设备08级09101学期液压讲稿.doc

徐州工业职业技术学院教学设计（讲稿）教师姓名李晓光授课班级高分子设备081授课形式讲授授课日期2009年 8 月 31 日 第 1 周授课时数2授课内容第六章第一章 绪论教学目标知识目标1、掌握液压传动的基本原理和液压系统的组成2、了解液压传动的发展3、了解液压传动的优缺点4、掌握液压传动的图形符号能力目标分析问题的能力思想目标素质教育教学重点液压传动的基本原理教学难点两个重要概念更新、补充、删节内容使用教具多媒体课外作业补充2题课后总结教学内容与设计引子1、机器的基本组成动力装置传动装置工作装置（控制装置附属装置底盘）。2、传动传动的概念：传递运动和动力的方式。机械传动：利用齿轮、齿条、蜗轮蜗杆、棘轮、槽轮、带传动、链传动等方式传递运动和动力；电气传动：利用电力设备，通过调节电参数来传递运动和动力；气体传动：利用压缩空气的动能或压力能实现运动和动力的传递。一、液压传动的工作原理1、液体传动的概念【液压传动】以液体为工作介质，利用流动着液体的压力能实现运动及动力传递的传动方式。（帕斯卡原理）1 简化的模型大小两个相连的密闭压力容器分装大小活塞分析两个活塞的受力与面积之间的关系2 力比与速比W/F=A2/A1 V2/V1=A1/A2 WV2=FV1 说明：液压传动遵守能量守衡定律3 两个重要概念负载决定压力；流量决定速度 2、液压传动的工作原理【案例】液压千斤顶组成：见教材图。1小油缸，2大油缸，3压油阀，4吸油阀，5截止阀（放油螺塞），6油箱工作原理：解说。泵吸油过程。泵压油和重物举升过程。重物落下过程。【举例2】磨床工作台机构组成：见教材图工作原理：油路换向阀中位、左位、右位推土刀片不动、左移、右移；溢流阀调压【小结】液压传动的特点：（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，而且容积要进行变化。三、液压系统的组成及作用1动力元件液压泵，将原动机输入的机械能转换为液体的压力能，作为系统供油能源装置。2执行元件液压缸（或液压马达），将油液的压力能转换为机械能，而对负载作功。3控制元件各种控制阀，用以控制流体的方向、压力和流量，以保证执行元件完成预期的工作任务。4辅助元件油箱、油管、滤油器、压力表、冷却器、分水滤水器、油雾器、消声器、管件、管接头和各种信号转换器等，创造必要条件，保证系统正常工作。5工作介质液压油。四、液压传动系统的表示方法1、结构图：表示结构原理，直观性强，易理解，但结构复杂2、职能符号图：只表示元件功能，不表示元件结构和参数，简单明了，易于绘制(GB78676)（GB78693）3、半结构图：以职能符号图为主，以半结构图为辅。设计时常用。五、液压传动的特点1、液压传动的优点(1) 功率重量比大。在同等体积的情况下，液压装置能产生更大的动力。这是液压传动最突出的优点重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。(2)很容易实现直线运动。机械传动、电传动一般实现旋转运动。(3)可自动实现过载保护。(4)操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达2000：1)。(5)采用液体为工作介质，可自行润滑，吸振，使用寿命长。(6)液压传动的各种元件、可根据需要方便、灵活地来布置。(7)容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。(8)液压元件实现标准化系列化通用化，便于设计、制造和推广。2、液压传动的缺点（1）泄漏不可避免。运动间隙存在，污染地面。这是最突出的缺点（2）不宜远距离传递。压力损失大（3）不能保证严格的传动比。油液具有压缩性（4）对温度变化敏感。（5）难于检查故障。液压故障的检查需要专业人士进行六、液压传动在工程机械中的应用（1）工作装置的升降、回转 （2）行走驱动（3）液压转向和助力 （4）液压支承（5）工作装置无级调速七、液压传动的发展概况1、国外情况（1）1650年，帕斯卡提出静压传递原理。1686年，牛顿揭示粘性液体的内摩擦定律。1795年，英国人约瑟夫步拉默发明世界上第一台水压机。（2）1870年，液压传动技术已经被用来驱动液压机、起重机、挤压机、绞车、剪切机、铆接机等。用蒸气机驱动水泵，用水作工作介质，工艺制造水平低下，发展缓慢，几乎停滞。