【正文】 銅川職業(yè)技術學院機電系 教師第一次課時授課計劃（首頁）授課對象：機電系 11級機制 專業(yè) 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動技術課 題 液壓傳動系統(tǒng)的工作原理與組成授課類型理論課 □ 實踐課 □ 討論課 □ 習題課 □ 其他 □授課學時2學時教學方法講授法 + 演示法+操作法教學準備 教案、PPT作業(yè)布置教學目的與要求 掌握液壓傳動的工作原理 掌握液壓傳動系統(tǒng)的組成教學重點難點重點：掌握液壓傳動系統(tǒng)的組成教學過程一、液壓傳動系統(tǒng)的工作原理 液壓傳動是以液體為工作介質，并以壓力能進行動力（或能量）傳遞、轉換與控制的液體傳動?，F(xiàn)以以圖1—1液壓千斤頂為例，說明液壓傳動系統(tǒng)的工作原理。 提起杠桿1，活塞3上升，小油缸2下腔的工作容積增大，形成局部真空，于是油箱8中的油液在大氣壓力的作用下，推開單向閥4進入油缸2的下腔（此時單向閥7關閉）；當壓下杠桿1時，活塞3下降，油缸2下腔的容積縮小，油液的壓力升高，打開單向閥7（此時單向閥4關閉），油缸2下腔的油液進入工作缸12的下腔（此時截止閥9關閉），使活塞11向上運動，將重物頂起一段距離。如此反復提壓杠桿1，就可以使重物不斷上升，達到頂起重物的目的。工作完畢，打開截止閥9，使大油缸12下腔的油液通過管路直接流回油箱，活塞11在外力和自重的作用下實現(xiàn)回程。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?。參考資料《液壓與氣壓傳動技術》 肖瓏 西安電子科技出版社出版社 .2008.《液壓與氣壓傳動》（第2版） 萬會雄 .教學后記 圖11 液壓千斤頂工作原理圖液壓傳動的基本工作原理如下：（1）液壓傳動的液體為傳遞能量的工作介質；（2）液壓傳動必須在密閉的系統(tǒng)中進行，且密封的容積必須發(fā)生變化；（3）液壓傳動系統(tǒng)使一種能量轉換裝置，而且有兩次能量轉換過程；（4）工作液體只能承受壓力，不能承受其它應力，所以這種傳動是通過靜壓力進行能量傳遞的。二、液壓傳動裝置的組成1. 機床工作臺液壓系統(tǒng)的工作過程 圖1—2為機床工作臺液壓系統(tǒng)示意圖。當液壓泵3由電動機驅動旋轉時，從油箱1經過過濾器2吸油。經換向閥7和管路11進入液壓缸9的左腔，推動活塞桿及工作臺10向右運動。液壓缸9右腔的油液經管路閥7和管路4排回油箱，通過扳動換向手柄切換閥7的閥芯，使之處于左端工作位置，則液壓缸活塞反向運動；切換閥7的閥芯工作位置，使其處于中間位置，則液壓缸9在任意位置停止運動。圖1—2機床工作臺液壓系統(tǒng)原理結構示意圖2. 液壓傳動裝置的組成 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)，應該由以下幾個主要部分組成：（1）動力元件 供給液壓系統(tǒng)壓力油，把原動機的機械能轉化成液壓能。常見的是液壓泵。（2）執(zhí)行元件 把液壓能轉換為機械能的裝置。其形式有做直線運動的液壓缸，有做旋轉運動的液壓馬達。（3）控制調節(jié)元件 完成對液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流動方向的控制和調節(jié)。這類元件主要包括各種液壓閥，如溢流閥、節(jié)流閥以及換向閥等。（4）輔助元件 輔助元件是指油箱、蓄能器、油管、管接頭、濾油器、壓力表以及流量計等。這些元件分別起散熱、儲油、蓄能、輸油、連接、過濾、測量壓力和測量流量等作用，以保證系統(tǒng)正常工作，是液壓傳動系統(tǒng)不可缺少的組成部分。（5）工作介質 它在液壓傳動及控制中起傳遞運動、動力及信號的作用，包括液壓油或其它合成液體，它直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能。液壓系統(tǒng)中各元件之間的關系如圖13所示：圖13液壓系統(tǒng)元件圖三、液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號 為了便于閱讀、分析、設計和繪制液壓系統(tǒng)，工程實際中，國內外都采用液壓元件的圖形符號來表示。按照規(guī)定，這些圖形符號只表示元件的功能，不表示元件的結構和參數(shù)，并以元件的靜止狀態(tài)或零位狀態(tài)來表示。若液壓元件無法用圖形符號表述時，仍允許采用半結構原理圖表示。