资源简介

模块十 液压与气动
10.1 液压传动
【章节名称】
液压传动
【教学目标与要求】
一、知识目标
了解液压传动的工作原理。
熟悉液压传动的组成，及主要特点。
了解常用液压元件的作用和分类。
熟悉液压基本回路的特点。
二、能力目标
能够初步看懂液压传动系统图，认识符号所代表的元件及传动过程。
能够读懂液压基本回路
三、素质目标
掌握另一种新的传动方式――液压传动。
了解液压传动的元件功用和符号，及所具有的主要优点及缺点。
了解液压液压基本回路的工作原理。
四、教学要求
掌握液压传动的工作原理和基本组成以及主要优缺点。
使学生熟悉液压传动的元件功用和苻号。
使学生了解液压基本回路的工作原理，能读懂液压传动系统图，分析液压传动过程。
【教学重点】
了解液压传动的工作原理。
熟悉液压传动的元件功用和苻号。
能读液压基本回路和液压传动系统图。
【难点分析】
分析液压基本回路和液压传动过程。
【教学方法】
讲授与课件或教具演示相结合。
【学生分析】
注意液压传动与气压传动的区别在于传动介质，空气是可压缩的，而油液是不可压缩的，所以压力最大值相差较大，液压传动比气压传动的应用更广。
【教学资源】
1．机械基础在线开放课程．“中国职教MOOC”频道，高等教育出版社。
2. 教具或课件。
【教学安排】
4学时（180分钟）
【教学过程】
一、导入新课
前面所讲的机械传动是机械零件在力的作用下传递运动和动力，它是靠两零件之间的直接相互作用。机械传动是工程上四大传动的方式之一，除此之外还有电气传动，液压传动和气压传动。今天将学习液压传动，与机械传动相比较，有其独特的优点。
今天要讲授的内容是液压传动的工作原理、液压传动的组成、液压传动的元件和液压传动的基本回路。
二、讲授新课
（一）液压传动的工作原理
液压传动是以液体作为工作介质来传递动力的一种运动方式，靠液体的压力来产生作用。
图10－1、2为公交车门的气压传动和自卸汽车的液压传动。讲解图10－3、5工作原理时边讲解边介绍每一个元件符号的含义，特别要注意方向控制阀的阀芯位置的变化给气、液体流向带来的影响。
要边介绍液体流动的路径，边作板书，简明扼要地用箭头和文字表示，达到能够看图叙述说明液压系统的工作工作过程。最后总结出液压传动的工作原理
（二）液压传动的组成及特点
1.液压传动系统的组成
①动力元件 将机械能转化为压力能的装置，液压泵。
②执行元件 将压力能转化为机械能的装置，液压缸。
③控制元件 控制调整油压（压力阀）、流向（换向阀）、流量（流量阀）。
④辅助元件 保证系统正常工作的装置，油箱、过滤器、蓄能器和各种管接头等。
⑤工作介质 传递压力能的液压油。
2.液压传动的特点
优点：①可无级调速。 ②传递功率大。③液压元件已经系列化标准化。④易于控制和调节。
缺点：①存在泄漏。②不宜在温度过高或过低的条件下工作。③液压元件结构精密，制造、使用和维修有一定困难。
（三）常用液压元件
1.液压泵
常用液压泵有齿轮泵，叶片泵和柱塞泵三种，这三种泵各有优缺点，其最大的工作压力分别为2.5、6.3和32MPa,压力越高，其价格越高，要根据实际条件来选择相应的液压泵，防止大马拉小车，造成资源浪费。
无论是哪一种液压泵，其工作原理都是相同的，即吸油―密封容积减少―压油―密封容积增大―吸油。也称常用液压泵为容积式液压泵。
2.液压缸
按结构特点可分为活塞式、柱塞式和摆动式三种。其共同特点是活塞与缸体之间都是作直线运动。在结构上活塞式液压缸的活塞与缸体内壁接触，整个缸体长度上的内壁要求加工精度比较高，且粗糙度要好，而活塞的长度相比之下就显得很短。从加工的工艺上考虑，加工外圆的精度和粗糙度要比加工内圆的精度和粗糙度容易控制，这是由于加工内圆的内孔刀杆比较细，加工时易产生振动而影响到加工质量，所以通常在工艺上要求外圆的精度比内圆的精度高一级，且粗糙度也高一个档。在缸体长度比较长的情况下，如汽车吊车的液压缸，常常选用柱塞式的液压缸，即把整个活塞杆做成活塞，在外圆上精确加工，而液压缸仅取较短的内孔长度与活塞杆配合，这样就可以保证内圆的加工精度，又能达到配合的精度要求，这就是柱塞式的液压缸，其工作结果是完成一样的，只是方便了加工的工艺要求。摆动式液压缸工作时缸体不仅作往复运动，又作定轴摆动。
