液壓輔助元件教案

第7次課教學(xué)整體設(shè)計課題液壓輔助元件授學(xué)時間第周星期（月日）第節(jié)學(xué)時2學(xué)時授課類型理論課√實驗課□實訓(xùn)課□習(xí)題課□討論課□現(xiàn)場教學(xué)√其它：教學(xué)資源掛圖□模型□實物□多媒體?音像□報紙□其它：繪圖工具□教學(xué)辦法講授法√討論法□啟發(fā)式√案例教學(xué)法□現(xiàn)場教學(xué)法√角色扮演法□項目教學(xué)法□情境教學(xué)法□其它：教學(xué)目的（涉及知識、技能、素質(zhì)目的）知識目的：1、理解蓄能器的類型及特點；2、掌握蓄能器的使用和安裝；3、理解過濾器的基本規(guī)定；4、掌握過濾器的安裝位置；5、理解油箱的種類與構(gòu)造；6、掌握油箱的設(shè)計與檢修注意事項；7、冷卻器和.加熱器構(gòu)造形式；8、掌握密封裝置構(gòu)造形式；9、理解油管與管接頭構(gòu)造形式。技能目的：1、能夠純熟的使用和安裝蓄能器；2、能夠純熟的安裝過濾器；3、能夠分析密封裝置的構(gòu)造形式。素質(zhì)目的：1、培養(yǎng)學(xué)生對液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的學(xué)習(xí)愛好；培養(yǎng)學(xué)生分析液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的能力；養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。重點、難點：教學(xué)重點：蓄能器、過濾器、的構(gòu)造及工作原理，油箱、冷卻器和.加熱器的構(gòu)造形式。教學(xué)難點：密封裝置的構(gòu)造及工作原理教學(xué)設(shè)計：1、授課思路簡述：（圍繞所選用教學(xué)辦法分條編寫授課環(huán)節(jié)，要涵蓋課前準備、課程導(dǎo)入、師生活動安排、任務(wù)訓(xùn)練、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)安排、教學(xué)效果檢測等重要環(huán)節(jié)。）一、復(fù)習(xí)舊課二、導(dǎo)入新課三、講授知識四、師生活動安排五、教師總結(jié)六、布置作業(yè)2、課堂訓(xùn)練內(nèi)容安排：課堂訓(xùn)練：找學(xué)生到前面分析調(diào)速閥的構(gòu)造、工作原理及繪制圖形符號.課堂提問：1.簡述蓄能器的類型及特點.2..簡述蓄能器的使用和安裝.3.簡述過濾器的基本規(guī)定.4.簡述油箱檢修注意事項.3、課后作業(yè)與思考題：（根據(jù)課程內(nèi)容適宜設(shè)計鞏固性作業(yè)、項目式作業(yè)、預(yù)習(xí)性作業(yè)、推薦參考書及網(wǎng)站）鞏固性作業(yè)：1.簡述蓄能器的使用和安裝.2.簡述過濾器的基本規(guī)定.3.簡述油箱檢修注意事項.預(yù)習(xí)性作業(yè)：液壓控制元件：理解方向控制回路的構(gòu)造、工作原理.教學(xué)后記：教學(xué)過程（教學(xué)設(shè)計實施環(huán)節(jié)及時間分派）環(huán)節(jié)1：復(fù)習(xí)鞏固、檢查課后收集的資料（10分鐘）一、復(fù)習(xí)節(jié)流閥的構(gòu)造及工作原理；二、復(fù)習(xí)調(diào)速閥的構(gòu)造及工作原理；三、檢查預(yù)習(xí)狀況。