液壓傳動教案1

PAGEPAGE2河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案2009至20010學(xué)年第_一_學(xué)系名稱：智能工程系課程名稱：液壓傳動教學(xué)時數(shù)：80學(xué)時授課班級：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護08-1班主講教師：焦新境

河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課程名稱液壓傳動學(xué)時分配總計：80學(xué)時，其中授課：50學(xué)時，實訓(xùn)：30學(xué)時，上機：0學(xué)時課程教學(xué)目的與要求1．學(xué)會液壓傳動的基礎(chǔ)知識，基本計算方法。2．知道常用液壓泵、液壓缸、氣缸、及控制閥的工作原理、特點及應(yīng)用。3．學(xué)習(xí)分析一般的液壓系統(tǒng)回路的方法，培養(yǎng)設(shè)計簡單的液壓系統(tǒng)及的思路。4．通過實訓(xùn)使學(xué)生讀懂液壓控制回路圖，并熟練選用元件。5．知道國內(nèi)外先進液壓技術(shù)成果在自動化設(shè)備中的應(yīng)用。教學(xué)的重點與難點一、教學(xué)重點1、液壓壓力控制閥及其應(yīng)用；2、液壓系統(tǒng)中的速度控制回路；3、典型液壓系統(tǒng)；二、教學(xué)難點：1、液壓壓力控制閥的應(yīng)用；2、液壓調(diào)速回路；教學(xué)的總體方法策略本課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其實踐性較強。本著高職教育的特點和要求，理論教學(xué)以必須、夠用為原則，注重應(yīng)用和實踐教學(xué)。在教學(xué)時應(yīng)將理論教學(xué)與實踐教學(xué)緊密結(jié)合起來。課堂教學(xué)中采用實例引導(dǎo)，要充分利用多媒體教學(xué)軟件、圖片、VCD、等進行直觀教學(xué)，以便加深學(xué)生的記憶和理解。有些內(nèi)容可以通過現(xiàn)場教學(xué)、習(xí)題或?qū)嶒炞寣W(xué)生學(xué)會。在理論與實際的結(jié)合中培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力。教材和主要參考書目使用教材《液壓傳動》丁樹模主編機械工業(yè)出版社參考教材《機床液壓傳動》俞啟榮主編機械工業(yè)出版社《液壓傳動》薛祖德主編機械工業(yè)出版社說明：本頁用于一門課程實施方案的整體設(shè)計

河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院_液壓傳動__課程教案授課題目第一講：§1概論教具準備多媒體課件授課日期第三周（前兩周電工電子技術(shù)課程實訓(xùn)）課時安排2學(xué)時教學(xué)目的與要求1、理解液壓傳動的基本原理、兩個重要的基本概念；2、學(xué)會液壓傳動的組成；3、理解液壓傳動的優(yōu)缺點及應(yīng)用；4、知道液壓技術(shù)發(fā)展動態(tài)。教學(xué)重點難點液壓傳動的基本概念（難點）；液壓傳動的基本理論（重點）教學(xué)設(shè)計與時間安排方法及手段在第一講進行之前，首先組織學(xué)生觀看液壓傳動在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域中的應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容的錄像，為進一步學(xué)習(xí)車床的傳動系統(tǒng)和主要結(jié)構(gòu)做準備。一、【復(fù)習(xí)提問】5分鐘①什么是液壓傳動？液壓傳動——利用液體靜壓力傳遞動力液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)進行能量傳遞的傳動方式。液壓傳動主要是利用液體的壓力能來傳遞能量。二、【導(dǎo)入】5分鐘液壓傳動的工作原理？液壓傳動的工作原理，可以用一個液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韥碚f明。三、【新課內(nèi)容及實踐】75分鐘點睛：本章學(xué)習(xí)技巧頭腦中有液壓傳動的畫面，緊跟屏幕，注意液體流動的方向。第一節(jié)液壓傳動的工作原理一、液壓傳動系統(tǒng)的工作原理圖1-1液壓千斤頂工作原理圖1—杠桿手柄2—小油缸3—小活塞4，7—單向閥5—吸油管6，10—管道8—大活塞9—大油缸11—截止閥12—油箱通過對上面液壓千斤頂工作過程的分析，可以初步了解到液壓傳動的基本工作原理。液壓傳動是利用有壓力的油液作為傳遞動力的工作介質(zhì)。壓下杠桿時，小油缸2輸出壓力油，是將機械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，壓力油經(jīng)過管道6及單向閥7，推動大活塞8舉起重物，是將油液的壓力能又轉(zhuǎn)換成機械能。大活塞8舉升的速度取決于單位時間內(nèi)流入大油缸9中油容積的多少。由此可見，液壓傳動是一個不同能量的轉(zhuǎn)換過程。1、簡化模型在液壓傳動中，人們利用沒有固定形狀但具有確定體積的液體來傳遞力的運動。下圖是一個經(jīng)過簡化的液壓傳動模型。圖中有兩個直徑不同的液壓缸2和4，缸內(nèi)各有一個與內(nèi)壁緊密配合的活塞。如圖活塞5上有重物W則當活塞1上施加的力F達到一定大小時，就能阻止重物W下降。