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液压传动与气动技术课程教案-液压辅助元件一、教学目标1. 让学生了解液压辅助元件的定义、作用和分类。
2. 使学生掌握液压辅助元件的结构、原理及应用。
3. 培养学生分析和解决液压系统问题的能力。
二、教学内容1. 液压辅助元件的定义和作用2. 液压辅助元件的分类3. 各类液压辅助元件的结构、原理及应用三、教学重点与难点1. 教学重点：液压辅助元件的定义、作用、分类和应用。
2. 教学难点：各类液压辅助元件的结构和原理。
四、教学方法1. 讲授法：讲解液压辅助元件的基本概念、分类和应用。
2. 案例分析法：分析实际液压系统中的应用实例，加深学生对液压辅助元件的理解。
3. 互动教学法：引导学生提问、讨论，提高学生的参与度和积极性。
五、教学准备1. 教材或教学资源：《液压传动与气动技术》相关章节。
2. 课件：液压辅助元件的图片、结构图和应用实例。
3. 实验设备：液压辅助元件的实物或模型。
4. 教学工具：黑板、粉笔、多媒体设备等。
【导入新课】简要回顾上一节课的内容，引导学生思考液压系统的组成部分及其功能。
提问：“在液压系统中，除了液压泵、液压缸、控制阀等主要元件外，还有哪些元件起着重要作用？”【讲授新课】1. 液压辅助元件的定义和作用讲解液压辅助元件的概念，引导学生理解其在液压系统中的作用。
2. 液压辅助元件的分类介绍液压辅助元件的分类，包括过滤器、油箱、冷却器、气压计等。
3. 各类液压辅助元件的结构、原理及应用分别讲解各类液压辅助元件的结构、原理及应用，结合实际案例进行分析。
【课堂互动】1. 学生提问、讨论：液压辅助元件在实际应用中的重要性。
2. 教师提问：如何选择合适的液压辅助元件？【课后作业】1. 复习本节课的内容，掌握液压辅助元件的定义、作用、分类及应用。
2. 分析实际液压系统中液压辅助元件的作用和选用原则。
【教学反思】六、教学内容1. 液压油的选择与维护2. 油箱的设计与功能3. 液压系统的过滤器及其作用4. 冷却器在液压系统中的应用5. 气压计的使用和维护七、教学重点与难点1. 教学重点：液压油的选择与维护、油箱的设计与功能、液压系统的过滤器及其作用、冷却器在液压系统中的应用、气压计的使用和维护。
液压辅助元件液压辅助元件是液压系统的重要组成部分，主要包括管件、密封件、过滤器、蓄能器、油箱、热交换器和压力表开关等。
液压辅助元件的正确选择和合理使用对保证液压系统的工作可靠性和稳定性具有非常重要的作用。
1、蓄能器蓄能器是液压系统中的储能元件，其主要功用有：①辅助动力源②应急动力源③系统保压④吸收冲击压力或脉动压力蓄能器主要有重锤式、弹簧式和充气式三类。
常用的是充气式蓄能器，它又可分为气瓶式、活塞式和气囊式3种。
充气式蓄能器应垂直安装，使油口向下；吸收冲击压力和脉动压力的蓄能器应尽可能安装在振源附近；蓄能器与管路系统之间应安装截止阀，供充气、检修时使用。
2、密封装置密封装置的功用在于防止液压元件和液压系统中油液的内泄漏和外泄漏，以保证建立起必要的工作压力，并防止外泄漏的油液污染环境，以及避免工作油液的浪费。
密封装置的密封方式有：间隙密封、密封件密封和组合密封。
对密封装置的要求是：①在一定的压力和温度范围内具有良好的密封性能；②运动件之间因密封装置而引起的摩擦力要小，摩擦系数要稳定；③抗腐蚀能力强，不易老化，寿命长，耐磨性好，磨损后能自动补偿；④结构简单，装拆方便，成本低。
过滤器的功用是过滤油液中的各种杂质，以保持工作油液的清洁，保证液压系统的正常工作。
过滤器按过滤精度不同，分为粗过滤器和精过滤器两种；按滤芯材料和结构形式的不同，可分为网式、线隙式、纸芯式、烧结式和磁性式等；按过滤方式不同可分为表面型、深度型和中间型过滤器三类。
