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FEB2019//PREPAREDBYDAVIDSMITH
职业教育机电一体化专业教学资源库
课程教案
课程名称:
液压与气动系统的安装与调试
编制人:
张海军
邮箱:
Zhanghj008@
电话:
0633-7987155
编制时间:
2016-5-01
编制单位:
日照职业技术学院
项目
项目二压力机液压系统的安装与调试
单元名称
液压泵拆装
.课次
1
学时
2
上课地点
教学目标
能力目标
知识目标
(1)能看懂液压泵铭牌;
(2)能说出齿轮泵主要组成部分。
(1)了解容积式泵的原理;
(2)了解液压泵的参数;
(3)熟悉齿轮泵结构。
教学重点、难点
重点:
(1)容积式泵工作原理;
(2)齿轮泵的性能特点。
难点:
齿轮泵性能特点
教学过程
主要教学内容
备注
1、项目引入(15min)
观看柱塞泵视频、齿轮泵,展示液压泵图片,提出液压泵工作原理、参数等问题。
教师演示
2、知识准备(60min)
液压泵是将电机输出的机械能(转矩和角速度的乘积)转变为液压能(液压泵的输出压力和输出流量的乘积),为系统提供一定流量和压力的油液,是液压系统中动力源;
(一)容积式泵的工作原理
容积式泵依靠密封容积变化进行工作。
泵体、柱塞等形成若干个密封的工作腔。
当密封工作腔的容积从小向大变化时,形成部分真空、吸油;当密封工作腔的容积从大向小变化时,进行压油(排油)。
偏心轮转一圈,完成一次吸压油,偏心轮不断旋转,液压泵不断吸油和压油。
(二)泵的参数
工作压力p:
液压泵实际工作时实际输出压力。
取决于负载,与流量无关。
额定压力pn:
在正常工作条件下,按试验标准规定连续运转的最高压力。
最高压力:
在超载时,根据试验标准规定,允许短暂运行的最高压力
排量V:
泵轴转一周,由密封容腔几何尺寸变化计算出的可排出液体体积(液压泵的排量仅取决于密封油腔每转变化的容积而与转速无关。
计算值)
理论流量qt:
在没有泄漏的情况下,单位时间内理论上可排出液体体积(理论值)
实际流量q:
实际工作时的输出流量(小于理论值)
额定流量qn:
按试验标准规定必须保证的输出流量。
输入功率Pi:
是指驱动泵轴的机械功率。
表现为转矩和转速(角速度)
输出功率Po:
泵实际输出的压力和流量的乘积
容积效率ηv:
实际输出流量与理论流量比值。
(反映泵在流量上损失,即容积损失)
机械效率ηm:
理论转矩与实际输入转矩的比值。
反映泵在转矩上的损失,即机械损失)
总效率η:
泵的输出功率与输入功率的比值:
(三)液压泵类型与符号
(四)齿轮泵
1.齿轮泵结构泵体、端盖、齿轮、轴、轴承
2.齿轮泵工作原理
3齿轮泵流量公式分析
4.齿轮泵结构特点
1)泄漏
2)径向作用力不平衡
3)困油现象
5.齿轮泵的特点
优点:
结构简单,制造方便,工作可靠,对油液污染不敏感,维修容易。
缺点:
磨损严重,泄漏大,工作压力不高,压力和流量脉动大,噪声大。
教师多媒体演示
PPT讲解
学生讨论容积式泵的工作条件,提问
以大客车为例介绍压力参数
以压水井为例介绍流量参数
画图展示
动画演示,学生讨论,提问
3、归纳总结(15min)
总结本单元讲解容积式泵的工作原理及参数,并对齿轮泵的性能特点、工作原理进行概括。
教师PPT讲授
教学策略
要通过实物的展示及动画来进行讲解。
学习成果
课后作业:
查找资料,找出齿轮泵的应用场合
学习评价
讨论,提问50%;课后作业50%
项目
项目二压力机液压系统的安装与调试
单元名称
液压泵拆装
.课次
2
学时
2
上课地点
教学目标
能力目标
知识目标
(1)能说出叶片泵的组成部分;
(2)能说出柱塞泵主要组成部分。
(1)了解叶片泵的工作原理;
(2)了解柱塞泵的工作原理;
(3)熟悉叶片泵、柱塞泵的性能特点。
教学重点、难点
重点:
(1)叶片泵的工作原理;