2、力比和速比1）等壓特性:根據(jù)帕斯卡定律“平衡液體內(nèi)某一點的液體壓力等值地傳遞到液體內(nèi)各處”，即：輸出端的力之比等于二活塞面積之比。P1=P2=P=F/A1=W/A2或：W/F=A2/A12）等體積特性：假設(shè)活塞1向下移動體積L1’則液壓缸被擠出的液體體積為A1L1。這部分液體進入液壓缸4，使活塞5上升L2，其讓出的體積為A2L2。即：A1L1=A2L進一步認為這些動作是在時間t內(nèi)完成，活塞1的速度v1=L1/t，活塞5的速度v2=L2/t，則有：V2/V1=A1/A2這說明輸出，輸入的位移和速度都與二活塞面積成反比。上式可寫成：A1V1=A2V2這在流體力學(xué)中稱為液流連續(xù)性原理，它反映了物理學(xué)中質(zhì)量守恒這一現(xiàn)實。3.能量守恒特性WV2=FV1注：等式左邊和右邊分別代表輸出和輸入的功率。這說明能量守恒也適用于液壓傳動。通過以上分析，上述模型中兩個不同面積的活塞和液壓缸相當于機械傳動中的杠桿，其面積比相當于杠桿比，即A1/A2=b/a。因之采用液壓傳動可達到傳遞動力，增力，改變速比等目的，并在不考慮損失的情況下保持功率不變。4.兩個重要概念1.液壓傳動中的液體壓力取決于負載2.流量決定速度第二節(jié)液壓傳動系統(tǒng)的組成及圖形符號圖1-2為一臺簡化了的機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)。我們通過它進一步了解液壓傳動系統(tǒng)應(yīng)具備的基本性能和組成情況。圖1-2機床工作臺液壓系統(tǒng)工作原理圖

1—工作臺2—液壓缸3—活塞4—換向手柄5—換向閥6，8，16—回油管7—節(jié)流閥9—開停手柄10—開停閥11—壓力管12—壓力支管13—溢流閥14—鋼球15—彈簧17—液壓泵18—濾油器19—油箱液壓缸以及連接這些元件的油管、接頭組成。其工作原理如下：液壓泵由電動機驅(qū)動后，從油箱中吸油。油液經(jīng)濾油器進入液壓泵，油液在泵腔中從入口低壓到泵出口高壓，在圖1-2(a)所示狀態(tài)下，通過開停閥、節(jié)流閥、換向閥進入液壓缸左腔，推動活塞使工作臺向右移動。這時，液壓缸右腔的油經(jīng)換向閥和回油管6排回油箱。如果將換向閥手柄轉(zhuǎn)換成圖1-2(b)所示狀態(tài)，則壓力管中的油將經(jīng)過開停閥、節(jié)流閥和換向閥進入液壓缸右腔、推動活塞使工作臺向左移動，并使液壓缸左腔的油經(jīng)換向閥和回油管6排回油箱。工作臺的移動速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當節(jié)流閥開大時，進入液壓缸的油量增多，工作臺的移動速度增大；當節(jié)流閥關(guān)小時，進入液壓缸的油量減小，工作臺的移動速度減小。為了克服移動工作臺時所受到的各種阻力，液壓缸必須產(chǎn)生一個足夠大的推力，這個推力是由液壓缸中的油液壓力所產(chǎn)生的。要克服的阻力越大，缸中的油液壓力越高；反之壓力就越低。這種現(xiàn)象正說明了液壓傳動的一個基本原理——壓力決定于負載。二、液壓傳動系統(tǒng)的組成提問：液壓傳動系統(tǒng)由哪些部分組成？從機床工作臺液壓系統(tǒng)的工作過程可以看出，一個完整的、能夠正常工作的液壓系統(tǒng)，應(yīng)該由以下五個主要部分來組成：1.能源裝置(動力元件)：它是供給液壓系統(tǒng)壓力油，把機械能轉(zhuǎn)換成液壓能的裝置。最常見的形式是液壓泵。2.執(zhí)行裝置(元件)：它是把液壓能轉(zhuǎn)換成機械能以驅(qū)動工作機構(gòu)的裝置。其形式有作直線運動的液壓缸，有作回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達，它們又稱為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。3.控制調(diào)節(jié)裝置(元件)：它是對系統(tǒng)中的壓力、流量或流動方向進行控制或調(diào)節(jié)的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等。4.輔助裝置(元件)：上述三部分之外的其他裝置，例如油箱，濾油器，油管等。它們對保證系統(tǒng)正常工作是必不可少的。5.工作介質(zhì)：傳遞能量的流體，即液壓油等。三、液壓傳動系統(tǒng)圖的圖形符號

圖1-3機床工作臺液壓系統(tǒng)的圖形符號圖1—工作臺2—液壓缸3—油塞4—換向閥5—節(jié)流閥6—開停閥7—溢流閥8—液壓泵9—濾油器10—油箱圖1-2所示的液壓系統(tǒng)是一種半結(jié)構(gòu)式的工作原理圖它有直觀性強、容易理解的優(yōu)點，當液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，根據(jù)原理圖檢查十分方便，但圖形比較復(fù)雜，繪制比較麻煩。我國已經(jīng)制定了一種用規(guī)定的圖形符號來表示液壓原理圖中的各元件和連接管路的國家標準，即“液壓系統(tǒng)圖圖形符號(GB786—76)”。第三節(jié)液壓傳動的優(yōu)缺點及應(yīng)用一、液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是由于它與機械傳動、電氣傳動相比具有以下的主要優(yōu)點：(1)由于液壓傳動是油管連接，所以借助油管的連接可以方便靈活地布置傳動機構(gòu)，這是比機械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，又加之極易布置，在挖掘機等重型工程機械上，已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。