对过滤器的要求：①具有较高的过滤性能，使过滤精度满足系统的要求；②能在较长的时间内保持足够的通流能力，即通油性能好；③过滤材料要有一定的强度，不致因压力油的作用而损坏；④滤芯抗腐蚀性能要好，能在规定的温度下持久地工作；⑤滤芯的清洗或更换要方便。
过滤器的安装位置有：液压泵的吸油路、液压泵的压油路、系统回油路、系统支路、重要元件之前和独立过滤系统。
4、油箱油箱在液压系统中的功用是储存油液，散发油液中的热量，分离油液中的气体和沉淀油液中的杂质等。
液压系统的辅助元件液压系统的辅助元件包括密封件、油管及管接头、滤油器、储能器、油箱及附件、热交换器。
辅助元件特点：（1）数量大（如油管及管接头）、（2）分布广（如密封件）、（3）影响大（如六油器、密封件）。
从液压系统工作原理来看，辅助元件只起辅助作用，但从保证系统完成任务方面看，却分常重要，选用不当会影响系统寿命、甚至无法工作。
一、密封件（在液压系统中起密封作用的元件）密封是防止工作介质泄漏和外界灰尘、异物入侵的主要方法内泄指元件内部各油腔间的泄漏，它会降低液压系统的容积效路、严重时使系统建立不起压力而无法工作。
外泄指油液泄漏于元件的外部、造成工作介质浪费并污染周围物件和环境，影响系统工作。
尘物入侵会引起或加剧元件磨损，加大泄漏。
1、密封的分类：1）按密封原理分：间隙密封和按触密封两大类。
间隙密封是利用运动件之间的微小间隙起密封作用。
如：泵、马达的柱塞与柱塞孔、阀体与阀芯之间的密封。
接住密封是靠密封件在装配时的予压缩力和工作时密封件在油压力作用发生弹性变形所产生的弹性按触力来实现，很广泛。
2）按触密封件的运动特性分：固定密封和动密封。
固定密封指用于固定件之间的密封，动密封指用于有相对运动的零件之间的密封。
2、常用的密封元件：常用的密封元件以其断形状命名，有O形、Y 形、小Y形、U形、J形、L形等，除O形外，其他均为唇形密封件，此外还有活塞环、密封垫、密封胶等其他密封件。
二、油管及管接头油管用来保证液压系统工作液体的循环和能量的传输，管接头把油与油管或油管与油管连接起来，构成管路系统。
它们应有足够的强度、良好的密封性、小的压力损失及拆装方便。
1、油管的种类（按材料分类）1）无缝钢管：耐油性、抗腐蚀交好，抗高压、变形小，应用于中高压系统。
有冷拔、热轧两种。
2）橡胶软管：分低压软管和高压软管（加有钢丝编制层350-400kg/cm）。
能吸收液压系统的冲击和振动，装配方便。
3）紫铜管：管壁光滑、阻力小，只适用于中、低压系统油路（小于50 kg/cm），通常只限于做仪表和控制装置的油管。
第六章液压辅助元件在液压系统中，蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等元件属于辅助元件，这些元件结构比较简单，功能也较单一，但对于液压系统的工作性能、噪声、温升、可靠性等，都有直接的影响。
因此应当对液压辅助元件，引起足够的重视。
在液压辅助元件中，大部分元件都已标准化，并有专业厂家生产，设计时选用即可。
只有油箱等少量非标准件，品种较少要求也有较大的差异，有时需要根据液压设备的要求自行设计。
第一节滤油器一、滤油器的作用及性能1．滤油器的作用在液压系统中，由于系统内的形成或系统外的侵入，液压油中难免会存在这样或那样的污染物，这些污染物的颗粒不仅会加速液压元件的磨损，而且会堵塞阀件的小孔，卡住阀芯，划伤密封件，使液压阀失灵，系统产生故障。
因此，必须对液压油中的杂质和污染物的颗粒进行清理，目前，控制液压油洁净程度的最有效方法就是采用滤油器。
滤油器的主要功用就是对液压油进行过滤，控制油的洁净程度2．滤油器的性能指标滤油器的主要性能指标主要有过滤精度、通流能力、压力损失等，其中过滤精度为主要指标。
(1）过滤精度滤油器的工作原理是用具有一定尺寸过滤孔的滤芯对污物进行过滤。