環(huán)節(jié)2：本節(jié)課學(xué)習(xí)任務(wù)、情境設(shè)計（5分鐘）液壓系統(tǒng)的泄露問題是一種世界性的問題，避免泄露重要是由密封構(gòu)造完畢的，在液壓系統(tǒng)中都有哪些構(gòu)造形式的密封，有哪些慣用密封件呢？環(huán)節(jié)3-1：講授知識（30分鐘）2.4液壓輔助元件液壓系統(tǒng)輔助裝置重要涉及蓄能器、過濾器、油箱、熱交換器、管件等，液壓輔助元件對系統(tǒng)的動態(tài)性能、工作穩(wěn)定性、工作壽命、噪聲和溫升等都有直接影響，必須予以重視。其中油箱普通根據(jù)系統(tǒng)規(guī)定自行設(shè)計，其它輔助裝置制成原則件。一、蓄能器1.蓄能器的作用蓄能器的作用重要是儲存油液的壓力能。在液壓系統(tǒng)中慣用于下列幾個狀況：（1）.作輔助動力源和應(yīng)急能源在間歇工作或?qū)崿F(xiàn)周期性動作循環(huán)的液壓系統(tǒng)中，蓄能器能夠把液壓泵輸出的多出壓力油儲存起來。當(dāng)系統(tǒng)需要時，由蓄能器釋放出來。這樣能夠減少液壓泵的額定流量，從而減小電機功率消耗，減少液壓系統(tǒng)溫升。在液壓系統(tǒng)動力源發(fā)生故障時，執(zhí)行機構(gòu)有時仍需完畢必要的工作以緊急避險、確保安全。為此可用蓄能器作應(yīng)急能源，避免事故發(fā)生。（2）.減少壓力沖擊與脈動蓄能器可用于吸取由于液流速度急劇變化所產(chǎn)生的液壓沖擊，使其壓力幅值大大減小，以避免造成元件損壞。在液壓泵出口處安裝蓄能器，可吸取液壓泵的脈動壓力。（3）.保持系統(tǒng)壓力在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)液壓泵停止供油時，蓄能器可向系統(tǒng)提供壓力油，賠償系統(tǒng)泄漏，使系統(tǒng)在一段時間內(nèi)維持壓力不變。在液壓控制系統(tǒng)中，放置于執(zhí)行機構(gòu)附近保持系統(tǒng)壓力，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度。2.蓄能器的類型及特點蓄能器重要有彈簧式和氣體隔離式兩大類型，它們的構(gòu)造簡圖、類型和特點見表5-1所示。現(xiàn)在氣體隔離式蓄能器廣泛應(yīng)用。3.蓄能器的使用和安裝1)充氣式蓄能器應(yīng)使用惰性氣體，普通為氮氣，允許工作壓力可視蓄能器構(gòu)造形式而定，選用時應(yīng)選有關(guān)部門認證的產(chǎn)品。2)蓄能器普通應(yīng)垂直安裝，油口向下，蓄能器與管路之間應(yīng)安裝截止閥，供充氣和檢修時使用，檢修前應(yīng)放掉壓力。蓄能器安裝位置應(yīng)遠離熱源。3)蓄能器在管路上安裝須用支板或支架固定，以免發(fā)生飛起事故。4)蓄能器用于吸取壓力沖擊和脈動應(yīng)盡量安裝在振源附近。5)蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，避免液壓泵停車時蓄能器內(nèi)壓力油倒流。表2-10蓄能器的構(gòu)造簡圖、類型及特點二、過濾器過濾器的作用是過濾掉油液中的雜質(zhì)，減少液壓系統(tǒng)中油液污染度，確保系統(tǒng)正常工作。1.