（3）上世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。（4）在第二次世界大战期间，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。二战结束后，液压技术转向民用工业。各种液压元件的研制不断完善并实现了各类元件产品的标准化、系列化和通用化。（5）液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。2、中国情况(1)50年代。先用于机床和锻压设备，后用于拖拉机和工程机械。(2)60年代，国外引进自行设计，生产液压元件，用于各种机械设备。1961年中国制成水压机。(3)目前，消化、吸收、推广、研制；形成系列；广泛应用。3、我国存在的差距我国液压与气压传动技术从上世纪60年代开始发展较快，但其发展速度远远落后于同期发展的日本，主要由于工艺制造水平跟不上，新产品研制开发和先进国家不差上下，但制造比较困难。4、液压传动的总发展趋势当前液压技术正向高压、高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成化方向发展，向用计算机控制的机电一体化方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。总之：流体技术+电气控制计算机控制，又将进入一个崭新的历史阶段。因此，学好本门课，有助于大家在今后的工作中多出成果。4、本课程的任务：（1）了解传动介质的基本物理性能及其静力学、运动学和动力学特性；（2）掌握组成系统的各类液压元件的结构、工作原理、工作性能以及使用维修知识；（3）掌握各种基本液压回路的性能和特点，能阅读并分析一般工程机械的液压传动系统图。徐州工业职业技术学院教学设计（讲稿）教师姓名李晓光授课班级高分子设备081授课形式讲授授课日期2009年 9 月 2 日 第 1 周授课时数2授课内容第二章 液体力学在液压传动中的应用第一节 液体的物理性质第二节 液体静力学基础教学目标知识目标1 了解液体的物理性质。2了解流体静力学基础知识。能力目标分析问题的能力思想目标专业教育和人生观的教育教学重点液体的物理性质压力的表示流体静力学方程教学难点流体静力学方程更新、补充、删节内容使用教具多媒体课外作业补充2题课后总结教学内容与设计1、 什么叫液压传动？两个重要概念？液体是液压传动介质液体流动时，压力、流速等军会变化，正确实际液压系统，需要流体力学的有关知识第二章 流体力学在液压传动中的应用第一节 液体物理性质一、液体密度 单位体积液体的质量称为液体的密度=kg/m3（900）二、液体的可压缩性 液体受压力作用而使体积减小的性质。 K=（1.42.0）109Pa三、液体的粘度 液体流动时产生的单位面积上的内摩擦力1、动力粘度 Ns/m2 Pas，2、运动粘度= m2/s（斯）（1）粘性的物理本质液体流动时流层之间产生内部摩擦阻力的性质。液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力，导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力，这种特性称为粘性。内摩擦力表达式：F=A du/dy牛顿液体内摩擦定律：液层间的内摩擦力与液层接触面积及液层之间的速度梯度成正比。 液体静止时，du/dy0 静止液体不呈现粘性（2）粘度粘性大小的衡量1）动力粘度公式 = F/A = du/dy（N/m2） =dy/du （Ns/m2）物理意义：液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间单位面积上内摩擦力。单位：SI制帕秒（PaS）或牛顿秒/米2（NS/m2）；CGS制泊（P）、厘泊（CP）达因秒/厘米2dynS/cm2）换算关系：1PaS = 10P =103 CP【说明】SI制：international system of units；CGS制：Centimetre-gramme-secong2）运动粘度动力粘度与液体密度之比值公式：= /（m2/S）物理意义：无。单位中只有长度和时间的量纲，类似运动学的量，称运动粘度。