(2)液壓傳動裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如，相同功率液壓馬達的體積為電動機的12%～13%。液壓泵和液壓馬達單位功率的重量指標，目前是發(fā)電機和電動機的十分之一，液壓泵和液壓馬達可小至0.0025N/W(牛/瓦),發(fā)電機和電動機則約為0.03N/W。(3)可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達，可以實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達1∶2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調(diào)速。(4)傳遞運動均勻平穩(wěn)，負載變化時速度較穩(wěn)定。正因為此特點，金屬切削機床中的磨床傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。(5)液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護——借助于設(shè)置溢流閥等，同時液壓件能自行潤滑，因此使用壽命長。(6)液壓傳動容易實現(xiàn)自動化——借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時，能很容易地實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實現(xiàn)遙控。(7)液壓元件已實現(xiàn)了標準化、系列化和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。液壓傳動優(yōu)點總結(jié)1.優(yōu)點:功率大來重量輕,大力大矩顯威風(fēng);運動平穩(wěn)響應(yīng)快,無機調(diào)速顯神通;操縱簡單自動化,過載保護它更行;元件標準系列化,散熱潤滑也出名.二、液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點(1)液壓系統(tǒng)中的漏油等因素，影響運動的平穩(wěn)性和正確性，使得液壓傳動不能保證嚴格的傳動比。(2)液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體粘性變化，引起運動特性的變化，使得工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。(3)為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復(fù)雜。(4)液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。(5)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。液壓傳動缺點總結(jié)難保嚴格傳動比,液壓不宜遠距離;元件精度要求高,溫度影響需注意;信號傳遞不如電,液壓介質(zhì)很嬌氣;總的效率比較低,找到故障較費力.總之，液壓傳動的優(yōu)點是主要的，隨著設(shè)計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。液壓傳動有著廣泛的發(fā)展前景。機械、電子（計算機）、液壓三者相結(jié)合的機電液一體化技術(shù)電子是神經(jīng)，液壓是肌肉，機械是骨頭。四、【課內(nèi)小結(jié)】5分鐘總結(jié)本次課講解內(nèi)容。本次課程是液壓傳動的第一次課，難點是液壓傳動的基本概念；舉例應(yīng)簡單易懂，易于理解。對兩個重要概念的建立和理解對整個課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。重點是液壓傳動的基本理論。觀看錄像10分鐘。教師邊播放、邊講解，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察。使學(xué)生對液壓傳動有一初步的感性認識。本章開始，使學(xué)生對整章的學(xué)習(xí)方法有個大概的了解，提高學(xué)習(xí)效率。多媒體課件演示通過對機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)的分析使學(xué)生建立起壓力決定于負載的概念指出這是本章的重點：適當放慢速度，要求學(xué)生學(xué)會。重點內(nèi)容結(jié)合板書便于學(xué)生記筆記。加深理解和記憶。引導(dǎo)學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)下面的內(nèi)容，一邊學(xué)習(xí)，一邊自己找到答案。板書和多媒體課件結(jié)合講解，便于理解并深印象。通過對機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)的分析，先讓學(xué)生自己總結(jié)液壓傳動系統(tǒng)的組成，最后總結(jié)出結(jié)論，便于記憶。作業(yè)與預(yù)習(xí)布置作業(yè)：調(diào)查報告請在下列的專題中選擇一項，查閱相關(guān)資料并寫出讀書報告：1\液壓或氣動技術(shù)的發(fā)展趨勢；2\液壓或氣動技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用；3\國內(nèi)外最新液壓或氣動自動化設(shè)備。要求：至少閱讀5篇99年以后的文獻資料，并在上交時附上相應(yīng)的參考文獻或網(wǎng)址。閱讀報告的字數(shù)不得少于2000漢字。課后小結(jié)本次課程是液壓傳動的第一次課，難點是液壓傳動的基本概念；舉例應(yīng)簡單易懂，易于理解。對兩個重要概念的建立和理解對整個課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要1.液壓傳動中的液體壓力取決于負載2.流量決定速度