過濾器的基本規(guī)定液壓油中往往含有顆粒狀雜質(zhì)，會造成液壓元件相對運動表面的磨損、滑閥卡滯、節(jié)流孔口堵塞，以致影響液壓系統(tǒng)正常工作和壽命。普通對過濾器的基本規(guī)定是：1)滿足液壓系統(tǒng)對過濾精度的規(guī)定，即能阻擋一定尺寸的機械雜質(zhì)進入系統(tǒng)。2)通流能力大，即全部流量通過時，不會引發(fā)過大的壓力損失。3)濾芯應(yīng)有足夠強度，不會由于壓力油的作用而損壞。4)易于清洗或更換濾芯，便于拆裝和維護。過濾器的過濾精度是指濾芯能夠濾除掉最小雜質(zhì)顆粒的大小，以直徑d作為公稱尺寸，按過濾精度可分為粗過濾器（d≤100μm），普通過濾器（d≤10μm），精過濾器（d≤5μm），特精過濾器（d≤1μm）。2.過濾器的類型及特點過濾器的類型諸多，慣用過濾器有下列幾個。（1）.網(wǎng)式過濾器網(wǎng)式過濾器如圖2-59所示，重要有骨架、絲網(wǎng)和支架等構(gòu)成，網(wǎng)式過濾器的過濾精度與網(wǎng)層數(shù)和網(wǎng)孔的大小有關(guān)。在壓力管路上慣用（100～200）目的銅絲網(wǎng)。壓力損失不超出0.04MPa，構(gòu)造簡樸，通流能力大，清洗方便，但過濾精度低。（2）.線隙式過濾器線隙式過濾器如圖2-60所示，濾芯由繞在心架上的一層金屬絲構(gòu)成，依靠線間的微小間隙過濾。壓力損失普通不超出(0.03～0.06)MPa，構(gòu)造簡樸，通流能力大，過濾精度高，但濾芯材料強度低，不易清洗，慣用于低壓管路上。（3）.紙芯式過濾器紙芯式過濾器構(gòu)造類似于線隙式構(gòu)造，但濾芯不同，如圖2-61所示，濾芯是由平紋或波紋的酚醛樹脂或木漿微孔濾紙制成的濾芯并且作成折疊形方便增大過濾面積。壓力損失約為(0.01～0.04)MPa，過濾精度高，但濾芯堵塞后無法清洗，必須更換濾芯，慣用于精過濾。（4）.燒結(jié)式過濾器燒結(jié)式過濾器的濾芯是由金屬粉末燒結(jié)而制成，運用金屬顆粒間的微孔來過濾，如圖2-62所示，濾芯的過濾精度依賴于金屬顆粒的大小。壓力損失約為(0.03～0.2)MPa，過濾精度高且能承受高壓，但金屬顆粒易脫落，濾芯堵塞后不易清洗，慣用于精過濾。（5）.磁性過濾器磁性過濾器的濾芯由永久磁鐵制成，能吸住油液中的鐵屑、鐵粉或帶磁性的磨料，慣用于機床液壓系統(tǒng)。3.過濾器的安裝位置過濾器的安裝位置如圖2-63所示，1～4為粗過濾器圖形符號，5為精過濾器圖形符號。過濾器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置有下列幾個狀況：⑴過濾器1安裝在液壓泵的吸油管路上。液壓泵的吸油管路上普通安裝網(wǎng)式或線隙式粗過濾器，目的是濾除掉較大顆粒的雜質(zhì)，方便保護液壓泵。同時規(guī)定過濾器有較小的壓力降和很大的通流能力（普通是液壓泵流量的兩倍以上）。⑵過濾器2安裝在液壓泵的壓油管路上。這種安裝方式常將過濾器安裝在對雜質(zhì)敏感的調(diào)速閥、伺服閥等元件之前。由于過濾器在高壓下工作，規(guī)定濾芯有足夠的強度。為了避免過濾器堵塞，可并聯(lián)一旁通閥或堵塞批示器。⑶過濾器3安裝在回油管路上。安裝在回油路上的過濾器能使油液在流回油箱之前得到過濾，以控制整個液壓系統(tǒng)的污染度。⑷過濾器4安裝在旁油管路上。在大型液壓系統(tǒng)中，常在旁油管路上安裝過濾器5和冷卻器，構(gòu)成獨立的過濾系統(tǒng)。