只是因为/在流体力学中经常出现，用代替/单位：SI制m2/S、；CGS制St（斯）（Cm2/S）、CSt（厘斯）（mm2/S）换算关系：1m2/S = 104St =106 CSt应用：常用于液压油牌号标注老牌号20号液压油，指这种油在50C时的平均运动粘度为20 cst。新牌号LHV32号液压油，指这种油在40C时的平均运动粘度为32cst。3）相对粘度（条件粘度）、不易直接测量，只用于理论计算，常用相对粘度中国、德国、前苏联等用恩氏粘度(0E)；美国用赛氏粘度(SUS)；英国用商用雷氏秒(R1S)；法国用巴氏粘度(0B)。恩氏粘度的测量方法：用恩氏粘度计测量200ml液体的流出时间t1，再与200ml蒸馏水在20时流过恩氏粘度计所需时间（51秒）比较：0Et1/51。【说明】0E无量纲。恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系：1.30E3.2时，80E8.64/0E0E3.2时，=7.60E4/0E（3）粘度和其它因素的关系1）粘度和压力的关系P，F，随p而，压力较小时忽略，32Mpa以上才考虑2）粘度和温度的关系温度，内聚力，粘度随温度变化的关系叫粘温特性，粘度随温度的变化较小，即粘温特性较好。5、其他性质（1）闪点（2）凝点（3）氧化稳定性（4）水解稳定性（5）热稳定性（6）酸值（7）腐蚀（8）润滑性（9）抗泡沫性（10）相容性：对密封材料、涂料等非金属材料的化学作用程度，如不起作用或很少起作用则相容性好（11）毒性四、液压油的类型与选用1、液压油的任务工作介质传递运动和动力；润滑剂润滑运动部件2、对液压油的性能要求（1）合适的粘度和良好的粘温特性。一般液压系统所选用的液压油，其运动粘度大多为（1368 cSt）（40下）或25.8。（2）良好的化学稳定性。一般工作油温不超过65。（3）良好的润滑性能，以减小元件中相对运动表面的磨损。（4）质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性 酸碱等。（5）对金属和密封件有良好的相容性。（6）抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，抗锈性好。（7）体积膨胀系数低，比热容高。（8）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。（9）对人体无害、成本低。总之：粘度是第一位的3、液压油的种类分三类：石油型、合成型、矿物型。工程机械常用液压油的为矿物型：（1）L-HL液压油。普通液压油。（2）L-HM液压油。抗磨液压油。（3）L-HV液压油。低温液压油。（4）拖拉机传动、液压两用油。4、液压油的选择根据工作条件和元件类型选择油液品种和粘度等级（牌号）（1）选择液压油品种。品种见教材表2-1所示。（2）选择液压油粘度通常：慢速、高压、高温：大（以q）；快速、低压、低温：小（以 P）选择液压油时，首先考虑其粘度是否满足要求，同时兼顾其它方面。选择时应考虑如下因素：（1）液压泵的类型；（2）液压系统的工作压力；（3）运动速度；（4）环境温度；（5）防污染的要求；（6）综合经济性。液压油的合理使用1、防止油液污染（1）液压油被污染的原因液压油被污染的原因主要有以下几方面：1)液压系统的管道及液压元件内的型砂、切屑、磨料、焊渣、锈片、灰尘等污垢在系统使用前冲洗时未被洗干净，在液压系统工作时，这些污垢就进入到液压油里。2)外界的灰尘、砂粒等。3)液压系统本身也不断地产生污垢，直接进入液压油里。（2）油液污染的危害液压油污染严重时，直接影响液压系统的工作性能，使液压系统经常发生故障，使液压元件寿命缩短。（3）防止污染的措施(1)使液压油在使用前保持清洁。2)使液压系统在装配后、运转前保持清洁。3)使液压油在工作中保持清洁。4)采用合适的滤油器。5)定期更换液压油。6)控制液压油的工作温度。2、防止工作油温过高3、防止空气混入第二节 液体静力学基础液体静力学研究内容：研究液体处于静止状态的力学规律和这些规律的实际应用。静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，处于相对平衡状态的液体。至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动1、静压力及其特性静止液体单位面积上所受的法向力称为压力，物理学中称压强，液压传动中习称压力。