过滤精度就是指，滤油器从液压油中所过滤掉的杂质颗粒的最大尺寸（以污物颗粒平均直径d表示）。
目前所使用的滤油器，按过滤精度可分为四级：粗滤油器（d≥0.1mm）、普通滤油器（d≥0.01mm）、精滤油器（d≥0.001mm）和特精滤油器（d≥0.0001mm）。
过滤精度选用的原则是：使所过滤污物颗粒的尺寸要小于液压元件密封间隙尺寸的一半。
系统压力越高，液压件内相对运动零件的配合间隙越小，因此，需要的滤油器的过滤精度也就越高。
液压系统的过滤精度主要取决于系统的压力。
表6-1为过路精度选择推荐值。
表6-1滤油器过滤精度推荐值系统类型润滑系统传动系统伺服系统压力/MPa0~2.5144<p<21>2121过滤精度mm10025~5025105（2）通流能力滤油器的通流能力一般用额定流量表示，它与滤油器滤芯的过滤面积成正比。
液压辅助元件一、填空题1、过滤器的主要作用是（净化油液）。
2、常用的密封方法有（非接触式）密封和（接触式）密封。
间隙密封适用于（非接触式）密封。
3、油箱的作用是（储存油液）、（散热）和（沉淀污物）。
4、按滤芯材料和结构形式不同，过滤器有（网式）、（线隙式）、（纸芯式）和（烧结式）等几种形式。
5、蓄能器按照结构可分为（活塞式）和（气囊式）蓄能器。
二、判断题1、过滤器的滤孔尺寸越大，精度越高。
（×）2、一个压力计可以通过压力计开关测量多处的压力。
（√）3、纸芯式过滤器比烧结式过滤器耐压。
（×）4、某液压系统的工作压力是14MPa，可选用量程为16MPa的压力计来测压。
（×）5、油箱只要与大气相通，无论温度高低，均不需要设置加热装置。
(× )三、选择题1、（ A ）管接头适用于中、低场合。
A.扩口式B.焊接式C.卡套式2、当环境温度降低时，应对油箱中的油液进行（A ）。
A.加热B.冷却C.稀释3、为使液压系统油液保持清洁，应采用（ C ）。
A.带盖的油箱B.净化过的油液C.过滤器4、有相对运动的元件一般采用（ C ）连接。
A.钢管B.铜管C.软管四、问答题1、液压系统中常见的辅助装置有哪些？各起什么作用？2、常用的油管有哪几种？各有什么特点？它们的适用范围有何不同？3、常用的管接头有哪几种？他们各适用于那些场合？4、安装Y形密封圈时应注意什么问题？5、安装O形密封圈时,为什么要在其侧面安放一个或两个挡圈？6、过滤器按精度分为哪些种类？绘图说明过滤器一般安装在液压系统中的什么位置？1、（1）油管和管接头：连接液压元件，传送工作介质。
（2）过滤器：净化油液，控制有的洁净程度。
（3）蓄能器：储存压力能，需要时予以释放。
（4）油箱：储存油液，散热、沉淀油液中的污物。
（5）密封装置：防止液压油的内泄和外漏，建立工作压力。
第七章液压基本回路一、填空题：1.液压基本回路是由某些液压元件组成的，用来完成（特定功能）的回路，按其功用不同，可分为（压力控制）回路、（速度控制）回路和（方向控制）回路。
2.在进油节油调速回路中，当节流阀的通流面积调定后，速度随负载的增大而（减小）3.在容积调速回路中，随着负载的增加，液压泵和液压马达的泄漏（增大），于是速度发生变化。
4.液压泵的卸荷有（流量）卸荷和（压力）卸荷两种方式。
5.在定量泵供油的系统中，用（节流阀）实现对执行元件的速度控制，这种回路称为（节流调速）回路。
二、判断题：1单向阀不只是作为单向阀使用在不同场合可以有不同的用途（√）2高压大流量液压系统采用电磁转向阀实现主油路转向（×）3容积调速回路中其主油路中的溢流阀起安全保护作用（√）4采用顺序阀的顺序动作回路中其顺序阀的调整压力应比先动作液压缸的最大工作压力低。