河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院_液壓傳動__課程教案授課題目第二講§2液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)§2-1液壓油、§2-2液體靜力學(xué)教具準備多媒體課件授課日期第3周（2）課時安排2學(xué)時目的與要求1、壓油的粘性概念、粘度表示方法；液壓油的粘溫關(guān)系2、液壓油的選用原則。3、液壓油的污染及控制4、液壓油的種類。5、液體靜力學(xué)公式。教學(xué)重點難點液壓油的粘性概念、粘度表示方法。液壓油的選用原則教學(xué)設(shè)計與時間安排方法及手段一、【復(fù)習(xí)提問】3分鐘1、液壓傳動的兩個重要概念1）液壓傳動中的液體壓力取決于負載2）流量決定速度。2、液壓系統(tǒng)的組成？二、【導(dǎo)入】4分鐘總結(jié)學(xué)生回答的問題。引入：液壓油是液壓傳動系統(tǒng)中的傳動介質(zhì)，而且還對液壓裝置的機構(gòu)、零件起這潤滑、冷卻和防銹作用。那么液壓油具有哪些性質(zhì)呢？三、【新課內(nèi)容及實踐】135分鐘液壓介質(zhì)的性能對液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)有很大影響，液壓傳動系統(tǒng)的壓力、溫度和流速在很大的范圍內(nèi)變化，因此液壓油的質(zhì)量優(yōu)劣直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能。故此，合理的選用液壓油也是很重要的。一、液壓油的物理特性1、密度ρρ=m/V[kg/m3]一般礦物油的密度為850~950kg/m32、重度γγ=G/V[N/m3]一般礦物油的重度為8400~9500N/m3因G=mg所以γ=G/V=ρg3、液體的可壓縮性當液體受壓力作用二體積減小的特性稱為液體的可壓縮性。體積壓縮系數(shù)β=-▽V/▽pV0體積彈性模量K=1/β4、流體的粘性液體在外力作用下流動時，由于液體分子間的內(nèi)聚力而產(chǎn)生一種阻礙液體分子之間進行相對運動的內(nèi)摩擦力，液體的這種產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)稱為液體的粘性。粘性所起的作用為阻滯流體內(nèi)部的相互滑動，在任何情況下它都只能延緩滑動的過程而不能消除這種滑動。粘性的大小可用粘度來衡量，粘度是選擇液壓用流體的主要指標，是影響流動流體的重要物理性質(zhì)。圖1-4液體的粘性示意圖當液體流動時，由于液體與固體壁面的附著力及流體本身的粘性使流體內(nèi)各處的速度大小不等，以流體沿如圖1-4所示的平行平板間的流動情況為例，設(shè)上平板以速度u0向右運動，下平板固定不動。緊貼于上平板上的流體粘附于上平板上，其速度與上平板相同。緊貼于下平板上的流體粘附于下平板圖1-4液體的粘性示意圖上，其速度為零。中間流體的速度按線性分布。我們把這種流動看成是許多無限薄的流體層在運動，當運動較快的流體層在運動較慢的流體層上滑過時，兩層間由于粘性就產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的作用。根據(jù)實際測定的數(shù)據(jù)所知，流體層間的內(nèi)摩擦力F與流體層的接觸面積A及流體層的相對流速du成正比，而與此二流體層間的距離dz成反比，即：F=μAdu/dz以τ=F/A表示切應(yīng)力，則有：τ＝μdu/dz(1-1)式中：μ為衡量流體粘性的比例系數(shù)，稱為絕對粘度或動力粘度；du/dz表示流體層間速度差異的程度，稱為速度梯度。流體的粘度通常有三種不同的測試單位。(1)絕對粘度μ。絕對粘度又稱動力粘度，它直接表示流體的粘性即內(nèi)摩擦力的大小。動力粘度μ在物理意義上講，是當速度梯度du/dz=1時，單位面積上的內(nèi)摩擦力的大小，即：(1-2)動力粘度的國際單位為牛頓·秒/米2，符號為N·s/m2，或為帕·秒，符號為Pa·s。(2)運動粘度ν。運動粘度是絕對粘度μ與密度ρ的比值：ν=μ/ρ(1-3)式中：ν為液體的動力粘度，m2/s；ρ為液體的密度，kg/m3。運動粘度的SI單位為米2/秒，m2/s。還可用CGS制單位：斯(托克斯)，St斯的單位太大，應(yīng)用不便，常用1%斯，即1厘斯來表示，符號為cSt，故：1cSt=10-2St=10-6m液體的運動粘度沒有明確的物理意義，但它在工程實際中經(jīng)常用到。因為它的單位只有長度和時間的量綱，類似于運動學(xué)的量，所以被稱為運動粘度。它的國際計量單位為m2/s，1m2/s=104St=106cSt我國液壓油的牌號就是用它在溫度為40℃時的運動粘度（厘斯）平均值來表示的。例如32號液壓油，就是指這種油在40℃時的運動粘度平均值為32mm2/s。(3)相對粘度。相對粘度是以相對于蒸餾水的粘性的大小來表示該液體的粘性的。