静压力的特性：1)垂直并指向于承压表面。（液体在静止状态下不呈现粘性，内部不存在切向剪应力而只有法向应力）2)各向压力相等。（有一向压力不等，液体就会流动，各向压力必须相等）2、液体静力学基本方程【案例】计算教材图2-2中静止液体内任意点a处的压力p【已知】a点距离液面h，液体密度，重力加速度g，大气压力p0。【分析】以a点为圆心，取微小圆柱体为隔离体，则该圆柱体受四种力：顶部表面力，底部作用力，质量力，圆周方向表面力。圆柱体在上述四种力的作用下平衡，则有：pdA = p0dA+ghdA p = p0+gh上式即为液体静力学基本方程。【结论】那就行基本方程表明：(1) 静止液体中任一点处的压力由液体自重所形成的压力gh和液面压力p0两部分组成；(2) 静止液体内压力沿液深呈线性规律分布(3) 离液面深度相同处各点的压力均相等，压力相等的点组成的面叫等压面。p = p0+gh=p0+g（z0-z）p0 +g h 0= p+ghconst静压力基本方程的物理意义：静止液体中单位质量液体的压力能和位能可以互相转换，但各点的总能量却保持不变，即能量守衡。3、压力的单位和表示方法（1）单位法定压力单位：帕斯卡，简称帕，符号为Pa。1Pa = 1 N/m2工程单位：兆帕，符号为MPa。由于Pa太小，工程上常用兆帕来表示。1MPa = 106Pa（2）压力的表示方法绝对压力：以绝对真空作为基准所表示的压力；相对压力：以大气压力作为基准所表示的压力。由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对压力也称表压力。绝对压力相对压力大气压力如果液体中某点处的绝对压力小于大气压，这时在这个点上的绝对压力比大气压小的部分数值称为真空度。即：真空度大气压绝对压力4、静压传递原理（1）液压系统压力的形成p = F/A：F=0p=0；Fp；Fp【结论】液压系统工作压力的大小取决于负载的大小，并且随着负载的变化而变化。简言之：压力决定于负载。（2）帕斯卡原理（静压传递原理）在密闭容器内，液体表面的压力可等值传递到液体内部所有各点。帕斯卡原理可由静力学基本方程推导。5、液体对固体壁面的作用力（1）作用在平面上的总作用力：P = pA如：液压缸，若设活塞直径为D，则P = pA = pD2/4（2）作用在曲面上的总作用力：Fx = pAx曲面上液压作用力在某一方向上的分力等于静压力和曲面在该方向的垂直面内投影面积的乘积。FpApD2/4液体静压力对固体壁面的作用力：FpApd2/4第三章 液压泵徐州工业职业技术学院教学设计（讲稿）教师姓名李晓光授课班级高分子设备081授课形式讲授授课日期2009年 9 月 3 日 第 1 周授课时数2授课内容第三节 液体动力学基础 第四节 液体流动时的压力损失第五节 液体流经小孔和缝隙的流量第六节 液压冲击教学目标知识目标1了解流体动力学基础知识。2理解流体流动时的阻力。3了解流体流经小孔和缝隙的流量。4弄清液压冲击和空穴现象。能力目标分析问题的能力思想目标专业教育和人生观的教育教学重点理解流体流动时的阻力流体流经小孔的流量教学难点理解流体流动时的阻力更新、补充、删节内容使用教具多媒体课外作业补充2题课后总结教学内容与设计2、 液体的粘性？压力的表示方法？液体是液压传动介质液体流动时，压力、流速等均会变化，正确实际液压系统，需要流体力学的有关知识第二章 流体力学在液压传动中的应用第三节 液体动力学基础一、基本概念1、理想液体与稳定流动： 液体具有粘度，并且只有在液体流动时才呈现粘度。理想液体：通常指既无粘性又不可压缩的液体实际液体：指事实上既有粘性又可压缩的液体稳定流动：流体流动时，若液体中任何一点的压力、流速和密度都 不随时间而变化的流动3、 通流截面、通流截面：垂直于液体流动方向的截面3、流量和平均流速 流量： 单位时间内流过某截面的液体体积Q=V/t=vA平均流速：流量与通流面积之比4、层流、湍流、雷诺数 Re=Ru/v ReRc为层流二、连续性方程 三伯努利方程1、理想液体，2、实际液体第四节液体流动时的压力损失一、 沿程压力损失 二局部压力损失 三、管路中的总压力损失第五节 液体流经小孔和缝隙的流量一、小孔的分类 1、薄壁小孔 2、细长小孔 3、短孔 二、 流量 q=KATpm 第六节 液压冲击和空穴现象液压传动中液体流动时会产生流动阻力，而小孔的结构类型会影响其通流特性研究内容：研究液体运动和引起运动的原因，即研究液体流动时流速和压力之间的关系（或液压传动两个基本参数的变化规律）主要讨论：动力学三大方程。