（×）5在定量泵与变量马达组成的容积调速回路中其转矩恒定不变（×）6同步回路可以使两个以上液压缸在运动中保持位置同步或速度同步（√）三、选择题：1在用节流阀的旁油路节流调速回路中,其液压缸速度（ B ）随A负载增大而增加 B随负载减少而增加 C不随负载变化2（ B ）节流调速回路可承受负值负载A进油路 B回油路 C旁油路3顺序动作回路可用（ C ）来实现A减压阀 B溢流阀 C顺序阀4要实现快速运动可采用（ A ）回路A差动连接 B调速阀调速 C大流量泵供油5为使减压回路可靠地工作,其最高调整压力应（ B ）系统压力A大于 B小于 C等于四、作图并回答：1、（1）请用一定量泵、一个油箱、一个先导式溢流阀、两个调速阀、一个二位二通阀和一个中位机能是“Ｏ”型的三位四通电磁换向阀组成调速回路，实现工进1→工进2→快退→停止的工作要求。
（2）写出此回路实现四个动作的完整的回路工作状态(即实现各个动作的进油路和回油路)。
2. 卸荷回路的作用是什么？画出两种卸荷回路。
（要求：画出液压系统原理图）1、（1）（2）一工进：油箱→液压泵→换向阀左位→调速阀A→二位二通阀左位→液压缸左腔回油路：液压缸右腔→三位四通阀左位→油箱二工进：油箱→液压泵→三位四通阀左位→调速阀A→调速阀B→液压缸左腔回油路：液压缸右腔→三位四通阀左位→油箱液压缸退回：进油路：油箱→液压泵→换向阀右位→液压缸右腔回油路：液压缸左腔→单向阀→三位四通换向阀右位→油箱2、答：卸荷回路指的是在液压泵不停止转动时,让其输出的流量在很低的压力下直接流回油箱或者以最小的流量(仅维持泄漏)排出液压油的回路。
五、分析计算题：1、如图为一个压力分级调压回路,回路中有关阀的压力值已调好,试问:(1)该回路能够实现多少压力级？(2)每个压力级的压力值是多少？是如何实现的？请分别回答并说明。
本回路用3个二位二通电磁阀串联，每一个阀都并联一个溢流阀，各溢流阀是按几何级数来调整压力的，即每一个溢流阀的调定压力为前一级溢流阀的2倍。
图为系统卸荷状态。
若电磁阀A切换，系统压力为2MPa，其余类推。
换向阀动作系统压力（Mpa）共可得从0至3.5MPa，级差为0.5MPa的8级压力A B C组合，见附表（“0”代表断电，“1”代表通电）0 0 0 00 0 1 0.50 1 0 1.00 1 1 1.51 0 0 2.01 0 1 2.51 1 0 3.01 1 1 3.52、（1）、请写出图示回路完整的进油路和回油路（包括换向阀2分别处于左位和右位时整个回路的工作状态）。
（2）、若液压缸的输入流量为12L/min，液压缸的有效工作面积为100cm2,不计其它损失，试问液压缸快进时的工作速度为多少？（1）初始时，2处于右位：快进：进油路：油箱→液压泵→二位二通阀2右位→液压缸3左腔回油路：液压缸右腔→二位二通阀4下位→二位二通阀2右位→油箱当4处于右位，即工进：进油路：油箱→液压泵→二位二通阀2右位→液压缸3左腔 回油路：液压缸右腔→调速阀6→二位二通阀2右位→油箱 2处于左位，即液压缸退回： 进油路：油箱→液压泵→二位二通阀2左位→单向阀5→液压缸3右腔 回油路：液压缸左腔→二位二通阀2左位→油箱 （2） 快进时：s m ms m A q v /02.010100/60/10122433=⨯⨯==-- 3、如图，回路为实现两种进给速度的回路，请写出此回路完整的进油路与回油路。
（包括第一次工进进油路；第一次工进回油路；第二次工进进油路，第二次工 进回油路；液压缸退回）一工进：油箱→液压泵→换向阀左位→调速阀A→二位二通阀左位→液压缸左腔回油路：液压缸右腔→三位四通阀左位→油箱二工进：油箱→液压泵→三位四通阀左位→调速阀A→调速阀B→液压缸左腔回油路：液压缸右腔→三位四通阀左位→油箱液压缸退回：进油路：油箱→液压泵→换向阀右位→液压缸右腔回油路：液压缸左腔→单向阀→三位四通换向阀右位→油箱4、一夹紧油路如图所示，若溢流阀的调整压力p1＝6MPa，减压阀的调整压力p2＝3MPa，试分析夹紧缸活塞空载时A，B两点的压力各为多少？减压阀的阀芯处于什么状态？夹紧时活塞停止运动后，A,B两点压力又各为多少？减压阀阀芯又处于什么状态？（忽略活塞运动时的摩擦力，惯性力，管路和流过溢流阀损失）当回路中的二位二通电磁阀处于图示状态时，在活塞为空载的运动期间，B点压力为0，这时减压阀中的先导阀关闭，主阀芯处于开口最大位置，A点压力也为0。
