《液压与气压传动》教案第12课 拆装方向控制阀——方向控制阀.docx

拆装方向控制阀方向控制阀12课课题拆装方向控制阀方向控制阀课时2 课时(90 min )教学目标知识技能目标：I . 了解液压控制阀概述2.掌握单向阀和换向阀的分类和工作原理思政育人目标：培养学生严谨的学习作风教学重难点教学重点：单向阀和换向阀的分类和工作原理 教学难点：单向阀和换向阀的工作原理教学方法问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：课前任务一考勤(2min) 一问题导入(8min) 一传授新知(35 min )第2节课：问题导入(5 min )一传授新知(27 min )一思政讲堂(8 min )一课堂小结(3 min )一作业布置(2 min )教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务【教师】布置课前任务学生扫描课本97页的任务工单41， 完成课前任务光明机械厂的维修员张师傅发现返厂维修的一个三位四通湿 式直流电磁换向阀的阀芯不能到达工作位置。此液压阀所在的控 制油路并无异常，因此，张师傅分析其故障可能是因电磁铁发生 故障或滑阀卡死导致的。随后张师傅开始对该阀进行拆卸检测。【学生】完成课前任务通过课前的预热， 让学生了解本次课 所学课程的大概内 容，激发学生的学习 欲望考勤(2 min)【教师】使用APP,让学生登录签到【学生】使用APP签到培养学生的组织 纪律性，掌握学生的 出勤情况问题导入(8 min)在液压系统中如何控制油液的流动方向或调节其流量和压 力？方向控制阀是如何实现该功能的？通过问题，引导学 生思考，调动学生的 主观能动性，激发学 生的学习兴趣传授新知(35 min )一、液压控制阀概述1 .液压控制阀的作用液压控制阀是液压传动系统中的控制兀件，用来控制液压传动 系统中液压油的流动方向、压力及流量，以满足液压马达、液压缸 等执行兀件不同的动作要求,它是直接影响液压传动系统工作过程 和工作性能的重要元件。(详见教材)在工作原理上，液压控制阀是利用阀芯在阀体内的相对运动来通过老师的讲解， 使学生掌握液压控 制阀和单向阀的作 用、分类、参数第，课拆装方向控制阀一一方向控制阀控制阀口的通断及阀口的大小，以实现压力、流量和方向的控制。 液压阀工作时，所有阀的阀口大小，阀进、出油口间的压差，以及 通过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，即q = KApn（4-1 ）2 .液压控制阀的分类液压控制阀的分类方法很多，以至于同一种阀在不同的场合， 因其功能表现不同而被赋予不同的名称，具体如表4-1所示（详见 教材）。3 .液压控制阀的参数各种不同的液压控制阀有不同的规格参数和性能参数，一般标 注在铭牌上，是选用的基本依据。1 ）规格参数（详见教材）2）性能参数液压控制阀的性能参数表示了阀的工作特性，一般有最大工作 压力、开启压力、压力调整范围、允许背压、最大流量、额定压力 损失、最小稳定流量等。必要时，还应给出若干条特性曲线，使参 数间的对应关系更加直观，供使用者确定不同状态下的性能参数值。 【教师】提问学生液压传动系统对各类控制阀的要求有哪些？ 【学生】聆听.思考.回答 【教师】总结学生的回答液压传动系统对各类控制阀的要求如下。动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小，噪声小，使 用寿命长。 流体通过液压阀时，压力损失小；阀口关闭时，密封性好, 内泄漏小，无外泄漏。所控制的参量（压力或流量）稳定，受外部干扰时变化量 小。通用性好，结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便。 【学生】聆听、理解.记忆二.单向阀在日常生活中，当汽车在城市街道中行驶时，要根据路标规 定的方向行驶，从而形成符合道路规定的车流。但在液压传动系 统中，不能仅给出某种标志，而是需要用液压传动系统中十分常 见的零件一方向控制阀才能控制液压油的流向。 【教师】学生扫描课本100页的二维码，观看视频通过视频了解单向阀相关知识。 【学生】观看视频.理解、记忆方向控制阀的作用是利用阀芯和阀体间的相对运动，来控制拆装方向控制阀一一方向控制阀第 ,课液压传动系统中液压油的流动方向或油路的通与断,从而控制液 压执行兀件的启动或停止,以及改变其运动方向。