(4)壓力對粘度的影響。在一般情況下，壓力對粘度的影響比較小，在工程中當壓力低于5MPa時，粘度值的變化很小，可以不考慮。(5)溫度對粘度的影響。液壓油粘度對溫度的變化是十分敏感的，當溫度升高時，其分子之間的內(nèi)聚力減小，粘度就隨之降低。提問：我們知道了液壓油的主要性質(zhì)，那么液壓系統(tǒng)對液壓油有那些具體要求呢?二、液壓系統(tǒng)對液壓油的要求液壓油是液壓傳動系統(tǒng)的重要組成部分，是用來傳遞能量的工作介質(zhì)。除了傳遞能量外，它還起著潤滑運動部件和保護金屬不被銹蝕的作用。液壓油的質(zhì)量及其各種性能將直接影響液壓系統(tǒng)的工作。從液壓系統(tǒng)使用油液的要求來看，有下面幾點：1.適宜的粘度和良好的粘溫性能一般液壓系統(tǒng)所用的液壓油其粘度范圍為：ν=11.5×10-6～35.3×10-6m2/s(2～5°E50)2.潤滑性能好在液壓傳動機械設(shè)備中，除液壓元件外，其他一些有相對滑動的零件也要用液壓油來潤滑，因此，液壓油應(yīng)具有良好的潤滑性能。為了改善液壓油的潤滑性能，可加入添加劑以增加其潤滑性能。3.良好的化學(xué)穩(wěn)定性即對熱、氧化、水解、相容都具有良好的穩(wěn)定性。4.對液壓裝置及相對運動的元件具有良好的潤滑性5.對金屬材料具有防銹性和防腐性6.比熱、熱傳導(dǎo)率大，熱膨脹系數(shù)小7.抗泡沫性好，抗乳化性好8.油液純凈，含雜質(zhì)量少9.流動點和凝固點低，閃點(明火能使油面上油蒸氣內(nèi)燃，但油本身不燃燒的溫度)和燃點高此外，對油液的無毒性、價格便宜等，也應(yīng)根據(jù)不同的情況有所要求。三、液壓介質(zhì)的種類(液壓油的分類)普通液壓油專用液壓油1、石油基液壓油抗磨液壓油高粘度指數(shù)液壓油合成液壓油——磷酸酯液壓油2、難燃液壓油水——乙二醇液壓油含水液壓油油包稅乳化液乳化液水包油乳化油1)石油基液壓油——這種液壓油是以石油的精煉物為基礎(chǔ)，加入各種為改進性能的添加劑而成。添加劑有抗氧添加劑、油性添加劑、抗磨添加劑等。不同工作條件要求具有不同性能的液壓油，不同品種的液壓油是由于精制程度不同和加入不同的添加劑而成。2)合成液壓油——磷酸脂液壓油是難燃液壓油之一。它的使用范圍寬，可達-54~135℃?？谷夹院茫趸捕ㄐ院蜐櫥远己芎?。缺點是與多種密封材料的相容性很差，有一定的毒性。3)—乙二醇液壓油這種液體由水、乙二醇和添加劑組成，而蒸餾水占35％~55％，因而抗燃性好。這種液體的凝固點低，達-50℃，粘度指數(shù)高（130~170），為牛頓流體。缺點是能使油漆涂料變軟。但對一般密封材料無影響。4)乳化液乳化液屬抗燃液壓油，它由水、基礎(chǔ)油和各種添加劑組成。分水包油乳化液和油包水乳化液，前者含水量達90％~95％，后者含水量大約40％。提問：我們知道了液壓系統(tǒng)對液壓油的要求，那么我們?nèi)绾芜x用液壓油呢？四、液壓油的選用正確而合理地選用液壓油，乃是保證液壓設(shè)備高效率正常運轉(zhuǎn)的前提。液壓油有很多品種，可根據(jù)不同的使用場合選用合適的品種，在品種確定的情況下，最主要考慮的是油液的粘度，其選擇考慮的因素如下。（1）液壓系統(tǒng)的工作壓力：工作壓力較高的系統(tǒng)宜選用粘度較高的液壓油，以減少泄露；反之便選用粘度較低的油。例如，當壓力p=7.0～20.0Mpa時，宜選用N46～N100的液壓油；當壓力p＜7.0Mpa時宜選用N32～N68的液壓油。（2）運動速度：執(zhí)行機構(gòu)運動速度較高時，為了減小液流的功率損失，宜選用粘度較低的液壓油。（3）液壓泵的類型：在液壓系統(tǒng)中，對液壓泵的潤滑要求苛刻，不同類型的泵對油的粘度有不同的要求，具體可參見有關(guān)資料。（4）工作環(huán)境溫度高時選用粘度較高的液壓油，減少容積損失?？偟膩碚f，應(yīng)盡量選用較好的液壓油，雖然初始成本要高些，但由于優(yōu)質(zhì)油使用壽命長，對元件損害小，所以從整個使用周期看，其經(jīng)濟性要比選用劣質(zhì)油好些。-提問：我們學(xué)習(xí)了選用液壓油，那么如何正確使用液壓油以延長其使用壽命，提高經(jīng)濟效益呢？五、液壓油的污染與保養(yǎng)液壓油是否清潔，不僅影響液壓系統(tǒng)的工作性能和液壓元件的使用壽命，而且直接關(guān)系到液壓系統(tǒng)是否能正常工作。液壓系統(tǒng)多數(shù)故障與液壓油受到污染有關(guān)，因此控制液壓油的污染是十分重要的。1、液壓油的污染液壓油使用一段時間后會受到污染，常使閥內(nèi)的閥芯卡死，并使油封加速磨耗及液壓缸內(nèi)壁磨損。造成液壓油污染的原因有三方面：1）污染：（1）外部侵入的污物；（2）外部生成的不純物2）惡化：液壓油的惡化速度與含水量、氣泡、壓力、油溫、金屬粉末等有關(guān)，其中以溫度影響最大，故液壓設(shè)備運轉(zhuǎn)時，須特別注意油溫之變化。3）泄漏：液壓設(shè)備因配管不良，油封破損是造成泄漏的原因，泄漏發(fā)生時空氣、水、塵埃便可輕易的侵入油中，故當泄漏發(fā)生時，必須立即加以排除。2、液壓油的保養(yǎng)液壓油經(jīng)長期使用，油質(zhì)必會惡化，一般皆用目視法判定油質(zhì)是否惡化，當油顏色混蝕并有異味時，須立即更換；保養(yǎng)方法有二種：一為定期更換（約為5000-20000小時），其次是使用過濾器定期過濾。也可采用在線監(jiān)控液壓油是否達到規(guī)定值，定期抽查液壓油。液壓油的粘度、酸值、水分及雜質(zhì)是確定液壓油是否更換的重要指標。提問：我們學(xué)習(xí)液壓油的性質(zhì)，那么液壓油在靜止或運動時具有哪些力學(xué)規(guī)律呢？