只介绍两大方程1、基本概念（1）流量：单位时间内流过某通流截面的液体的体积qv（2）平均流速：通流截面上各点流速均匀分布（假想） q = V/t = Sl/t = Su对实际液体，则有：dqv=udS整个过流断面的流量：qv=SudS qv=SudS=vS故：v=qv/S液压缸的运动速度：v = q/S，故：q=0v=0；qv；qv。结论：液压缸的运动速度取决于进入液液压缸的流量，并且随着流量的变化而变化。2、连续方程（1）连续性原理理想液体在管道中恒定流动时，根据质量守恒定律，液体在管道内既不能增多，也不能减少，因此在单位时间内流入液体的质量应恒等于流出液体的质量。质量守恒定律在流体力学中的应用（2）连续方程 若忽略液体可压缩性，即1=2 ，则 或结论：液体在管道中流动时，流过各个断面的流量是相等的，因而流速和过流断面成反比。3、能量方程（1）能量守恒定律理想液体在管道中稳定流动时，根据能量守恒定律，同一管道内任一截面上的总能量应该相等。能量守恒定律在流体力学中的应用（2）理想液体伯努利方程【推导过程】理想液体的能量组成：断面：动能，位能，压力能；断面：动能，位能，压力能。由能量守恒定律，有：，化简为：，伯努利方程的能量表达式；或：，伯努利方程的压力表达式。【伯努利方程的物理意义】在密闭管道内作恒定流动的理想液体具有三种形式的能量，即压力能、位能和动能。在流动过程中，三种能量可以互相转化，但各个过流断面上三种能量之和恒为定值。（3）实际液体伯努利方程实际液体具有粘性，液体流动时会产生内摩擦力，从而损耗能量，故应考虑压力损失，并考虑动能修正系数。则（4）伯努利方程的应用伯努利方程是理论分析的基础，也可用来解决实际问题。如：【例题】教材P21。解：解题过程见教材。【总结】运用伯努利方程的解题技巧：在运用伯努利方程解题时，关键在于两个通流截面的选取，断面中心在基准面以上时，h取正值；反之取负值。通常选取特殊位置水平面作为基准面，可简化解题过程。断面1、2需顺流向选取（否则hw为负值），且应选在缓变的过流断面上。【练习】P36，习题6，习题8。三、管道流动实际液体具有粘性，流动中必有阻力，为克服阻力，须消耗能量，造成能量损失（即压力损失）分类：沿程压力损失、局部压力损失1、液体的流动状态（1）层流和紊流层流和紊流是两种不同性质的流态。（1）层流时，液体的流动是分层的，层与层之间互不干扰，液体流速较低，质点受粘性制约，不能随意运动，粘性力起主导作用；（2）紊流（湍流）时，液体流动不分层，做混杂紊乱流动，液体流速较高，粘性的制约作用减弱，惯性力起主导作用。液体流动时，究竟是层流还是紊流，要用雷诺数来判定。（2）雷诺数圆形管道雷诺数：临界雷诺数：判断液体流态依据：Re ReL为紊流。ReL见教材P24，表2-8雷诺数物理意义：液流的惯性力对粘性力的无因次比2、沿程压力损失定义：液体沿等径直管流动时，由于液体的粘性摩擦和质点的相互扰动作用，而产生的压力损失。沿程压力损失是一种粘性损失。产生原因：内摩擦液体分子间摩擦，因粘性；外摩擦液体与管壁间。（1）圆管层流时沿程压力损失沿程阻力系数，理论值64 / Re，实际值75 / Re（金属管）或80/ Re（橡胶管）。结论：液流沿圆管作层流运动时，其沿程压力损失与管长、流速、粘度成正比，而与管径的平方成反比（2）圆管紊流时沿程压力损失沿程阻力系数，= 0.3164Re-0.25 紊流运动时，p比层流大 液压系统中液体在管道内应尽量作层流运动3、局部压力损失定义：液体流经管道的弯头、接头、突变截面以及阀口、滤网等局部装置时，液流会产生旋涡，并发生强烈的紊动现象，由此而产生的损失称为局部损失。产生原因：碰撞、旋涡（突变管、弯管）产生附加摩擦。附加摩擦只有紊流时才有，是由于分子作横向运动时产生的摩擦，即速度分布规律改变，造成液体的附加摩擦。公式：，其中局部阻力系数。标准阀类元件：4、管路系统的总压力损失 p热能T q 散逸 污染 【例题】P36，习题9。【小结】减小p的措施：1、尽量L，突变2、加工质量，力求光滑，合适3、A，v。其中v的影响最大：v过高p，pv2；过低尺寸成本。一般有推荐流速可供参考，见有关手册。