方向控制阀可分为单向阀和换向阀两类。其中，单向阀按油 口通断的方式可分为普通单向阀和液控单向阀两种,如图4-2所 ZFo（详见教材）1 .普通单向阀普通单向阀一般简称单向阀，它的作用是仅允许液压油在油路 中按一个方向流动，不允许倒流，故又称为止回阀或逆止阀，其图 形符号如图4-3所小（详见教材）。单向阀有直通式和直角式两种 类型。直通式单向阀如图4-4所示（详见教材），它主要由阀体、阀 芯、弹簧等组成。该阀进油口和出油口流道在同一轴线上，液压油 从R 口流入，克服弹簧弹力而将阀芯J贞卅，再从P? 口流出。当液压 油反向流入时，由于阀芯被压紧在阀座密封面上，古攵被截止。如图4-5所不（详见教材）为直角式单向阀。在该阀中，液压 油从口流入，J贞开阀芯后，直接经阀体的铸造流道从口流出，因此 该阀的压力损失较小，而且只要打开端部螺塞即可对内部进行维修， 十分方便。（详见教材） 【教师】提问学生什么叫做背压？有什么作用？ 【学生】聆听、思考.回答 【教师】总结学生的回答背压是作用在液压回路的回油侧或与压力作用面相反方向的 压力，又称回油压力。 【学生】聆听.理解.记忆2 .液控单向阀液控单向阀是可以实现逆向流动的单向阀，如图4-6所示（详 见教材）。液控单向阀与普通单向阀相比，在结构上增加了控制油 腔a、控制活塞1及远程控制口 K。如图4-6 （ a ）所示为液控单向阀的结构71意图。当远程控制口 K未通控制液压油时，液控单向阀和普通单向阀一样，主通道中的 液压油只能从进油口 R流入"贞升阀芯从出油口 P2流出，无法反向 流动。（详见教材）【教师】提问学生为了使沽塞尢背压阻力，应该怎么做？【学生】聆听、思考.回答第，课拆装方向控制阀一一方向控制阀【教师】总结学生的回答为了使活塞无背压阻力，控制油腔a制成台阶状并设一泄油 口 X ,由远程控制口 K泄出的液压油经泄油口 X流回油箱。远程 控制口 K通入的控制液压油一般从主油路上单独引出，控制油路 的压力不应低于主油路压力的30% 50%。【学生】聆听.理解、记忆第二节课问题导入(5 min )传授新知(27 min )换向阀的工作原理是什么？它的作用是什么呢？下面我们来学 习有关换向阀的内容。三、换向阀换向阀的作用是利用阀芯在阀体内做轴向移动改变阀芯和阀体 的相对位置，来变换液压油流动的方向及接通或关闭油路，从而控制 执行元件的换向、启动和停止。换向阀的常用分类如表4-2所示。分类方式种类按网芯运动分滑隔式换向阀、转阀式换向阀等按通路数分二通换向阀、三通换向阀、四通换向隔、五通换向阀等按工作位数分二位换向阀、三位换向阀、四位换向阀等按控制方式分手动换向阀、机动换向阀、电磁换向阀、液动换向阀、电液动换向阀等表4-2换向阀的分类1 .换向阀的工作原理任何换向阀都是由阀体和阀芯两个主要部件组成的。在阀体上有 一个圆柱形孔，孔里面有若干个环形槽，称为沉割槽。每一个沉割槽 都与相应的油口相通。阀芯上同样也有若干个环形槽，阀芯环形槽之 间的凸肩称为台肩。(详见教材)【教师】学生扫描课本103页的二维码，观看视频通过视频了解换向阀相关知识。 【学生】观看视频.理解、记忆如图4-7所示(详见教材)为一种三位五通换向阀。当其阀芯轴 向移动时，可处于右端、中间和左端三个工作位置，而每个工作位置 均有四个相同的油口通到阀体外，与管道相连。 【教师】提问学生什么叫做换向阀的位和通 ? 【学生】聆听.思考、回答【教师】提问学生换向阀的位是指换向阀的阀芯的工作位置，有几个工作 位置就叫做几位阀。通过问题导入， 引起学生的学习兴 趣通过讲解，让学 生掌握换向阀的工 作原理拆装方向控制阀一一方向控制阀第 ,课换向阀的通是指阀体上与外部连通的油口数目，也就是 在一个工作位置上与外部连接的油路数量。【学生】聆听、理解、记忆（详见教材）当该三位五通换向阀的阀芯处在阀体中间位置时称为中位 五个 油口都彼此隔开，互不相通，液压缸此时无液压油进出缸的两腔，所 以液压缸保持停止状态。（详见教材）2.换向阀的图形符号换向阀的功能主要由工作位数、通路数决定。工作位数是指阀芯 相对于阀体的工作位置的数目；通路数是指阀体上油口的数目。换向 阀图形符号的意义如下。（详见教材）如图4-8所示为常见二位换向阀和三位换向阀位和通路的图形符号。