种速度变换成另一种速度。对这种回路的要求是速度换接要平稳，即不允许在速度变换的 过程中有前冲（速度突然增加）现象。1）快速与慢速的换接回路在这种速度换接回路中，因为行程阀的通油路是由液压缸活塞的行程控制阀芯移动而逐 渐关闭的，所以换接时的位置精度高，冲出量小，运动速度的变换也比较平稳。这种回路在 机床液压系统中应用较多，它的缺点是行程阀的安装位置受一定限制（要由挡铁压下），所以 有时管路连接复杂。2）两种工作进给速度的换接回路对于某些自动机床、注塑机等，需要在自动工作循环中变换两种以上的工作进给速度， 这时需要采用两种（或多种）工作进给速度的换接回路。学生分组讨论各 回路的实用性。教学 学时教学 目标知识目标：液压系统图的阅读方法；M1432A型万能外圆磨床液压系统的功能；注塑机的工作原理；比例 阀、插装阀、叠加阀的原理、构造及应用能力目标：能识读一般复杂程度的液压系统原理图;能阐述叠加阀的工作原理和基本结构；能识读CK7150A 型数控车床液压系统原理图；能调整与维修CK7150A型数控车床的液压系统。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*£占液压系统图的识读教学 难点液压系统图的识读教学 手段理实一体实物讲解小组讨论、协作6教学内容与教学过程设计学生讨论分析液 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。大小。(2)运动黏度v。运动黏度是指在相同温度下，液体的动力黏度口与其密度P之比，用 v表示，即v二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0的倒数。8 .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 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。1)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9 .液压油的污染与控制4.液压油的污染与控制1)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1)帕斯卡原理在密闭容器内，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。2)液体压力的表示方法学习情境六复杂液压系统分析 任务一 CK7150A型数控车床液压系统 K知识连接X一、液压系统图的阅读方法1 1) 了解设备的功用及对液压系统动作和性能的要求。(2)初步分析液压系统图，以执行元件为中心，将系统分解为若干个子系统。(3)对每个子系统进行分析。(4)根据系统中对各执行元件之间的顺序、同步、互锁、防干扰或联动等要求分析各子 系统之间的联系，弄懂整个液压系统的工作原理。(5)归纳出设备液压系统的特点和使设备正常工作的要领，加深对整个液压系统的理解。 二、叠加阀.叠加阀的结构原理1)基座板的构造2)叠加阀的构造叠加阀主要有以下几个优点。(1)标准化、通用化、集成化程度高，设计、加工、装配周期短。(2)用叠加阀组成的液压系统结构紧凑，体积小，重量轻，外形整齐美观。(3)叠加阀可集中配置在液压站上，也可分散安装在设备上，配置形式灵活。系统变化 时，元件重新组合方便、迅速。(4)因不用油管连接，压力损失小，漏油少，振动小，噪声小，动作平稳，使用安全可 靠，维修容易。任务二M1432A型万能外圆磨床液压系统工知识连接1M1432A型万能外圆磨床的液压系统具有以下功能。(1)能实现工作台的自动往复运动，并能在0.054 m/min无级调速，工作台换向平 稳，启动、制动迅速，换向精度高。(2)在装卸工件和测量工件时，为缩短辅助时间，砂轮架具有快速进退动作，为避免惯 性冲击，控制砂轮架快速进退的液压缸设置有缓冲装置。(3)为方便装卸工件，尾架顶尖的伸缩采用液压传动。(4)工作台可作微量抖动。切入磨削或加工工件略大于砂轮宽度时，为了提高生产率和 改善表面粗糙度，工作台可作短距离(13 mm)、频繁往复运动(100150次/分钟)。(5)传动系统具有必要的联锁动作。任务三SZ-250A型注塑机液压系统K知识连接H1 .注塑机的工作原理和工艺过程.注塑机对液压系统的要求 (D具有足够的合模力。 (2)模具的开、合模速度可调。(3)注射座整体进退。(4)注射压力和注射速度可调。(5)保压及压力可调。(6)制品顶出速度要平稳，以保证成品制品不受损坏。任务四HTF60W2型注塑机液压系统结合液压系统图, 讲解识读方法。教师讲解叠加阀 的结构及原理，学 生分组讨论叠加 阀的优点。教师讲解注塑机 的工作原理及工 艺过程。工知识连接U 一、比例阀学生思考比例阀 在实际生活中的 应用。教师讲解插装阀 的原理，学生思考 其在生活中的应 用。教学目标教学.比例电磁铁比例电磁铁是直流电磁铁，要求吸力或位移与给定电流成比例，并在衔铁的全部工作行 程上，磁路中保持一定的气隙。用比例电磁铁代替螺旋手柄来调整液压阀，就能使输出的压 力或流量与输入电流对应成比例地发生变化。2 .电液比例控制阀1）比例压力阀用比例电磁铁代替溢流阀的调压螺旋手柄，构成比例压力阀。2）比例调速阀用比例电磁铁来改变节流阀的开口，就成为比例节流阀。将此阀和定差减压阀组合在一 起，就成为比例调速阀，以实现用电信号控制阀口开度，从而控制油液流量。3）比例方向阀将普通二位四通电磁换向阀中的电磁铁换成比例电磁铁，并在制造时严格控制阀芯和阀 体上轴肩与凸肩的轴向尺寸，便成为比例方向阀。3 .比例阀的应用1）比例溢流回路2）比例调速回路二、插装阀1 .二通插装阀的结构工作原理1）闭动作；2）开动作2 .插装阀的结构1）阀体（油路板）：在阀体上有多种控制通道，X、Y为控制油路孔，F为承装插件体的 主阀孔，A 口、B 口为工作油路孔。2）插件体：插件体主要由阀套、锥形阀芯、弹簧、挡板及若干个密封垫圈构成。阀套上 有两个主通道用于配合油路板上的A、B通路。3）控制盖板使用不同的盖板（先导阀）可以构成方向控制、压力控制或流量控制，还可以组成复合 控制。由若干个不同控制功能的主阀插装在同一阀体内，并配上相应的控制盖板和先导控制 元件，就可组成所需的液压回路和系统。4）引导阀引导阀为控制插装阀动作的小型电磁换向阀或压力控制阀，叠装在阀盖上。3 .插装阀的应用1）二通插装方向控制阀2）二通插装压力控制阀3）插装式流量控制阀知识目标：气压传动的工作原理和特点；气源系统、气源处理装置的工作原理；气马达的工作原理；真 空元件的工作原理。能力目标：能完成气源装置的选用；能阐述气缸的分类、结构和工作原理；熟悉气缸常见的故障；能正确 进行气缸的选择与使用；能阐述气马达常见的故障及排除方法；能正确选择气马达。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气压传动、气马达、真空元件的工作原理。重占教学 难点常见故障的排除教学 手段理实