(2)柱塞泵的工作原理;
(3)叶片泵、柱塞泵的性能特点。
难点:
叶片泵、柱塞泵的性能特点
教学过程
主要教学内容
备注
1、项目引入(15min)
观看叶片泵、柱塞泵视频及原理动画,提出叶片泵、柱塞泵泵工作原理、性能特点等问题。
教师演示
2、知识准备(60min)
叶片泵的结构较齿轮泵复杂,但其工作压力较高,且流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长。
所以它被广泛应用于机械制造中的专用机床、自动线等中低液压系统中,但其结构复杂,吸油特性不太好,对油液的污染也比较敏感。
1.双作用叶片泵
2.构造
泵体、转子、定子、叶片、配油盘
2.双作用叶片泵工作原理
转子和定子是同心的,定子的内表面由两段大圆弧,两段小圆弧以及它们之间的四段过度曲线所组成。
当转子逆时针旋转时,叶片在离心力或在叶片底部通有压力油的作用下,使叶片紧靠在定子内表面。
当叶片由短半径向长半径移动时,工作容积逐渐增大,形成局部真空,油箱中的液压油在大气压力的作用下,被压入吸油腔,这就是叶片泵的吸油过程。
当叶片由长半径向短半径转动时,工作容积逐渐减小而排出液体,这就是叶片泵的压油过程。
当转子旋转一周时,叶片泵完成两次吸油和压油。
因双作用叶片泵径向受力平衡,所以又称为平衡式叶片泵。
(二)单作用叶片泵
1.构造
泵体、转子、定子、叶片、配油盘
2.单作用叶片泵工作原理
转子1由传动轴带动绕自身中心旋转,定子是固定不动的,中心在定子中心的正上方,二者偏心距为e。
当转子旋转时叶片在离心力或在叶片底部通有压力油的作用下,使叶片紧靠在定子内表面,并在转子叶片槽内作往复运动。
这样,在定子内表面,转子外表面和端盖的空间内,每两个相邻叶片间形成密封的工作容积,如果转子逆时针方向旋转,在转子定子中心连线的右半部,密封的工作容积(吸油腔)逐渐增大,形成局部真空,油箱中的液压油在大气压力的作用下,被压入吸油腔,这就是叶片泵的吸油过程。
同时,在左半部,工作容积逐渐减小而压出液压油,这就是叶片泵的压油过程。
转子旋转一周,叶片泵完成一次吸油和压油。
因单作用叶片泵径向受力不平衡,所以又称为非平衡式叶片泵。
柱塞泵压力高,结构紧凑,效率高,流量调节方便,故在需要高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合
(三)径向柱塞泵
1.构造
定子转子缸体配流轴柱塞
2工作原理
当转子旋转时,上半周的柱塞皆往外滑动,通过轴向孔吸油;下半周的柱塞皆往里滑动,通过配流盘向外排油。
(四)轴向柱塞泵
1.构造
缸筒缸体斜盘柱塞
2工作原理
靠柱塞在缸体内的往复运动,使密封容积变化实现吸压油。
上半圈V密增大,吸油。
下半圈V密减小,压油。
(五)液压泵的选用原则
1.选择液压泵的原则是:
根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求,首先确定液压泵的类型,然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。
2.各类泵的性能对比
教师多媒体演示
PPT讲解
动画演示,学生讨论,提问
3、归纳总结(15min)
总结本单元讲解单作用叶片泵、双作用叶片泵、轴向柱塞泵、径向柱塞泵的工作原理及液压泵的选用原则。
教师PPT讲授
教学策略
要通过实物展示及动画演示来进行讲解。
学习成果
课后作业:
查找资料,找出叶片泵及柱塞泵的应用场合
学习评价
讨论,提问50%;课后作业50%
项目
项目二压力机液压系统的安装与调试
单元名称
液压泵拆装
.课次
3
学时
2
上课地点
教学目标
能力目标
知识目标
(1)能正确拆装齿轮泵、叶片泵、柱塞泵;
(2)能说出泵各部分作用。
(1)熟悉齿轮泵结构特点。
(2)熟悉叶片泵的结构特点;
(3)熟悉柱塞泵的结构特点;
教学重点、难点
重点:
(1)齿轮泵结构特点。