我們首先研究液體在靜止狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律。第二節(jié)液體靜力學(xué)一、液體靜壓力：靜止液體在單位面積上所受的法向力稱為靜壓力。靜壓力在液壓傳動中簡稱壓力,在物理學(xué)中則稱為壓強。如何定義液體中某點的壓力？2.液體靜壓力有兩個重要特性:（1）液體靜壓力垂直于承壓面,其方向和該面的內(nèi)法線方向一致。這是由于液體質(zhì)點間的內(nèi)聚力很小,不能受拉只能受壓之故。為什么？（2）靜止液體內(nèi)任一點所受到的壓力在各個方向上都相等。為什么？如果某點受到的壓力在某個方向上不相等,那么液體就會流動,這就違背了液體靜止的條件。二、液體靜力學(xué)方程pdA=p0dA+γhdA故p=p0+γh(1)靜止液體中任一點的壓力均由兩部分組成，即液面上的表面壓力p0和液體自重而引起的對該點的壓力γh。(2)靜止液體內(nèi)的壓力隨液體距液面的深度變化呈線性規(guī)律分布，且在同一深度上各點的壓力相等，壓力相等的所有點組成的面為等壓面，很顯然，在重力作用下靜止液體的等壓面為一個平面。(3)可通過下述三種方式使液面產(chǎn)生壓力p0：三、壓力的表示方法及單位(1)絕對壓力＝大氣壓力+表壓力(2)表壓力＝絕對壓力-大氣壓力(3)真空度＝大氣壓力-絕對壓力壓力單位為帕斯卡，簡稱帕，符號為Pa，1Pa＝1N/m2。由于此單位很小，工程上使用不便，因此常采用它的倍單位兆帕，符號MPa。1Mpa=105Pa四、帕斯卡原理：在密封容器內(nèi)施加于靜止液體任一點的壓力將以等值傳到液體各點。這就是帕斯卡原理或靜壓傳遞原理。圖中是運用帕斯卡原理尋找推力和負載間關(guān)系的實例。圖中垂直、水平液壓缸截面積為A1、A2；活塞上負載為F1、F2。兩缸互相連通，構(gòu)成一個密閉容器，則按帕斯卡原理，缸內(nèi)壓力到處相等，p1=p2，于是F2＝F1.A2/A1，如果垂直液缸活塞上沒負載，則在略去活塞重量及其它阻力時，不論怎樣推動水平液壓缸活塞，不能在液體中形成壓力。F1=F2A1/A五、液壓靜壓力對固體壁面的作用力結(jié)論：作用在曲面上的液壓力在某一方向上的分力等于靜壓力與曲面在該方向投影面積的乘積四、【課內(nèi)小結(jié)】總結(jié)本次課的主要內(nèi)容。1）學(xué)會液壓油的粘性概念、粘度表示方法。2）學(xué)會液壓油的選用原則。3）學(xué)會液壓油的污染及控制4）知道液壓油的種類。5）學(xué)會液體靜力學(xué)公式。6）壓力的表示方法使學(xué)生積極回憶：液壓傳動的兩個重要概念，液壓傳動的兩個重要概念的建立和理解對整個課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。提示：液壓系統(tǒng)由五部分組成。強調(diào)：粘性所起的作用為阻滯流體內(nèi)部的相互滑動，在任何情況下它都只能延緩滑動的過程而不能消除這種滑動。公式講解一帶而過，不必細究，知道公式的出處即可。強調(diào)：重點學(xué)會液壓油的粘度，特別是運動粘度的概念。注意板書和多媒體課件相結(jié)合，提高教學(xué)效果。強調(diào)：學(xué)會液壓油牌號的定義，會解釋某種液壓油的牌號的含義。強調(diào)：普通液壓油屬于石油基液壓油，是以石油地精煉物未基礎(chǔ)，加入抗氧化或抗磨劑等混合而成的液壓油，不同性能、不同品種、不同精度則加入不同的添加劑。強調(diào)：學(xué)會液壓油選用最主要考慮的是油液的粘度。提示：關(guān)于液壓油的選用建議學(xué)生做筆記。作業(yè)與預(yù)習(xí)布置p322-112-132-15課后小結(jié)根據(jù)高職高專教育的特點：“理論以必須、夠用”為度。本次課程理論推導(dǎo)簡化、省略。注重應(yīng)用。河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院_液壓傳動__課程教案授課題目第三講§2-2液體動力學(xué)教具準備多媒體授課日期第三周（3）課時安排2教學(xué)目的與要求1、學(xué)會基本概念（重點：流動狀態(tài)、雷諾數(shù)）2、學(xué)會連續(xù)性方程3、學(xué)會伯努利方程及其物理意義教學(xué)重點難點1、流動狀態(tài)的判別、雷諾數(shù)2、伯努利方程及其物理意義教學(xué)設(shè)計與時間安排方法及手段一、【復(fù)習(xí)提問】1、粘度有幾種表示法?2、液壓油的牌號如何定義？3、液體靜力學(xué)方程公式和意義？二、【導(dǎo)入】1、更正、總結(jié)學(xué)生回答的問題。總結(jié)作業(yè)中的問題。導(dǎo)入：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了液壓油的性質(zhì)、液壓油的選用、液壓油的種類、液壓油的污染與保養(yǎng)及靜力學(xué)方程。那么液體在流動狀態(tài)下具有那些力學(xué)規(guī)律？三、【新課內(nèi)容及實踐】§2-2液體動力學(xué)在液壓傳動系統(tǒng)中，液壓油總是在不斷的流動中，因此要研究液體在外力作用下的運動規(guī)律及作用在流體上的力及這些力和流體運動特性之間的關(guān)系。本節(jié)主要討論三個基本方程式，即液流的連續(xù)性方程、柏努力方程和動量方程。它們是剛體力學(xué)中的質(zhì)量守恒、質(zhì)量守恒及動量守恒原理在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用。