三、油箱油箱的作用是儲存油液，散發(fā)熱量、沉淀雜質(zhì)和分離混入油液中的空氣或水分。1.油箱的種類與構(gòu)造油箱按其液面與否與大氣相通可分為開式油箱和壓力式油箱兩種:（1）.開式油箱開式油箱應(yīng)用普遍，油箱內(nèi)液面直接與大氣相通。油箱液面壓力為大氣壓。（2）.壓力式油箱壓力式油箱完全封閉，由空壓機向氣罐充氣，再由充氣罐經(jīng)濾清、干燥、減壓后進入油箱使液面壓力高于大氣壓，從而改善了泵的吸油性能、減少了氣蝕和噪聲。（3）.油箱的構(gòu)造油箱的構(gòu)造如圖2-64所示，普通采用4毫米左右的鋼板焊接而成。油箱內(nèi)裝有隔板7、8，它將液壓泵的吸油區(qū)與系統(tǒng)回油分辨開，油箱側(cè)壁裝有油位計和注油口5，油箱底部裝有放油閥6，開式油箱蓋板上裝有濾清器2，小型液壓系統(tǒng)的泵和電機能夠安裝在油箱蓋板4上。2.油箱的設(shè)計與檢修注意事項1)吸油管與回油管間距離應(yīng)盡量遠些。用隔板將吸油側(cè)與回油側(cè)分開，以增加油箱內(nèi)油液的循環(huán)距離，有待于油液冷卻和釋放油中氣泡，并使雜質(zhì)多沉淀在回油管側(cè)，隔板高度為油面高度3/4。2)油管入口處應(yīng)裝粗過濾器。在最低液面時，過濾器和回油管端均應(yīng)沒入油中，以免液壓泵吸入空氣或回油混入氣泡。回油管端應(yīng)切成45o切口，并面對箱壁。管端與箱底、壁面間距離均不適宜不大于管徑的三倍。3)為避免臟物進入油箱，油箱上各蓋板、管口處都要妥善密封。注油器上要加濾網(wǎng)。通氣孔上須設(shè)立空氣過濾器。4)為了更加好地散熱和便于維護，箱底與地面距離最少應(yīng)在150㎜以上。箱底應(yīng)適宜傾斜，在最低部位設(shè)立放油閥。箱體上在注油口的附近須設(shè)液位計。5)普通大尺寸油箱要加焊角板、筋條，以增加剛性。當(dāng)液壓泵及其驅(qū)動電機和其它液壓件都要裝在油箱上時，油箱頂蓋要對應(yīng)加厚。大容量油箱的側(cè)壁普通要開清洗窗口，清洗窗口平時用側(cè)蓋密封，清洗時再取下。6)油箱中如果需要安裝熱交換器，必須考慮好它的安裝位置，方便測溫、控制等方法。環(huán)節(jié)3-2講授知識（30分鐘）四、熱交換器液壓系統(tǒng)中油液的工作溫度普通以（30～50）℃為宜，最高不超出65℃，最低不低于15℃。油溫過高或過低都會影響系統(tǒng)正常工作。為控制油液溫度，油箱上常安裝冷卻器和加熱器。1.冷卻器液壓系統(tǒng)中使用的冷卻器重要有蛇形管冷卻器、強制對流式多管冷卻器和風(fēng)冷式冷卻器。蛇形管冷卻器直接安裝在油箱內(nèi)并浸入油液中，管內(nèi)通冷卻水。這種冷卻器的冷卻效果不好，耗水量大。強制對流式多管冷卻器在液壓系統(tǒng)中用得較多，如圖2-65所示。油從油口c進入，從油口b流出；冷卻水從右端蓋中部的孔進入，通過多根水管3從左端蓋上的孔a流出，油有水管外面流過，三塊隔板2用來增加油液的循環(huán)距離，以改善散熱條件，冷卻效果好。液壓系統(tǒng)中也可用風(fēng)冷式冷卻器進行冷卻。風(fēng)冷式冷卻器由電扇和許多帶散熱片的管子構(gòu)成，油液從管內(nèi)流過，電扇迫使空氣穿過管子和散熱片表面，使油液冷卻。風(fēng)冷式冷卻器構(gòu)造簡樸，價格低廉，但冷卻效果較水冷式差。冷卻器普通都安裝在回油路及低壓管路上，如圖2-66所示。安全閥6對冷卻器起保護作用；當(dāng)系統(tǒng)不需冷卻時截止閥4打開，油液直通油箱。