(2)叶片泵的结构特点;
(3)柱塞泵的结构特点;
难点:
泵的拆装
教学过程
主要教学内容
备注
1、项目引入(10min)
拿出齿轮泵、叶片泵、柱塞泵实物,讲解泵的种类,回顾上节课内容,提出拆装任务。
教师讲解
2、知识准备(10min)
3.实际操作(10min)
4、知识准备(10min)
5.实际操作(10min)
6、知识准备(10min)
6.实际操作(10min)
(一)齿轮泵拆装步骤及注意要点
1.拆卸步骤:
第一步:
拆卸图示中的螺栓,取出右端盖;
第二步:
取出右端盖密封圈;
第三步:
取出泵体;
第四步:
取出被动齿轮和轴;主动齿轮和轴;
第五步:
取出左端盖上的密封圈。
2.主要零件分析
轻轻取出泵体,观察卸荷槽、消除困油槽及吸、压油腔等结构,弄清楚其作用。
3.齿轮泵的清洗
液压元器件在拆卸完成后或装配前,必须进行彻底的清洗,以除去零部件表面黏附的防锈油、锈迹、铁屑、油泥等污物
4.齿轮泵装配
装配步骤:
第一步;将主动齿轮(含轴)和从动齿轮(含轴)啮合后装入泵体内;
第二步:
装左右端盖的密封圈;
第三步:
用螺栓将泵左泵盖、泵体和右泵盖拧紧。
第四步:
用堵头将泵进出油口密封(必须做这一步)。
拆装注意事项:
1.拆装中应用铜棒敲打零部件,以免损坏零部件和轴承。
2.拆卸过程中,遇到元件卡住的情况时,不要乱敲硬砸。
3.装配时,遵循先拆的部件后安装,后拆的零部件先安装的原则,正确合理的安装,脏的零部件应用柴油清洗后才可安装,安装完毕后应使泵转动灵活平稳,没有阻滞、卡死现象。
4.装配齿轮泵时,先将齿轮、轴装在后泵盖的滚针轴承内,轻轻装上泵体和前泵盖,打紧定位销,拧紧螺栓,注意使其受力均匀。
实际操作
1.学生分组
2.组员分工
3.领取工具
4.分组操作
5.组内评价。
组件评价
6撰写报告
(二)叶片泵拆装步骤及注意要点
1.叶片泵拆卸
拆卸步骤:
第一步:
卸下螺栓,拆开泵体;
第二步:
取出配油盘;
第三步:
取出转子和叶片;
第四步:
取出定子,再取配油盘;
2.主要零件分析
轻轻取出泵体,观察叶片、定子。
转子及吸、压油腔等结构,弄清楚其作用。
3.叶片泵的清洗
第一步:
清洗叶片和转子;
第二步:
清洗定子;
第三步:
清洗配油盘和密封圈
第四步:
清洗轴承
第五步:
清洗泵体、泵盖和螺栓。
4.叶片泵的装配
第一步:
将叶片装入转子内(注意叶片的安装方向);
第二步:
将配油盘装入左泵体内,再放进定子;
第三步:
将装好的转子放入定子内;
第四步:
插入传动轴和配油盘(注意配油盘的方向);
第五步:
装上密封圈和右泵体,用螺栓拧紧。
拆装注意事项:
1.拆解叶片泵时,先用内六方扳手对称位置松开后泵体上的螺栓后,再取掉螺栓,用铜棒轻轻敲打使花键轴和前泵体及泵盖部分从轴承上脱下,把叶片分成两部分。
2.观察后泵体内定子、转子、叶片、配油盘的安装位置。
3.取掉泵盖,取出花键轴,观察所用的密封元件,理解其特点、作用。
4.拆卸过程中,遇到元件卡住的情况时,不要乱敲硬砸。
5.装配前,各零件必须仔细清洗干净,不得有切屑磨粒或其它污物。
6、装配时,遵循先拆的部件后安装,后拆的零部件先安装的原则,正确合理的安装,注意配油盘、定子、转子、叶片应保持正确装配方向,安装完毕后应使泵转动灵活,没有卡死现象。
实际操作
1.学生分组
2.组员分工
3.领取工具
4.分组操作
5.组内评价。
组件评价
6撰写报告
(三)叶片泵拆装步骤及注意要点
拆卸步骤:
第一步:
拆卸螺栓,取下左泵盖及其密封圈
第二步:
取出配油盘;
第三步:
拆卸螺栓,取下右泵盖;
第四步:
取出斜盘;
第五步:
取出柱塞、滑靴和压盘;
第六步:
从左端盖左侧将传动轴上的卡环取出,即可卸下传动轴。
2.主要零部件分析
轻轻取出泵体,观察柱塞、滑履、弹簧机构、子及吸、压油腔等结构,弄清楚其作用。
3.柱塞泵的清洗
第一步:
清洗柱塞、滑靴和回转缸体;
第二步:
清洗变量机构阀芯(变量泵);