（a）二位二通（b）二位三通 （c）二位四通 （d）二位五通（e）三位四通<f）三位五通图4-8常见二位换向阀和三位换向阀位和通路的图形符号3 .换向阀的中位机能及其特点三位换向阀的阀芯在阀体中有左、中、右三个工作位置。中间位 置可利用不同形状及尺寸的阀芯结构，得到多种不同的油口连接方 式。三位换向阀在常态位置（中位）时各油口的连通方式称为中位机 能，均用英文字母来表示。中位机能不同的同规格阀，其阀体通用， 但阀芯台肩的结构尺寸不同，内部通油情况不同。三位四通/五通换向阀常见的中位机能型号、图形符号及其特点 如表4-3所示（详见教材）。4 .常见换向阀常见的换向阀有手动换向阀、机动换向阀、电磁换向阀、液动换 向阀和电液换向阀等。1 ）手动换向阀手动换向阀是利用操纵手柄来改变阀芯位置实现换向的。手动换 向阀适用于动作频繁、工作持续时间短、必须由人操作的场合，如工 程机械的液压传动系统。按结构类型的不同，手动换向阀可分为弹簧 复位式和钢球定位式两种，如图4-9所示（详见教材）。（详见教材）2）机动换向阀机动换向阀又称行程阀。它是利用安装在运动部件上的挡块或凸 轮，推动阀芯端部的滚轮使阀芯移动，从而使油路换向。这种阀通常 为二位阀，分常闭和常开两种，并且用弹簧复位。如图4-10 （详见第，课拆装方向控制阀一一方向控制阀教材）所示为二位二通机动换向阀。（详见教材） 【教师】提问学生机动换向阀的优缺点有哪些？ 【学生】聆听.思考、回答 【教师】总结学生的回答机动换向阀结构简单、换向平稳、动作可靠，换向位置精度高, 常用于控制运动部件的行程，或快、慢速度的转换；其缺点是必须 安装在运动部件附近，故与其他液压元件安装距离较远，不易集成 化。 【学生】聆听、理解.记忆3）电磁换向阀电磁换向阀是利用电磁铁的推力来改变阀芯工作位置实现换向 的。电磁换向阀按其所用电源不同可分为交流电磁换向阀和直流电磁 换向阀。（详见教材）电磁换向阀按电磁铁的铁芯是否浸在油里又可分干式和湿式两 种，如图4-11所示（详见教材）。（详见教材） 【教师】点拨学生干式电磁铁不允许液压油进入电磁铁内部，因此在推动阀芯 的推杆处要有可靠的密封，而密封圈所产生的摩擦力要消耗一部 分电磁推力，会影响电磁铁的使用寿命；湿式电磁铁可以浸在液 压油中工作，取消了推杆处的密封，减小了推杆运动阻力，提高 了换向可靠性，同时电磁铁的使用寿命也大大提高了。干式电磁 铁结构简单、成本低，应用广泛；湿式电磁铁性能好，但价格较 局0 【学生】聆听、理解.记忆4）液动换向阀液动换向阀是利用控制液压油的作用力控制阀芯改变工作位置 来实现换向的,它适用于大流量回路。如图4.12所示（详见教材） 为三位四通液动换向阀。5）电液换向阀电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。如图4-13（详 见教材）所示为三位四通电液换向阀。（详见教材） 【教师】知识扩展调节节流阀阀口开度的大小，可以改变主阀芯移动速度，从 而调整主阀换向时间，实现平稳、无冲击换向。拆装方向控制阀一一方向控制阀第 ,课【学生】聆听、理解、记忆思政讲堂 (8 min)【教师】拓展讲解有关由中国制造”逐渐转向中国智造“ 的故事凭借着先进的技术优势和卓越的制造工艺徐州工程机械集团有 限公司(以下简称徐工)新一代负载敏感多路阀研制成功。它作为液 压阀产业中的核心序列产品，为机械产品带来了福音。(详见教材)近些年，中国逐渐实现转型，由中国制造逐渐转向中国智 造，以质量与技术作为发展标准，逐渐融入了国际化的潮流中。【学生】聆听、理解、记忆通过思政讲堂， 培养学生爱国主义 精神课堂小结 (3 min)【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了液压控制阀相关知识、单向阀和换向阀的分类和工 作原理，重点掌握单向阀和换向阀的工作原理，为下节课实训课打牢 基础。【学生】总结回帧知识点总结知识点，巩 固学生对液压控制 阀的工作原理的理 解作业布置 (2 min)【教师】布置课后作业课本上的思考与练习的填空题、选择题、判断题中与本石相 关的题目。【学生】完成课后任务复习巩固学到的 知识教学反思本节课环节完整，但学生主动性不高。教学按老办法、老观念去教，还是那样刻板， 教学手段单一，学生的学习动机定会下降。让学习动机成为推动学生参与学习活动心理动 因。教师应创设情境，开成连动的整体情境，学生学习的积极性、主动性能在引入情境后 被激起。