2.加熱器液壓系統(tǒng)中油溫過低時可使用加熱器，普通常采用構(gòu)造簡樸，能按需要自動調(diào)節(jié)最高最低溫度的電加熱器。電加熱器的安裝方式如圖2-67所示。電加熱器水平安裝，發(fā)熱部分應(yīng)全部浸入油中，安裝位置應(yīng)使油箱內(nèi)的油液有良好的自然對流，單個加熱器的功率不能太大，以避免其周邊油液過分受熱而變質(zhì)。冷卻器和加熱器的圖形符號如圖2-68所示。五、密封裝置為了提高液壓系統(tǒng)的工作性能和效率，避免泄漏，液壓系統(tǒng)中在可能發(fā)生泄漏的部位需要安裝密封裝置。密封裝置的種類諸多，最慣用的是橡膠密封圈，它既可用于靜密封，也可用于動密封。下面介紹幾個慣用的橡膠密封圈。1.O形密封圈O形密封圈截面為圓形，如圖2-69所示。其特點是構(gòu)造簡樸、安裝尺寸小、使用方便、摩擦阻力小、價格低，故應(yīng)用十分廣泛。O形密封圈普通裝在外圓或內(nèi)孔的密封槽內(nèi)，它的截面直徑在裝入槽后普通壓縮（8～25）%，如圖2-70a和b所示。該壓縮量使O形圈在工作介質(zhì)沒有壓力或壓力很低時，依靠本身彈性變形力密封接觸面，如圖2-70c所示。當(dāng)工作介質(zhì)壓力較高時，O形圈被油液壓力壓向溝槽另一側(cè)，如圖2-70d所示。如果工作壓力超出一定值，O形圈將從密封槽的間隙中被擠出而受到破壞，如圖2-70e所示。為避免出現(xiàn)擠出現(xiàn)象，當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力超出10MPa時，應(yīng)在O形圈側(cè)面安放擋圈。如圖2-71所示。當(dāng)O形圈單向受壓時，擋圈加在非受壓側(cè)，O形圈雙向受壓，兩側(cè)同時加擋圈，擋圈材料慣用聚四氟乙烯、尼龍等。2.唇形密封圈唇形密封圈工作時唇口對著有壓力的一邊，當(dāng)工作介質(zhì)壓力等于零或很低時，靠預(yù)壓縮密封，壓力高時由介質(zhì)壓力的作用將唇邊緊貼密封面密封。按其截面形狀可分為Y形、YX形、V形、U形、L形和J形等多個，重要用于動密封。1)Y形密封圈的構(gòu)造和密封原理如圖2-72所示。當(dāng)工作壓力超出20MPa時，應(yīng)加擋圈，當(dāng)工作壓力波動大時要加支承環(huán)。Y形密封圈摩擦力小、壽命長、密封可靠、磨損后能自動賠償，合用于運動速度較高的場合，工作壓力可達20MPa。

2)V形密封圈如圖2-73所示，由壓環(huán)、密封環(huán)和支承環(huán)構(gòu)成。當(dāng)工作壓力高于10MPa時，可增加密封環(huán)的數(shù)量，安裝時開口應(yīng)面對高壓側(cè)。此種密封摩擦阻力大，合用于相對運動速度不高的場合。六、油管與管接頭1.油管油管的選擇重要考慮耐壓和管徑，具體選定可查閱有關(guān)原則。液壓系統(tǒng)中慣用油管的種類及特點見表5-2。表2-11液壓系統(tǒng)中慣用油管的種類及特點2.管接頭管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式連接件。它應(yīng)含有裝拆方便，連接牢固，密封可靠、外形尺寸小、通流能力大等特點。液壓系統(tǒng)中慣用管接頭如圖2-74所示。圖2-74管接頭a）焊接式b）卡套式c）擴口式d）扣壓式⑴圖a焊接式管接頭：特點是連接牢固，運用球面進行密封，簡樸可靠。但厚壁鋼管，裝拆不