第三步:
清洗斜盘、压板和密封圈
第四步:
清洗轴承
第五步:
清洗泵体、泵盖和螺栓。
4.柱塞泵的装配
第一步:
将柱塞装入压板内,并装入内滑套,再装入回转缸体内;
第二步:
将传动轴装入左泵盖,再安装配油盘和密封圈;
第三步:
装泵体后,拧紧螺栓,再装入回转缸体;
第四步:
安装斜盘;
第五步:
在右泵盖装上密封圈后,用螺栓将右泵盖和泵体联接。
拆装注意事项:
1.拆解轴向柱塞泵时,先拆下变量机构,取出斜盘、柱塞、压盘、套筒、弹簧、刚球,注意不要损伤,观察、分析其结构特点,搞清各自的作用。
2.轻轻敲打泵体,取出缸体,取掉螺栓分开泵体为中间泵体和前泵体。
3.拆卸过程中,遇到元件卡住的情况时,不要乱敲硬砸。
4.装配时,先装中间泵体和前泵体,注意装好配油盘,之后装上弹簧、套筒、钢球、压盘、柱塞;在变量机构上装好斜盘,最后用螺栓把泵体和变量机构连接为一体。
5.装配中,注意不能最后把花键轴装入缸体的花键槽中,更不能猛烈敲打花键轴,避免花键轴推动钢球顶坏压盘。
6.安装时,遵循先拆的部件后安装,后拆的零部件先安装的原则,安装完毕后应使花键轴带动缸体转动灵活,没有卡死现象。
实际操作
1.学生分组
2.组员分工
3.领取工具
4.分组操作
5.组内评价。
组件评价
6撰写报告
教师多媒体演示
PPT讲解
动画演示,学生讨论,提问
学生分组操作
教师巡视
教师多媒体演示
PPT讲解
动画演示,学生讨论,提问
学生分组操作,教师巡视
教师多媒体演示
PPT讲解
学生分组操作,教师巡视
3、归纳总结(15min)
总结本单元本次实训课的内容,主要是三种泵的结构,并对操作过程中的不合理、不合规的地方进行讲评。
教师PPT讲授
教学策略
要通过实训和巡视讲解为主。
学习成果
课后作业:
填写实训报告
学习评价
讨论,提问50%;实训报告50%
项目
项目二压力机液压系统的安装与调试
单元名称
液压缸拆装
.课次
4
学时
2
上课地点
教学目标
能力目标
知识目标
(1)会计算液压缸运动参数;
(2)能正确拆装液压缸。
(1)了解液压缸、马达的种类;
(2)掌握液压泵、马达的运动参数;
教学重点、难点
重点:
(1)液压缸、马达的种类;
(2)液压泵、马达的运动参数;
难点:
液压泵、马达的运动参数
教学过程
主要教学内容
备注
1、项目引入(15min)
观看液压缸、液压马达视频、图片、实物,提出液压缸的工作原理、运动参数等问题。
教师演示
2、知识准备(50min)
3.实际操作(10min)
液压执行元件是将液体液力能转换为机械能,用以实现工作装置的远动的一种装置,通常包括液压缸和液压马达两种形式。
液压缸用来实现工作装置的直线往复运动或摆动,液压马达用来实现工作装置的旋转运动。
3.液压缸概述
1.功能:
把通过回路输入的液压能转变为机械能输出的装置(直线运动)。
其运动参数为输出力F、运动速度V。
2.液压缸分类:
按结构分
(一)活塞缸
(二)柱塞缸
(三)摆动缸
按作用形式
(一)单作用缸
(二)双作用缸
3.液压缸结构
缸体组件:
缸体、前后端盖
活塞组件:
活塞、活塞杆
密封装置:
密封环,密封圈等
缓冲装置
排气装置
4.组件介绍
4.液压缸运动参数
5.双杆活塞缸参数计算
6.单杆活塞缸向右运动参数计算
7.单杆活塞缸向左运动参数计算
8.差动连接运动参数计算
9.其他类型液压缸
1.柱塞缸
10.增压液压缸。
11.伸缩缸。
12.齿轮缸。
13.液压马达
1.功能:
把通过回路输入的液压能转变为机械能输出的装置(旋转运动)。
其运动参数为输出扭矩T、转速n。
2.分类按其结构类裂来分可分为:
齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。
按其额定转速分为:
高速和低速两大类。
额定转速高于500r/min的属高速液压马达,额定转速低于500r/min的属于低速液压马达
3.工作原理.