夹紧时，活塞停止运动，B点压力升高到减压阀的调整压力3MPa，并保持此压力不变。
这时减压阀中的先导阀打开，主阀芯开口很小。
A点压力为溢流阀的调整压力6MPa。
5、图示为一顺序动作控制回路，可实现“快进—一工进一二工进一快退一停止”顺序动作，说明系统是如何实现上述循环动作的，并列出电磁铁动作表（通电“＋”，失电“－”）。
(1)快进时情况：电磁铁1DT和3DT 通电，相应电磁换向阀处左工位，压力油经阀1左入液压缸无杆腔，有杆腔排出油液经阀1左位和阀2左位回油箱。
(2)一工进情况；电磁铁3DT 断电，阀2处图示位置，有杆腔排油经节流阀4回油箱，其他同快进。
(3)二工进情况：电磁铁4DT 通电，排出油液经节流阀3回油箱，其他同快进。
(4)快退情况；电磁铁2DT 和3DT 通电，阀1处右工位，阀2处左工位，可快速退回。
快退＋＋停止6、如图所示为二级减压回路，说明阀1、2、3调定压力的大小顺序，在图示位置时，支路压力由哪个阀调定？顺序为P3>P1>P2，在图示位置时，支路压力由阀1调定。
8、下图为专用铣床液压系统的原理图，其中液压系统中的夹紧缸和工作缸能实现原理图中所示的工作循环，请解答以下三点：（1）请说出液压系统原理图中标号液压元件的名称：（7分）1：2：3：4：6：7：8：（2）填写电磁铁动作顺序表：（5分）（3）回答问题：（5分）（a）夹紧缸为什么采用失电夹紧？（b）工作缸的快进时的调速回路属于何种形式？（1）1：减压阀；2：单向阀；3：二位四通电磁换向阀；4：压力继电器；6：调速阀；7：三位四通电磁换向阀；8：溢流阀。
（2）（3）回答问题：（a）答：为了避免工作时因突然停电导致工件被松开，此处应采用失电夹紧方式，以增加安全可靠性。
（b）答：差动连接的快速回路9、下图所示的液压系统，该图能实现快进→Ⅰ工进→Ⅱ工进→快退→停止并卸荷的工作循环,Ⅰ工进比Ⅱ工进速度快，仔细阅读并回答以下问题：（1）写出序号为2、3、5、6、的液压元件名称（2）写出:①1YA﹣，2YA﹢，3YA－，4YA- 时进油路线和回油路线，并指出为哪一种工况；②1YA﹣，2YA -，3YA﹢, 4YA- 时进油路线和回油路线，并指出为哪一种工况。
（3）回答该系统包含哪些基本回路,基本回路中有哪些阀组成。
(至少写出3个)㈠液压元件名称：2—先导式溢流阀 3—二位三通电磁换向阀5--二位二通电磁换向阀 6--调速阀㈡写出油路1YA﹣，2YA﹢，3YA－，4YA- 时：进油路：泵1 →阀3的右位→液压缸的左腔回油路：液压缸的右腔→阀4的右位→阀3的右位→液压缸的左腔实现差动连接，完成快进①1YA﹣，2YA -，3YA﹢, 4YA- 时：进油路：泵1 →阀3的右位→液压缸的左腔回油路：液压缸的右腔→阀4的左位→阀6 →阀7 →油箱完成二工进㈢.该系统包含以下基本回路（5分）①卸荷回路：由泵1；先导式溢流阀2和二位二通电磁换向阀8组成②差动快速：由泵1；二位三通电磁换向阀3、二位三通电磁换向阀4和液压缸组成③回油节流调速：由泵1；阀6或阀7和液压缸组成两种工进速度换接回路：由泵1；调速阀6、7；二位二通电磁换向阀5和液压缸组成10、如图示该液压系统能实现快进→工进→快退→停止→泵卸荷的工作要求，完成以下要求：1）完成电磁铁动作顺序表（通电用“+”，断电用“-”）2）标出每个液压元件的名称1、定量泵；2、二位二通电磁换向阀；3、三位四通电磁换向阀；4、三位四通电磁换向阀；5、调速阀；6、双作用单活塞杆液压缸电磁1YA 2YA 3YA 4YA 5YA铁动作顺序快进+ + + Ⅰ工进+ + Ⅱ工进+ + +。