前兩個方程描述了壓力、流速與流量之間的關(guān)系，以及液體能量相互間的變換關(guān)系，后者描述了流動液體與固體壁面之間作用里的情況。液體是有粘性的，并在流動中表現(xiàn)出來，因此，在研究液體運動規(guī)律時，不但要考慮質(zhì)量力和壓力，還要考慮粘性摩擦力的影響。一、基本概念1)理想液體與定常流動理想液體就是指沒有粘性、不可壓縮的假想液體。液體在流動時，其p、v及不隨時間t變化，稱為定常流動或恒定流動。(a)恒定出流(b)非恒定出流2)跡線、流線、流束和通流截面3)流量和平均流速①流量：單位時間內(nèi)通過通流截面的液體的體積稱為流量，用q表示，流量的常用單位為升/分，L/min。②平均流速：在實際液體流動中，由于粘性摩擦力的作用，通流截面上流速u的分布規(guī)律難以確定，因此引入平均流速的概念，則平均流速為：v=q/A4）流動狀態(tài)、雷諾數(shù)實際液體具有粘性，是產(chǎn)生流動阻力的根本原因。然而流動狀態(tài)不同，則阻力大小也是不同的。所以先研究兩種不同的流動狀態(tài)。流動狀態(tài)——層流和紊流層流：在液體運動時，如果質(zhì)點沒有橫向脈動，不引起液體質(zhì)點混雜，而是層次分明，能夠維持安定的流束狀態(tài)，這種流動稱為層流紊流：如果液體流動時質(zhì)點具有脈動速度，引起流層間質(zhì)點相互錯雜交換，這種流動稱為紊流或湍流。雷諾數(shù)：Re=vd/表2-1常見液流管道的臨界雷諾數(shù)管道的材料與形狀Recr管道的材料與形狀Recr光滑的金屬圓管2000-2320帶槽裝的同心環(huán)狀縫隙700橡膠軟管1600-2000帶槽裝的偏心環(huán)狀縫隙400光滑的同心環(huán)狀縫隙1100圓柱形滑閥閥口260光滑的偏心環(huán)狀縫隙1000錐狀閥口20-100對于非閥截面的管道來說，Re可用下式計算：式中：Re為流截面的水力半徑，它等于也流的有效截面積A和它的濕周（有效截面的周界長度）x之比，即:由此得知：水力半徑大，表明流體與管壁的接觸少，同流能力強；水力半徑小，表明流體與管壁的接觸多，同流能力差，容易堵塞。二、連續(xù)性方程當液體在管道內(nèi)作穩(wěn)定流動時，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，管內(nèi)液體的質(zhì)量不會增多也不會減少，所以在單位時間內(nèi)流過每一截面的液體質(zhì)量必然相等。如圖所示，管道的兩個通流面積分別為A1、A2，液體流速分別為v1、v2，液體的密度為ρ，則ρv1A1=ρv2A2=常量即:v1A1=v2A2=Q＝常量或v1/v2=A2/A它說明在同一管路中無論通流面積怎么變化，只要沒有泄漏，液體通過任意截面的流量是相等的；同時還說明了在同一管路中通流面積大的地方液體流速小。通流面積小的地方則液體流速大；此外，當通流面積一定時，通過的液體流量越大，其流速也越大。三、伯努利方程能量守恒是自然界的客觀規(guī)律，流動液體也遵守能量守恒定律，這個規(guī)律是用伯努利方程的數(shù)學(xué)形式來表達的。伯努利方程是一個能量方程，掌握這一方程的物理意義是十分重要的。1、理想液體的伯努利方程為研究的方便，一般將液體作為沒有粘性摩擦力的理想液體來處理。P1+ρgZ1+ρu12/2=P2+ρgZ2+ρu22/2伯努利方程的物理意義為：在密封管道內(nèi)作定常流動的理想液體在任意一個通流斷面上具有三種形成的能量，即壓力能、勢能和動能。三種能量的總合是一個恒定的常量，而且三種能量之間是可以相互轉(zhuǎn)換的，即在不同的通流斷面上，同一種能量的值會是不同的，但各斷面上的總能量值都是相同的。2、實際液體的伯努利方程由于液體存在著粘性，其粘性力在起作用，并表示為對液體流動的阻力，實際液體的流動要克服這些阻力，表示為機械能的消耗和損失，因此，當液體流動時，液流的總能量或總比能在不斷地減少。所以，實際液體的伯努力方程為四、【課內(nèi)小結(jié)】本次課程主要介紹壓力的表示方法，液體動力學(xué)的基本概念及連續(xù)性原理。要求

1、學(xué)會壓力的表示方法：絕對壓力、相對壓力和真空度之間的關(guān)系、2、帕斯卡原理3、流動狀態(tài)、雷諾數(shù)4、連續(xù)性方程5、伯努利方程作業(yè)與預(yù)習(xí)布置預(yù)習(xí)下次課內(nèi)容：伯努利方程應(yīng)用P332-16課后小結(jié)根據(jù)高職高專教育的特點：“理論以必須、夠用”為度。本次課程理論推導(dǎo)簡化、省略。注重應(yīng)用。河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院_液壓傳動__課程教案授課題目第四講§2-2液體動力學(xué)教具準備多媒體授課日期第四周（1）課時安排2教學(xué)目的與要求1、學(xué)會伯努利方程的應(yīng)用。2、理解動量方程的含義。記住動量方程應(yīng)例題的結(jié)論。教學(xué)重點難點1、學(xué)會伯努利方程的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計與時間安排方法及手段一、【復(fù)習(xí)提問】1、壓力的表示方法2、連續(xù)性方程3、伯努利方程及其物理意義二、【導(dǎo)入】總結(jié)學(xué)生回答的問題。上次課我們學(xué)習(xí)了理想液體和實際液體的伯努利方程，那么伯努利方程在實際工作和生活中有哪些具體應(yīng)用呢？三、【新課內(nèi)容及實踐】3、伯努利方程應(yīng)用舉例例題1：油腔的真空度或泵允許的最大吸油高度如圖所示，設(shè)泵的吸油口比油箱液高h，取油箱液面I－I和泵進口處截面II-II列伯努利方程，并取截面I－I為基準水平面。