《液压系统安装与调试》教案项目1 认识液压传动系统.docx

1、液压系统安装与调试教案项目1 认识液压传动系统项目一 认识液压传动系统1、教学目标 了解液压传动的基本概念。掌握液压传动的工作原理。了解液压传动的优缺点及应用。二、课时分配本章共3个任务，本章安排9课时。三、教学重点通过本章的学习，能正确选择液压油的牌号、正确合理使用液压油并学会液压设备的换油和维护保养。四、教学难点认识液压千斤顶的组成。学会使用手动分离式液压千斤顶。学会液压千斤顶的拆装。五、课后作业完成课后习题。6、教学过程和组织任务一 液压传动基础知识知识储备一、液压传动原理液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出

2、的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。1组成液压千斤顶由手动柱塞液压泵（杠杆、泵体、小活塞）和液压缸（大活塞、缸体）组成。2泵吸油过程向上提起杠杆，小活塞带动上行，泵体中工作容积增多，形成了部分真空，在大气压的作用下，油箱中的油液经油管打开单向阀并流入泵体中。3泵压油和重

3、物举升过程压下杠杆，带动小活塞下移，泵体中工作容积减小，便把其中的油液挤出，推开单向阀，油液经油管进入液压缸。液压缸也是一个密封的工作容积，进入的油液因受挤压而产生的作用力就会推动大活塞上升，并将重物顶起做功。4重物落下过程需要大活塞下移时，将放油阀开启，在重物自重的作用下，液压缸的油液流回油箱，大活塞下降到原位。5工作原理以油液作为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部的压力来传递动力。二、液压传动系统的组成液压千斤顶是一种简单的液压传动装置。下面分析一种驱动工作台的液压传动系统。如图所示，它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、

4、接头组成。工作原理如下：液压泵由电动机驱动后，从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵，在泵腔中从入口低压到泵出口高压，在图所示状态下，通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞使工作台向右移动。这时，液压缸右腔的油液经换向阀和回油管6排回油箱。从上面例子可以看出液压传动系统主要由五部分组成：（1）动力部分：将原动机的机械能转换为油液的压力能（液压能）。（2）执行部分：将液压泵输入的压力能转换为带动工作机构的机械能。（3）控制部分：用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向。（4）辅助部分：将前面三部分连接在一起，组成一个系统，起贮油、过滤、测量和密封等作用，保证系统正常工作。（5）传动介质

5、:系统中传递能量的流体。三、液压元件的图形符号图所示的是一种半结构式液压系统的工作原理图，它有直观性强、容易理解的优点，当液压系统发生故障时，根据原理图检查十分方便，但图形比较复杂，绘制比较麻烦。采用图形符号来代表各液压元件，绘制液压系统原理图既方便又清晰四、液压装置概述如图所示，本实训装置是在亚龙YL381C型PLC控制的液压气动实训装置的基础上，采用双台合并的设计方式，将两个单面实训台合并在一起，由一面液压和一面气动组成，采用敞开式结构的操作板，用带有快速接头的连接管连接元件，提高了设备空间的利用率。液压实训装置，由液压元件部分、电气控制部分及实训台架等组成，电气部分主要由PLC模块、继电

6、器模块、电源模块、按钮模块等部分组成。实训台主体框架采用铝木结构组装完成，台架重量较轻且安装了万向轮，可方便实训台的移动。台架分上下两层结构，上面可放置电气模块，下面是实训屏，实训屏采用带槽铝合金结构，方便各气动元件的安装和拆卸，可以根据实验需要在实训屏上任意搭建液压回路，组成具有一定功能的气液压系统。实训台采用模块式结构，便于组合与扩展，提高了设备空间的利用率。1液压传动系统液压传动系统的工作原理是利用液压泵将电动机、内燃机或其他原动机输出的机械能转变为油液的压力能，然后在控制元件的控制及辅助元件的配合下，利用执行元件把油液的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外做功。具体功能为：

7、液压元件的性能测试。该系统可以对目前市场上的方向、压力、流量及逻辑四大类液压元件进行综合静动态测试。主要测试参数为：压力P(MPa)、流量Q(Lmin)、时间T(sec)。该系统所测试的液压元件如下：向阀：单向阀、二位三通电磁换向阀（常开）、二位三通电磁换向阀（常闭）、二位五通电磁换向阀、二位四通手动换向阀、三位四通手动换向阀、三位四通电磁换向阀、行程阀。压力阀：溢流阀、顺序阀、减压阀等。流量阀：节流阀、调速阀、单向节流阀等。2电气控制系统图所示实训台的电气控制部分包括：电源模块、泵站模块、PLC模块、按钮模块和继电器模块。（1）电源模块。（2）按钮和继电器模块。本模块提供两组独立的中间继电器

8、和一组时间继电器。任务实施一、训练内容在实训教师的指导下，仔细观察实训设备，认识和了解各部分结构组成；做好设备使用前的准备工作；使用设备；设备使用后正确维护保养。二、训练设备YL381C型液压气动实训装置1台组。三、训练步骤Step 1开机前准备。（1）本设备动力源装置为液压泵站。（2）接入电源，本试验台：强电AC 220V;弱电DC 24V。（3）本试验台接口很多，开机前必须观察有无开放接口存在；若有，必须用快速接头与防尘帽旋紧。Step 2操作顺序。（1）接好回路，打开电源，启动液压泵站。通过溢流阀缓慢将压力调至0.3MPa。之后操作根据试验的实际需要分别调至所需压力。（2）组合试验回路。