我國制訂有液壓與氣動元件圖形符號標準GB/—1993《液壓氣動圖形符號》，在液壓系統(tǒng)設計中，要嚴格執(zhí)行這一標準。教師第二次課時授課計劃（首頁）授課對象：機電系 11級機制 專業(yè) 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動技術課 題 液壓傳動的特點 授課類型理論課 □ 實踐課 □ 討論課 □ 習題課 □ 其他 □授課學時1學時教學方法講授法 + 演示法+操作法教學準備教案、PPT 作業(yè)布置教學目的與要求目的：了解液壓傳動的特點教學重點難點重點： 液壓傳動與機械傳動、電氣傳動相比較的特點教學過程一、液壓傳動的優(yōu)點1. 液壓傳動的各種元件，可根據需要方便、靈活地布置；2. 單位功率的重量輕，體積小，傳動慣性小，反應速度快；3. 液壓傳動裝置的控制調節(jié)比較簡單，操縱方便、省力，可實現(xiàn)大范圍的無級調速（調速比可達2000），當機、電、液配合使用時，易于實現(xiàn)自動化工作循環(huán)；4. 能比較方便地實現(xiàn)系統(tǒng)的自動過載保護；5. 一般采用礦物油為工作介質，完成相對運動部件潤滑，能延長零部件使用壽命；參考資料《液壓與氣壓傳動技術》 肖瓏 西安電子科技出版社出版社 .2008.《液壓與氣壓傳動》（第2版） 萬會雄 .教學后記 二、液壓傳動的主要缺點1. 由于液體流動的阻力損失和泄漏較大，所以效率較低。如果處理不當，泄漏不僅污染場地，而且還可能引起火災和爆炸事故；2. 工作性能易受溫度變化的影響，因此不宜在很高的溫度或者很低的溫度條件下工作；3. 液壓元件的制造精度要求很高，因而價格較貴；4. 由于液體介質的泄露及可壓縮性，不能得到嚴格的定比傳動；液壓傳動出故障時不易找出原因，要求具有較高的使用和維護技術水平。5. 在高壓、高速、大流量的環(huán)境下，液壓元件和液壓系統(tǒng)的噪音較大。教師第3次課時授課計劃（首頁）授課對象：機電系 11級機制 專業(yè) 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動技術課 題 液壓系統(tǒng)的工作介質授課類型理論課 □ 實踐課 □ 討論課 □ 習題課 □ 其他 □授課學時6學時教學方法講授法 + 演示法+操作法教學準備 教案、PPT作業(yè)布置教學目的與要求 掌握液壓油的特性 掌握液壓油的類型、選擇和使用 了解液壓油的污染與防護教學重點難點重點：掌握液壓油的類型、選擇和使用 教學過程一、液壓油的特性（一）液壓油液的物理特性 1．密度和重度 單位體積液體的質量稱為密度，通常用符號“ρ”表示，即 ρ= m/V （21） 單位體積液體的重量稱為重度，通常用符號“γ”表示，即 γ= G/V （22）2．黏性和黏度（1）黏性 液體在外力作用下流動時，液體分子間互相吸引的內聚力阻礙其分子之間相對運動，而在液體內部產生一種內摩擦力的現(xiàn)象，稱為液體的黏性。但是，靜止液體不呈現(xiàn)黏性。黏性是液體的重要物理性質，也是選擇液壓油的主要依據之一。參考資料《液壓與氣壓傳動技術》 肖瓏 西安電子科技出版社出版社 .2008.《液壓與氣壓傳動》（第2版） 萬會雄 .教學后記 液體流動時，由于液體的黏性以及液體和固體壁面間的附著力，會使液體內部各液層間的流動速度大小不同。如圖21所示，兩平行平板間充滿液體，下平板固定，上平板以速度u0向右平移。由于黏性和附著力的作用，緊貼上平板表面的這層流體將與上平板以相同的速度u0向右運動，緊貼下平板表面的這層流體則保持不動，而中間各層流體的運動速度則根據它與下平板間的距離大小呈線性規(guī)律分布。這種流動可以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，兩流體層間由于黏性就產生內摩擦力的作用。根據實際測定的數(shù)據所知，相鄰兩流體層間的內摩擦力Ff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dy成反比，即：（2）黏度 液體黏性的大小用黏度來衡量。工程中黏度的表示方法有以下幾種： ①.動力黏度 液體的動力黏度又稱絕對黏度，它直接表示流體的黏性即內摩擦力的大小，用動符號“μ”表示。 動力黏度μ的物理意義上是：液體在單位速度梯度下流動時，單位面積上產生的內摩擦力。即：②.運動黏度 液體的運動黏度是其絕對黏度μ與密度ρ的比值，用符號“v”表示。即③.相對黏度 相對黏度又稱條件黏度。它是以相對于蒸餾水的黏性的大小來表示某種液體的黏度，并采用特定的黏度計在規(guī)定的條件下測得。