一般在液压传动中，可将压力损失写成：p=p1p2 四、缝隙流动缝隙的宽度一般在0.1mm以下。缝隙流量在液压技术中占有很重要的地位，它涉及液压元件的密封性（预防泄漏），系统的容积效率，更为重要的是它是设计计算的基础（利用），因此，缝隙虽窄，但其作用却不可等闲视之。常见缝隙：平面缝隙，环状缝隙缝隙流动状况：压差流动，剪切流动五、孔口流动孔口和缝隙流量在液压技术中同样占有很重要的地位。小孔的直径一般在1mm以内：薄壁小孔（l/d0.5），细长小孔（l/d4），短孔（0.5l/d4）。六、瞬变流动在液压系统中，有时会出现液体的流速在极短的时间内发生很大变化的现象，从而导致压力的急剧变化，这就是所谓瞬变流动。瞬变流动会给系统带来很大的危害，应尽量予以避免。主要介绍：液压冲击和气穴现象1、液压冲击（1）液压冲击概念：液压系统中，由于某种原因（如速度急剧变化），引起压力突然急剧上升，形成很高压力峰值的现象称为液压冲击。（2）液压冲击产生的原因：1) 迅速使油液换向或突然关闭油路，使液体受阻，动能转换为压力能，使压力升高。如：急速关闭自来水管可能使水管发生振动，同时发出噪声。2) 运动部件突然制动或换向，使压力升高。（3）液压冲击引起的结果：1) 引起振动、噪声；2) 导致某些元件如密封装置、管路等损坏；3) 使某些元件（如压力继电器、顺序阀等）产生误动作，影响系统正常工作。（4）减小液压冲击的措施：1) 操作动作柔和（延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间）；2) 限制管道流速及运动部件速度v管5m/sv缸10m/min；(3) 加大管道直径，尽量缩短管路长度。(4) 设置缓冲装置。如采用软管，以增加系统的弹性。(5) 设置安全装置，如安全阀、蓄能器2、气穴现象（1）气穴现象概念：液压系统中，由于某种原因（如速度突变），使压力降低而使气泡产生的现象。（2）气穴现象产生的原因：压力空气分离压（空气析出，形成气泡），压力饱和蒸气压（产生沸腾，强烈气穴），压力绝对零压压力油流过节流口、阀口或管道狭缝时，速度升高，压力降低；液压泵吸油管道较小，吸油高度过大，阻力增大，压力降低；液压泵转速过高，吸油不充分，压力降低。气体来源：空气混入；空气溶入；蒸汽。（3）气穴现象引起的结果：1) 液流不连续，流量、压力脉动；2) 系统发生强烈的振动和噪声；3) 发生气蚀；（4）减小空穴现象的措施：1) 减小小孔和缝隙前后压力降，希望p1/p2 3.5；2) 增大直径、降低高度、限制流速；3) 管路要有良好密封性防止空气进入；4) 提高零件抗腐蚀能力，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小表面粗糙度。5) 整个管路尽可能平直，避免急转弯缝隙，合理配置。徐州工业职业技术学院教学设计（讲稿）教师姓名李晓光授课班级高分子设备081授课形式讲授授课日期 2009年9 月 9 日 第2周授课时数2授课章节名称第三章 液压泵与液压马达教学目的知识目标深入掌握液压泵和液压马达的基本原理，了解齿轮泵的主要结构、类型和性能技能目标分析问题能力的培训德育目标专业教育和职业教育教学重点液压泵和液压马达的工作原理、主要性能参数教学难点液压泵和液压马达的容积效率更新、补充、删节内容 使用教具布置作业补充2题 课后体会教学内容与设计课程安排授 课 主 要 内 容方法时间复习提问引入新课简要介绍详细介绍详细叙总结布置作业预习薄壁小孔和细长小孔有什么区别？液压冲击是怎样产生的？液压系统的各种动作，都离不开动力执行元件液压泵所提供的一定流量的压力液体，液压系统的工作性能与液压泵的性能密不可分第三章 液压泵和液压马达31液压泵和液压马达的基本原理及性能一、 液压泵的基本工作原理结合单作用柱塞泵的原理图进行讲授，特征：1、有周期性的密封容积变化，密封容积由小变大时吸油，由大变小时压油；2、有配流装置，保证密封容积由小变大时只与吸油管相通；密封容积由大变小时只与压油管相通二、 液压泵的性能参数1、液压泵的输出压力 液压泵的输出压力取决于负载，能连续运转的最高压力称为额定压力2、泵的排量和流量排量：泵轴转动一转时，密封容积的变化量。泵的理论流量：泵在单位时间内理论上可排出的液体体积。