组成液压缸有五个部份。讲授时应先把装配图的表示内容讲授清楚就很好理解了。排气装置是为了解决油液在使用中不可避免地含混入气体而影响到液体的压力，特别是装配后缸体内肯定有气体存在，必须首先将气体排出液压缸之外，才能保证传动的正常。
3．方向控制阀
方向控制阀主要是用以改变液压缸的进油方向，达到液压缸活塞杆的往返运动，是液压传动中的重要元件。可分为单向阀和换向阀二种。
单向阀是控制液压油只能按指定方向流动，而不能改变流动的方向。换向阀用于任意调整油流的方向。其换向原理是通过改变换向阀内阀芯的位置来达到改变流向的，因此阀芯的机能即成了学好换向阀的关键。图形符号中的中位机能是不同阀芯的型号，要把位和通的含义讲解清楚，P、O、A、B的油口特性要记清楚。通常比较常用的中位型号要记住。
4.压力控制阀
压力控制阀是利用阀芯上的液压力和弹簧的平衡力来调整阀芯的位置，控制进出口油量的大小，实现对管路压力的调整的。进出油路的开口小，流量减少，流速小，压力也随之变小，反之油压升高。根据调整各处油路的压力，常用的压力控制阀分为溢流阀，顺序阀和减压阀三种。
溢流阀 控制整个液压系统的最高压力，保证系统油压基本稳定，并联安装在油泵旁，起安全保护作用。按结构分为直动式和先导式两种。如图8-19和图8-20分别为直动式和先导式溢流阀的结构示意图。直动式溢流阀结构简单，调节方便常用于低压系统中。
先导式溢流阀结构较为复杂，由先导阀和主阀两个部份组成，先导阀可通过K口调整主阀上端的压力，实现溢流阀的远程调压。且把主阀的弹簧刚度调低。
顺序阀 主要是用不同管路上压力的大小控制元件顺序动作。在结构上也可分为直动式和先导式两种。与溢流阀所不同的是溢流阀的出油直接回油箱，而顺序阀的出油口是接下一个动作元件。
减压阀 主要是用于降低系统中某一局部的压力，使用一个油泵得到多个不同的压力输出。按调节压力的不同，分为定值定差和定比减压阀三种。定比减压阀是在阀出口维持定值压力；定差减压阀是使进出口之间的压力差不变或接近不变；而定比减压阀是使进出口压力的比值维持恒定。讲授时注意三者的区别，防止学生混淆基本概念。目前定值减压阀应用最为广泛，常用的减压阀即制定值减压阀。定值减压阀也分为直动式和先导式二种。
5.流量控制阀
普通流量节流阀 通过改变阀口的流通面积大小来改变流量，如自来水龙头的原理一样。按结构有针阀式、偏心式和轴向三角槽式三种。
调速阀 将节流阀和定差减压阀串连而成。由于定差减压阀能保证进出口压力差值不变，但进口压力或出口压力发生波动时，采用调速阀由于有定差减压阀来保证进出口压力差值不变，这样保证了执行元件的运动速度不会因负载的变化而变化
（四）液压基本回路
1．压力控制回路 用于调节系统或局部压力大小。压力控制回路包括调压回路、减压回路、卸荷回路、平衡回路以及保压回路等。
2．方向控制回路 通过换向阀来改变液体流动的方向，实现执行元件改变运动的方向。
3．速度控制回路 通过调速阀来改变液体流量的多小，实现改变执行元件运动速度的大小。
三、小结
1．液压传动的工作原理。
2．液压传动的组成，及主要特点。
3．常用液压元件的作用和分类。
4．液压基本回路。
四．布置作业
活动作业：对一种机械的液压传动系统图进行分析，指出主要液压元件的作用。
【课后分析】

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