由于測量條件不同，各國采用的相對黏度也有所不同。美國采用賽氏黏度，英國采用雷氏黏度，我國、德國和俄羅斯均采用恩氏黏度。恩氏黏度采用圖22所示的恩氏黏度計測定3．可壓縮性 液體因所受壓力增大而發(fā)生體積縮小的性質稱為液體的可壓縮性，用體積壓縮系數(shù)k表示。其物理意義是單位壓力變化下的液體體積相對變化量， 液體體積壓縮系數(shù)k的倒數(shù)稱為體積彈性模量K，即（二）黏度與壓力的關系 液體所受的壓力增加時，其分子間的距離將減小，其內聚力增加，黏度也隨之增大。液體的黏度與壓力的關系可表示為 由上式可知，對于液壓油，在中低壓液壓系統(tǒng)內，壓力變化很小，因而對黏度影響較小，可以忽略不計；當壓力較高（大于10MPa）或壓力變化較大時，則需要考慮壓力對黏度的影響。三）黏度與溫度的關系 黏度對溫度的變化是十分敏感的，當溫度升高時，液體分子間的內聚力減小，黏度就隨之降低，這一特性稱為黏溫特性。 不同種類的液壓油有不同的黏溫特性，圖23所示為幾種典型液壓油的黏溫特性曲線圖。 對于一般常用的液壓油，當運動粘度不超過76mm2/s，溫度在30～150℃范圍內時，可用下述近似公式計算其溫度為t℃的運動粘度，即二、液壓油的類型、選擇與使用1. 對液壓傳動工作介質的要求 在液壓傳動系統(tǒng)中，液壓油既是用來傳遞能量的工作介質，還起著潤滑運動部件和保護金屬不被銹蝕的作用，因此對其有較高的要求。具體要求大致可概括如下： （1）適宜的黏度和良好的黏溫性能 （2）良好的潤滑性能。 （3）良好的化學穩(wěn)定性。 （4）質地純凈、不含腐蝕性物質等雜質。（5）抗泡沫性和抗乳化性好，對金屬和密封件材料具有良好的相容性。（6）比熱容和熱傳導率大，熱膨脹系數(shù)小。（7）流動點和凝固點低，閃點和燃點高。（8）對人畜無害，價格低廉。（9）可濾性好，即液壓油液中的顆粒污染物容易通過濾網過濾，以保證較高的清潔度。2. 液壓油的類型 液壓油的品種很多，主要可分為三大類：礦油型、合成型和乳化型液壓油。 礦油型液壓油是以機械油為原料，經精煉后按需要加入適當添加劑而成的液壓油。這類液壓油在液壓系統(tǒng)中最常用，各項性能都優(yōu)于其他品種，潤滑性能好，但抗燃性較差。3．液壓油的選擇和使用面進行選用液壓油品種和黏度。（1）根據工作機械的不同要求選用 精密機械與一般機械對黏度要求不同。為了避免溫度升高而引起機件變形，影響工作精度，精密機械宜采用較低黏度的液壓油。例如機床的液壓伺服系統(tǒng)，為保證伺服機構動作靈敏性，宜采用黏度較低的液壓油。（2）根據液壓泵的類型選用 液壓泵的類型較多，如齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等，它是液壓系統(tǒng)的重要元件，在系統(tǒng)中它的運動速度、壓力和溫度都較高，工作時間又長，因而對黏度要求較嚴格，所以選擇黏度時應先考慮到液壓泵的類型。在一般情況下，可將液壓泵要求液壓油的黏度作為選擇液壓油的基準，如表23所示。表23 按液壓泵類型推薦選用的液壓油的黏度（3）根據液壓系統(tǒng)的工作壓力選用 通常，當工作壓力較高時，宜采用黏度較高的液壓油，以免系統(tǒng)泄漏過多，效率過低；當工作壓力較低時，宜采用黏度較低的液壓油，這樣可以減少壓力損失，如表24所示。（4）根據液壓系統(tǒng)的環(huán)境溫度選用 礦物油的黏度由于溫度的影響變化很大，為保證在工作溫度時有較適宜的黏度，還必須考慮周圍環(huán)境溫度的影響。當周圍溫度高時，宜采用黏度較高的液壓油；當周圍溫度低時，宜采用黏度較低的液壓油，如表24所示。表24 根據工作環(huán)境和使用工況選擇液壓油的品種（5）根據工作部件的運動速度選用 當液壓系統(tǒng)中工作部件的運動速度很高時，液壓油液的流速也高，液壓損失隨著增大，而泄漏相對減少，因此宜用黏度較低的液壓油液；反之，當液壓系統(tǒng)中工作部件的運動速度較低時，每分鐘所需的液壓油量很小，泄漏相對較大，對系統(tǒng)的運動速度影響也較大，所以宜選用黏度較高的液壓油液。三、液壓油的污染與防護 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，因此控制液壓油的污染是十分重要的。(1)液壓系統(tǒng)的管道及液壓元件內的型砂、切屑、磨料、焊渣、銹片、灰塵等污垢在系統(tǒng)使用前、沖洗時未被洗干凈，在液壓系統(tǒng)工作時，這些污垢就進入到液壓油里。(2)外界的灰塵、砂粒等，在液壓系統(tǒng)工作過程中