液压马达是使负载作连续旋转的执行元件,其内部构造与液压泵类似,差别仅在于液压泵的旋转是由电机所带动,输出的是液压油;液压马达则是输入液压油,输出的是转矩和转速。
因此,液压马达和液压泵在细部结构上存在一定的差别
(四)液压缸拆装
1.液压缸的拆卸
第一步:
将液压缸两端的端盖与缸筒联接螺栓取下;
第二步:
依次取下端盖、活塞组件、端盖与缸筒端面之间的密封圈、缸筒;
第三步:
分解端盖、活塞组件等;
第四步:
拆除连接件;
第五步:
依次取下活塞、活塞杆及密封元件。
2.主要零部件分析
(1)缸筒组件
(2)活塞组件
(3)密封装置
(4)缓冲装置
(5)排气装置
3.液压缸的装配
(1)对待装零件进行合格性检查,特别是运动副的配合精度和表面状态。
注意去除所有零件上的毛刺、飞边、污垢;清洗要彻底、干净。
(2)在缸筒内表面及密封圈上涂上润滑脂。
(3)将活塞组件按结构组装好。
将活塞组件装入缸筒内,检查活塞在缸筒内移动情况。
应运动灵活,无阻滞和轻重不均匀现象。
(4)将左、右端盖和缸筒组装好。
拧紧端盖连接螺钉时,要依次对角地施力,且用力要均匀,要使活塞杆在全长运动范围内,可灵活地运动。
实际操作
1.学生分组
2.组员分工
3.领取工具
4.分组操作
5.组内评价。
组件评价
6撰写报告
教师多媒体演示
PPT讲解
画图展示
动画演示,学生讨论液压缸分类,提问
PPT讲解
动画演示,学生讨论液压缸分类,提问
教师多媒体演示
PPT讲解
学生讨论,提问
学生分组实训
教师巡视检查
3、归纳总结(15min)
总结本单元讲解执行元件的作用、结构、运动参数。
要求同学会计算运动速度及输出力。
教师PPT讲授
教学策略
要通过实物的展示及动画来进行讲解。
学习成果
课后作业:
计算课后习题
学习评价
讨论,提问50%;课后作业50%
项目
项目二压力机液压系统的安装与调试
单元名称
压力机液压回路的仿真调试
.课次
5
学时
2
上课地点
教学目标
能力目标
知识目标
(1)能够看懂液压原理图;
(2)能够仿真液压系统图。
(1)熟悉压力机液压系统原理图;
(2)熟悉软件操作。
教学重点、难点
重点:
(1)压力机液压系统原理图;
(2)软件仿真。
难点:
系统原理图;软件操作
教学过程
主要教学内容
备注
1、项目引入(15min)
PPT演示压力机液压系统原理图,引出课堂任务,分析液压介质流向,各部分作用,说出系统组成部分
教师演示
2、知识准备(30min)
3实际操作(50min)
1.压力机简介
压力机是一种通用机械。
广泛应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺。
液压压力机主要是有机架、液压系统、加压油缸、上模及下模组成。
加压油缸装在机架上端,并与上模联接,机架下端装有移动工作台及与移动工作台联接的上顶油缸,下模安放在移动工作台的上面。
2.液压系统图分析
一)组成部分
1.变量泵2-先导式溢流阀3、15、16-溢流阀4-减压阀5-三位四通电磁换向阀6-三位四通液动换向阀7-顺序阀8-预换向阀9-压力继电器10-单向阀11、12-液控单向阀13-平衡阀14-三位四通电液换向阀
二)系统分析
1.快速下行
进油路:
泵1→阀7→上缸换向阀6(左位)→阀10→充液筒→阀12→上液压缸上腔;