几何流量：容积效率：3、泵的机械效率和总效率（了解）三、液压泵的类型32齿轮泵和齿轮马达一、 结构二、 类型三、 性能33叶片泵和叶片式液压马达叶片泵的类型：双作用叶片泵、单作用叶片泵，双作用叶片泵只能做成定量泵，单作用叶片泵一般做成变量泵一、双作用叶片泵（一）典型结构和工作原理1、 结构 说明叶片的结构和布置方式、定子的曲线2、 原理 转子转动过程中由于离心力的作用以及定子内曲线的作用使两个相邻叶片间的密封容积不断发生变化，泵轴转动一周吸油、排油各两次（二）流量 QT=qn=2B(r12-r22)n (三)双作用叶片泵在结构上的特点1、保证叶片紧贴定子内表面 叶片在离心力和液压力的共同作用下2、定子内曲线为四段圆弧和四段等加速等减速过渡曲线3、配流盘上三角槽有助于减小流量的脉动和噪声。4、端面间隙：转子和叶片与配流盘之间应保持一定的间隙二、单作用叶片泵（一）工作原理 转子和定子中心之间出现偏心，定子内表面曲线为圆，转子转一周各个密封容积完成吸油、排油各一次。泵轴径向受力不平衡。泵的排量和理论流量随偏心量的变化而变化。（二）限压式变量叶片泵转子中心固定，定子中心可以左右移动定子左侧有一刚度K，压缩量为x0 的弹簧右侧有一小柱塞缸1、流量 Q=KQe-CLp 2、原理 pc=Kx0/A，ppc时，e=emax3、限压式变量泵的特性曲线 ppc时，e=emax-x4、特点：（1）叶片根部的压力油是只的自动切换的 （2）叶片向后倾斜，有利于叶片在惯性力的作用下向外伸出叶片泵的流量稳定、噪声小，双作用叶片泵为定量泵，单作用叶片泵一做成变量泵；限压式变量泵一般在pc 和pmax的范围内使用，可以起到自动调速的作用。34 柱塞泵一、径向柱塞泵简单介绍径向柱塞泵的结构特点和工作原理 二、轴向柱塞泵轴向柱塞泵是指一种柱塞轴线相互平行于缸体轴线的多柱塞泵可分为：斜盘式（直轴式）和斜轴式1、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理如图：泵体作顺时针方向转动当柱塞从低部进入前半区，（由3/2经转至/2）时，柱塞开始向里运动容积由大变小，进行压油；当柱塞进入后半面，柱塞在弹簧作用下由里向外运动，容积由小变大进行吸油。 2、流量排量：q=(d2/4)Ztg， QT=(d2/4)Ztgn流量脉动性 (maxmin)/3、斜盘式柱塞泵的典型结构说明柱塞泵的流量时怎样改变的，特别时限压式柱塞泵的原理35 液压泵的选用根据各种液压泵的性能、结构、价格、使用范围等说明液压泵的选用方法1、液压泵内密闭容积增大，压力提高，向外排出压力液体；密闭容积减小压力降低，吸液。2、液压泵应在额定压力的情况下工作以保证较长的使用寿命。3、三种液压泵的性能特点和应用场合补充2题第四章液压缸巩固提高引导启发讲解介绍比较总结说明提出要求.52015202055徐州工业职业技术学院教学设计（讲稿） 教师姓名李晓光授课班级高分子设备081授课形式讲授授课日期 2009年9 月 14日 第3周授课时数2授课章节名称第四章 液压缸41 液压缸的类型与工作原理 42 液压缸的密封43 液压缸的结构 44 液压缸的设计计算教学目的知识目标深入掌握活塞式液压缸的工作原理、基本参数，掌握液压缸的主要类型、结构特点。技能目标学会分析活塞式液压缸的工作原理德育目标树立脚踏实地的工作作风教学重点单杆双作用液压缸的工作原理和结构，液压缸的基本参数教学难点差动连接的基本原理更新、补充、删节内容 使用教具现场实物布置作业补充2题课后体会教学内容与设计课程安排授 课 主 要 内 容方法时间复习提问引入新课简要介绍详细介绍详细叙总结布置作业预习柱塞泵的结构原理？限压式变量柱塞泵的控制原理？液压系统对外做功都是通过液压执行元件液压泵及液压马达来完成的，所以必须弄清与液压缸有关的知识。第四章 液压缸41 液压缸的类型于工作原理首先说明液压缸的结构类型一、活塞式液压缸1、单活塞杆液压缸介绍速度、推力、液压力、活塞及活塞杆之间的关系讲情差动连接的控制原理2、双活塞杆液压缸 活塞杆与工作台连接：工作台运动所占空间长度为活塞有效行程的3倍，液压缸与工作台连接为2倍二、柱塞式液压缸 单作用式、双作用式三、伸缩式液压缸 例题42 液压缸的密封泄漏的概念、密封的形式43 液压缸的结构 一、 缸筒与缸盖的连接二、 活塞结构三、 液压缸的安装四、 排气装置五、 缓冲装置44 液压缸的设计计算首先说明液压缸的基本参数计算公式F=pA，当F恒定，p、A成反比。一、液压缸的主要尺寸液压缸的尺寸主要有缸筒内径、活塞杆直径、缸筒长度以及缸筒厚度。