9、在组合不同试验回路时必须注意与分油块连接的接口。注意：未接管的接口要用快速接头与防尘帽盖上，以免开机后油乱喷。Step 3试验结束。（1）切断电源，收回所组合回路的油管。（2）擦拭工作台面，并将工件表面擦干净。Step 4电气操作。首先将系统的电源插头接到交流380V三相电源上，给系统供电。此时系统得电，处于待机状态。等实训的回路接好并检查完毕后，启动泵站，根据实际回路，调节溢流阀，将系统的压力调节到额定压力，然后按下红色“直流电源”按钮，根据液压回路的动作顺序和所搭建的电气控制回路的控制原理，按下控制按钮。实训完毕后，先将溢流阀调为零，再按下红色“电源”按钮，系统停机，最后将系统电源线和气泵

10、电源线从电源插座上拔下，切除电源。四、注意事项（1）电源模块的工作电压是220V，在做实验的过程中，请务必注意人身安全。（2）该实验系列练习使用的液压缸元件以及电气装置，均采用超低电压DC 24V，在做系列练习时，不允许操作人员在较高电压的装置上工作，更不允许带电操作。（3）在通常情况下，使用液压元件做实验时不会有特殊的危险，尽管如此所有的布管工作不可以带压操作，要求关闭泵站再操作。（4）限位元件不应放在动作杆的对面，而应使其侧面与杆接触。（5）在确保元件和快速接头锁定的情况下才可使用，有压力油时不可从快速接头把油管脱掉，小心高压油打伤眼睛。（6）当接通泵站时，油缸有可能会出现不由自主的运动，

11、不要接触任何运动的部件（活塞杆、换向凸轮）。小心手指在限位开关和换向凸轮之间夹伤。（7）不得使用超过限制的工作压力。（8）要按要求接好回路，检查无误后才能启动电力。（9）实验完成后拔快速接头时要一手按住元件卡环，一手紧紧握住油管末端，然后拔掉油管。（10）要严格遵守各项安全操作规程。五、观摩教学1实验台元件了解了解实验台上元件和模拟机床工作台液压系统实验所需的元件。2实验台原理了解（1）压力的建立和调压。（2）缸的运动方向的控制与换向。3机床工作台模拟液压系统动作按照液压系统工作原理图，将所需元件布置在实验台面板上，用油管连接。检查无误后，调松溢流阀，打开电源开关。启动液压泵，调溢流阀、操作换

12、向阀，改变液压缸的方向；改变节流阀，控制液压缸的运动速度。任务二 液压油的识别与选用知识储备液压传动是以液压油（通常为矿物油）作为工作介质来传递动力和信号的。因此液压油质量（物理、化学性能）的优劣，尤其是力学性能对液压系统工作的压力很大。一、液压油的基本性能（一）液压油密度单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为V、质量为m的液体的密度为：矿物型液压油的密度是随温度和压力变化而变化的，但其变动值很小，可认为其为常数，一般矿物油系液压油在20时密度为850900kg/m3左右。（二）液压油可压缩性液体受压力作用而发生体积变化的性质称为液体的可压缩性。液体的可压缩性可用体积压缩系数表示。液体体积压

13、缩系数的倒数，称为液体的体积弹性模量，以K表示：液压油的体积弹性模量和温度、压力以及含在油液中的空气有关。一般在分析时取K=（1.42）103MPa。（三）液压油黏性1黏性的概念液体在外力作用流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的黏性。液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现出黏性，静止液体是不呈现黏性的。为比例常数，有时称为黏性系数或黏度。以表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，则：2黏度液体的黏性大小可用黏度来表示。黏度的表示方法有动力黏度、运动黏度、相对黏度。（1）动力黏度：式中为由液体种类和温度决定的比例系数，它是表征液体黏性的

14、内摩擦系数。如果用它来表示液体黏度的大小，就称为动力黏度，或称绝对黏度。动力黏度的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。动力黏度的单位为Pas（帕秒，Ns/m2）。在CGS中，的单位为P（泊，dynes/cm2）。单位换算关系为：（2）运动黏度：液体的动力黏度与其密度的比值，称为液体的运动黏度，即：在SI中，运动黏度的单位为m2/s。在CGS中，单位为St（斯）。单位换算关系为：就物理意义来说，不是一个黏度的量，但习惯上常用它来标志液体黏度，液压油液的黏度等级是以40时运动黏度（以mm2/s计）的中心值来划分的。运动黏度并不是一个黏度的量，但习惯上用它来标志液体的黏度

15、：温度40时，用运动黏度平均值的厘斯值规定。如：20号油指40时，国家新牌号：LHM32指40时，（3）相对黏度：又称条件黏度，它是按一定的测量条件制订的。根据测量的方法不同，可分为恩氏黏度E、赛氏黏度SSU、雷氏黏度Re等。我国和德国等国家采用恩氏黏度。恩氏黏度是在某一特定温度下，将200cm3被测油液在自重作用下流经2.8mm的小孔所需的时间t1，与20时同体积蒸馏水流过该小孔所需时间t2之比： t1:200mL油在温度t时通过2.8mm小孔的时间。t2:200mL水在温度20时流过小孔的时间。恩氏黏度与运动黏度（mm2/s）的换算：随着温度的升高，黏度减小；随着压力的增大，黏度增大。3黏度的影响因素液体的黏度随液体的压力和温度而变。对液压油来说，压力增大时，黏度增大，但影响很小，通常忽略不计。（四）其他性能1物理性质比热容（单位质量的物质作单位温度变化时所需要的热量）、导热系数、流动点（比凝固点低2.5的温度叫做流动点）与凝固点、闪点（明火能使油面上油蒸气闪燃，