回油路:
上液压缸下腔→阀11→上缸换向阀6(左位)→下缸换向阀14(中位)→油箱。
2.慢速加压
进油路:
泵1→阀7→上缸换向阀6(左位)→阀10→上液压缸上腔;
回油路:
上液压缸下腔→阀11→上缸换向阀6(左位)→下缸换向阀14(中位)→油箱。
3.保压延时
卸荷油路:
泵1→阀7→上缸换向阀6(中位)→下缸换向阀14(中位)→油箱。
4.泄压快速返回
上液压缸上腔→液控单向阀I3→预泄换向阀组8(上位)→油箱。
进油路:
泵1→阀7→上缸换向阀6(右位)→阀11→上液压缸下腔
回油路:
上液压缸上腔→阀12→充液筒
5.原位停止
6.液压压力机下滑块(顶出缸)的顶出和返回
顶出时
进油路:
泵1→阀7→阀6(中位)→下缸换向阀14(右位)
→下液压缸下腔;
回油路:
下液压缸上腔→下缸换向阀14(右位)→油箱。
返回时
进油路:
泵1→阀7→阀6(中位)→下缸换向阀14(左位)
→下液压缸上腔;
回油路:
下液压缸下腔→下缸换向阀14(右位)→油箱。
3.液压系统仿真
14.fluidsim软件安装与注册
15.fluidsim软件介绍
实际操作
1.学生分组
2.组员分工
3.领取工具
4.分组操作
5.组内评价。
组件评价
6提交成功
教师多媒体演示
PPT讲解
学生讨论,提问
教师演示,学生操作
学生分组实训
教师巡视检查
3、归纳总结(15min)
总结本单元讲解的压力机系统图分析,组成元件的作用,对fluidsim的应用进行概括。
教师PPT讲授
教学策略
要通过ppt进行演示,实训时针对性讲解。
学习成果
课后作业:
提交仿真成果
学习评价
讨论,提问50%;课后作业50%
项目
项目二压力机液压系统的安装与调试
单元名称
压力机液压回路的安装调试
.课次
5
学时
4
上课地点
教学目标
能力目标
知识目标
(1)能够看懂液压原理图;
(2)能够安装调试液压系统图。
(1)熟悉压力机液压系统原理图;
(2)熟悉液压回路安装调试步骤。
教学重点、难点
重点:
(1)压力机液压系统原理图;
(2)熟悉液压回路安装调试步骤。
难点:
系统原理图;熟悉液压回路安装调试步骤
教学过程
主要教学内容
备注
1、项目引入(15min)
PPT演示压力机液压系统原理图,演示压力机动作循环,引出回路的安装与调试任务
教师演示
2、知识准备(20min)
2、仿真验证(20min)
3、实际操作(65min)
16.压力机液压系统要求
为了满足大多数压制工艺的要求,上滑块应能实现快速下行→慢速加压→保压延时→快速返回→原位停止的自动工作循环。
下滑块应能实现向上顶出→停留→向下退回→原位停止的工作循环。
上下滑块的运动依次进行,不能同时动作。
17.液压系统系统组成
1.变量泵2-先导式溢流阀3、15、16-溢流阀4-减压阀5-三位四通电磁换向阀6-三位四通液动换向阀7-顺序阀8-预换向阀9-压力继电器10-单向阀11、12-液控单向阀13-平衡阀14-三位四通电液换向阀
18.液压系统系统安装与调试步骤
1.检查验证压力机液压系统仿真图;。
2.选择液压系统元件;
3.在试验台上组建液压系
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