1、缸筒内径由公式F=pA可以看出当液体压力确定以后，可以计算出缸筒内径，每一种液压机械都有适合的的工作压力，并且 D 和d要符合有关国家标准。2、缸筒长度 =活塞行程+活塞长度+活塞导向长度+活塞杆密封及导向长度+其它长度最小导向长度=L/20+D/2二、液压缸的强度和刚度校核主要让学生了解缸壁强度、活塞杆强度及压杆稳定性、螺纹连接强度的校核。液压缸的设计计算是一个系统的工作，一定要考虑实际应用要求，对不合理的计算结果要进行修复，重新确定结果。液压缸采用差动连接可以提高活塞的运动速度，但推力减小补充1题讲解启发引导总结.5151510405徐州工业职业技术学院教学设计（讲稿）教 师 姓 名李晓光授课班级高分子设备081 授课形式讲授新课授 课 日 期 2009年 3月18 日 第 5 周 授课时数2授课章节名称5-4 流量控制阀教 学 目 的1、 使学生了解调速的基本方法及原理；2、 弄清节流阀的结构特点和工作原理教 学 重 点调速方法和原理；节流阀的工作原理教 学 难 点调速原理、节流阀的工作原理更新、补充、删节内容使 用 教 具课 外 作 业5-4 课 后 体 会教学内容与设计课程安排授 课 主 要 内 容方法时间引入新课主板书教法 总结作业预习在液压系统中常常需要改变执行元件的工作速度这就需要利用调速元件或其它调速方法用以改变执行元件的工作速度，根据速度调节的要求不同选择不同的调速方法。5 4流量控制阀一、调速方法概述 液压缸 液压马达在上面公式中可以看出：改变或均可以实现液压缸或液压马达工作速度饿改变，但对于液压缸来说改变是困难的，一般使用只能改变输入液压缸的的办法来调速；对液压马达或的改变或、同时改变都可以改变液压马达的速度。概括如下：1、节流调速：定量泵供油，采用节流阀改变输入执行元件的 来实现调速； 2、容积调速：改变变量泵Q和（或）改变变量液压马达的 来实现调速； 3、容积节流调速：用自动改变流量的变量泵和流量阀联合进行 调速。二、节流阀节流阀是最简单的流量阀 （一）节流阀的作用 举例说明 （二）节流阀的结构 1、节流阀 进油口和出油口之间有节流口，改变节流口的大小就可以改变 通过节流阀的流量。 节流阀的图形符号 2、单向节流阀 反向进油时油液不经过节流口而直接相通。 （三）节流阀的流量特性 1、流量特性： 注意节流口的结构形式：薄壁小孔m0.5，细长小孔m=1， 粗短小孔0.5m13、 流量稳定性：（1）压力差对流量的影响 （2）温度对流量的影响 （3）节流口阻塞及最小稳定流量1、 调速方法有三种各有其特点；2、 压力差、温度或节流口阻塞都会影响节流阀流量的稳定性。二、调速阀1、结构原理2、调速性能8-1徐州工业职业技术学院教学设计（讲稿）教 师 姓 名李晓光授课班级高分子设备081 授课形式讲授新课授 课 日 期2009年 3月 20 日 第 5周授课实数2授课章节名称 第六章 液压辅助装置教 学 目 的 1、了解各种辅助装置的作用及结构形式； 2、弄清各种辅助装置的结构特点及适用条件； 3、掌握各种辅助装置的选用方法。教 学 重 点 液压辅助装置的结构及特点、选用方法。教 学 难 点 结构及选用方法更新、补充、删节内容使 用 教 具课 外 作 业 补充1题课 后 体 会教学内容与设计课程安排授 课 主 要 内 容方法时间复习引入新课主板书教法总结作业预习1、液压缸的缸筒与缸盖的联接形式？2、液压缸工作压力的确定方法？3、活塞杆与柱塞的承载能力有什么不同？（8分） 液压系统中需使用许多辅助装置，它们的结构性能对液压系统的性能影响很大，故需要弄清辅助装置的结构特点和使用条件，正确选用。 第六章 液压辅助装置 先举例说明辅助装置的应用，使学生建立感性认识，提高学习积极性。 61 滤油器 一、滤油器的作用和过滤精度 1、作用 2、过滤精度和过滤比：过滤精度通常是指能被过滤掉的杂质颗粒的公称 尺寸（m），一般要求过滤精度小于运动副间隙的一半。 过滤比滤油器入口处尺寸大于（m）颗粒数出口处颗粒数二、滤油器的典型结构 网式通油能力大，压力损失小，易清洗；但过滤精度不高80-400m线隙式：压力损失小，滤芯易清洗或更换，过滤精度最高可达20m，100-200m纸芯式：过滤精度高；压力损失大，滤芯不能清洗5-30m烧结式滤芯强度较高，耐高温，性能稳定；压力损失大10-100m磁性式依靠过滤介质的磁性吸出铁末，一般