泵吸油口真空度為：P1/γ+v12/2g=P2/γ+h+v22/2g+hwP1為油箱液面壓力，P2為泵吸油口的絕對壓力一般油箱液面與大氣相通，故p1為大氣壓力，即p1=pa；v2為泵吸油口的流速，一般可取吸油管流速；v1為油箱液面流速，由于v1<<v2，故v1可忽略不計；p2為泵吸油口的絕對壓力，hw為能量損失。據(jù)此，上式可簡化成Pa/γ=P2/γ+h+v22/2g+hw泵吸油口真空度為Pa-P2=γh+P2/2+γhw=γh+ρv2/2+ΔP由上式可知，在泵的進油口處有一定真空度，所謂吸油，實質(zhì)上是在油箱液面的大氣壓力作用下把油壓入泵內(nèi)的過程。由上式還可看出，泵吸油口的真空度由三部分組成：（1）產(chǎn)生一定流速所需的壓力；（2）把油液提升到高度h所需的壓力；（3）吸油管內(nèi)壓力損失。泵吸油口的真空度不能太大，即泵吸油口處的絕對壓力不能太低。當壓力低于大氣壓一定數(shù)值時，溶解于油中的空氣便分離出來形成氣泡,這種現(xiàn)象稱為氣穴。這時的絕對壓力稱為空氣分離壓pa。氣泡被帶進泵內(nèi)，在泵的壓油區(qū)遇到負載壓力，氣泡便破裂，在其破裂處，壓力和溫度急劇升高，引起強烈的沖擊和噪聲。而且氣泡破裂時所產(chǎn)生的高壓高溫還會腐蝕機件，縮短泵的壽命，這一現(xiàn)象稱為氣蝕。為避免產(chǎn)生氣蝕，必須限制真空度，其方法除了加大油管直徑等外，一般要限制泵的吸油高度h,允許的最大吸油高度計算式為:h￡（Pa-Pg)/γ-v22/2g-Dp/γ例題2：計算泵的出口壓力如圖所示，泵驅(qū)動液壓缸克服負載而運動。設(shè)液壓缸中心距泵出口處的高度為h，則可根據(jù)伯努利方程來確定泵的出口壓力。選取I-I，II-II截面列伯努利方程以截面I–I為基準面。則有P1/γ+v12/2g=P2/γ+v22/2g)+h+hw因此泵的出口壓力為P1=PL+(ρv12/2-ρv22/2)+γh+ΔP在液壓傳動中，油管中油液的流速一般不超過6m/s，而液壓缸中油液的流速更要低得多。因此計算出速度水頭產(chǎn)生的壓力和γh的值比缸的工作壓力低得多，故在管道中，這兩項可忽略不計。這時上式可簡化為P1=PL+ΔP通過以上兩例分析，可將應(yīng)用伯努利方程解決實際問題的一般方法歸納如下：1.選取適當?shù)幕鶞仕矫妫?.選取兩個計算截面；一個設(shè)在已知參數(shù)的斷面上，另一個設(shè)在所求參數(shù)的斷面上；3.按照液體流動方向列出伯努利方程；4.若未知數(shù)的數(shù)量多于方程數(shù)，則必須列出其他輔助方程，聯(lián)立求解。4、動量方程在管流中，任意取出被通流截面1、2，截面上的流速為v1、v2。該段液體在t時刻的動量為（mv)，于是有：SF＝D（mv)/t＝ρQ(v2－v1）上式即為液體穩(wěn)定流動時的動量方程。等式左邊為作用于控制體積上的全部外力之和，等式右邊為液體的動量變化率。上式表明：作用在液體控制體積上的外力總和等于單位時間內(nèi)流出與流入控制表面的液體動量之差例題：求液流作用在滑閥閥芯上的穩(wěn)態(tài)液動力兩圖中分別為液流流經(jīng)滑閥閥腔的兩種流動情況結(jié)論：液流通過閥口作用于滑閥的穩(wěn)態(tài)液動力，在方向上總是力圖使閥口關(guān)閉，其大小為：F=ρQvcosq四、【課內(nèi)小結(jié)】本次課程重點是伯努利方程的應(yīng)用。1、學(xué)會用伯努利方程解決實際問題的一般方法。2、記住動量方程應(yīng)例題的結(jié)論。作業(yè)與預(yù)習(xí)布置預(yù)習(xí)：壓力損失的計算

P332-17課后小結(jié)通過兩個例題講解伯努利方程的應(yīng)用，注意吃透伯努利方程的原理，并能靈活應(yīng)用。河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院_液壓傳動__課程教案授課題目第五講§2—4液體流動時的壓力損失§2—5小孔和縫隙的流量教具準備多媒體授課日期第四周（2）課時安排2教學(xué)目的與要求1、理解沿程壓力損失的計算；學(xué)會局部壓力損失的計算；學(xué)會系統(tǒng)內(nèi)的總壓力損失的計算。學(xué)會三種小孔的流量計算；理解環(huán)狀縫隙的流量。教學(xué)重點難點1、學(xué)會系統(tǒng)內(nèi)的總壓力損失的計算。2、學(xué)會三種小孔的流量計算；教學(xué)設(shè)計與時間安排方法及手段一、【復(fù)習(xí)提問】1、伯努利方程解決實際問題的一般方法？2、動量方程應(yīng)例題的結(jié)論是什么？二、【導(dǎo)入】總結(jié)學(xué)生回答的問題。實際液體在流動時會有能量損失，這個能量損失反應(yīng)為壓力損失，這就是實際液體伯努利方程中最后一項的意義。那么壓力損失如何計算？三、【新課內(nèi)容及實踐】壓力損失過大，將使功率消耗增加，油液發(fā)熱，泄漏增加，效率降低，液壓系統(tǒng)性能變壞。因此在液壓技術(shù)中正確估算壓力損失的大小，從而找到減少壓力損失的途徑。液壓系統(tǒng)中的壓力損失分為兩類：一是油液流經(jīng)直管時的壓力損失，稱為沿程壓力損失。這類壓力損失是由液體流動時的內(nèi)摩擦力引起的。二是油液流經(jīng)局部障礙時，由于液流的方向和速度突然變換，在局部區(qū)域形成漩渦，引起液體質(zhì)點相互撞擊和劇烈摩擦因而產(chǎn)生的壓力損失，這種損失稱為局部壓力損失一、沿程壓力損失油液在直管中流動的沿程壓力損失可用達西公式表示：ΔPλ=λ(l/d)(ρv2/2)