空气管路教案(9~16学时)

列车管路系统液压传动技术基础第9~10学时复习引入流体的特征及流体传动的种类：粘性；密度；可压缩性；其他性质。液压传动工作介质的性质：1、液体静力学基础；2、静液压方程表达式；3、掌握压力的表示方式；4、液体动力学基础；复习引入静压力基本方程式液体静力学在重力作用下的静止液体，其受力情况如图则Ａ点所受的压力为式中，g为重力加速度，此表达式即为液体静压力的基本方程。压力的表示方法及单位液体静力学压力的表示法绝对压力相对压力（表压力）绝对压力=相对压力+大气压力绝对压力小于大气压时,负相对压力数值部分叫做真空度。真空度=大气压-绝对压力=-(绝对压力-大气压)法定压力(ISO)单位称为帕斯卡(帕)，符号为，工程上常用兆帕这个单位来表示压力，工程上采用工程大气压，也采用水柱高或汞柱高度等，在液压技术中，目前还采用的压力单位有巴，符号为。1帕斯卡原理液体静力学在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到各点这就是静压传递原理或称帕斯卡原理。液压系统中的压力是由外界负载决定的。液体动力学的概念常用术语液体动力学理想液体、定常流动、一维流动、流线、流束、通流截面、流量、平均流速等。§3液压元件知识要点：1、常用动力元件的结构及工作原理；2、了解容积式液压泵的结构及特点；新课提纲§3-1液压泵一、液压泵第三章液压元件§3-1液压泵一、液压泵的主要参数第三章液压元件（1）压力1）工作压力液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。2）额定压力液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。3）最高允许压力在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力植，称为液压泵的最高允许压力。（2）排量和流量1）排量V液压泵每转一周，由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵的排量。排量可以调节的液压泵称为变量泵；排量不可以调节的液压泵则称为定量泵。2）理论流量理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的条件下，在单位时间内所排出的液体体积。如果液压泵的排量为V，其主轴转速为n，则该液压泵的理论流量qt为ｑt=Ｖｎ式中V为液压泵的排量（m3/r），n为主轴转速（r/s）§3-1液压泵一、液压泵的主要参数第三章液压元件3）实际流量ｑ液压泵在某一具体工况下，单位时间内所排出的液体体积称为实际流量，它等于理论流量qt减去泄漏和压缩损失后的流量ql,即q=qt一ql4）额定流量qn在正常工作条件下，该试验标准规定（如在额定压力和额定转速下）必须保证的流量。列车管路系统液压传动技术基础第11~12学时1、液压泵基础知识；2、液压泵基本参数；复习引入柱塞泵的工作原理；压力；排量；流量；3、液压泵的特点。具有若干个密封且又可以周期性变化的空间；油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力；具有相应的配流机构；§3-2常用容积式泵一、齿轮泵第三章液压元件§3-2常用容积式泵一、齿轮泵第三章液压元件外啮合齿轮泵的结构特点（1）困油§3-2常用容积式泵一、齿轮泵第三章液压元件外啮合齿轮泵的结构特点（2）径向不平衡力（3）泄漏§3-2常用容积式泵一、齿轮泵第三章液压元件外啮合齿轮泵的结构特点（2）径向不平衡力（3）泄漏§3-2常用容积式泵二、叶片泵第三章液压元件叶片泵的结构较齿轮泵复杂，但其工作压力较高，且流量脉动小，工作平稳，噪声较小，寿命较长，所以被广泛应用于专业机床、自动线等中低压液压系统中。叶片泵分单作用叶片泵和双作用叶片泵。1、单作用叶片泵§3-2常用容积式泵2、双作用叶片泵第三章液压元件双作用叶片泵是由定子1、转子2、叶片3和配油盘等组成。转子和定子中心重合，定子内表面近似为椭圆柱形，该椭圆形由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线所组成。当转子转动时，叶片在离心力和根部压力油的作用下，在转子槽内向外移动而压向定子内表面，由叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配油盘间就形成若干个密封空间，当转子按图示方向顺时针旋转时，处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中，叶片外伸，密封空间的容积增大，要吸入油液；再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中，叶片被定子内壁逐渐压入槽内，密封空间容积变小，将油液从压油口压出。因而，转子每转一周，每个工作空间要完成两次吸油和压油，称之为双作用叶片泵。§3-2常用容积式泵3、限压式变量叶片泵第三章液压元件限压式变量叶片泵是单作用叶片泵。根据前面介绍的单作用叶片泵的工作原理，改变定子和转子间的偏心距e，就能改变泵的输出流量，限压式变量叶片泵能借助输出压力大小自动改变偏心距e的大小来改变输出流量。当压力低于某一可调节的限定压力时，泵的输出流量最大；当压力高于限定压力时，随着压力的增加，泵的输出流量线性地减少。列车管路系统液压传动技术基础第13~14学时复习引入液压泵的特点：齿轮泵的特点：困油；径向不平衡力；泄漏。齿轮泵的工作原理：1、叶片泵的种类；2、各型叶片泵的工作原理；复习引入单作用式叶片泵双作用式叶片泵限压式变量叶片泵1、柱塞泵的种类；2、各型柱塞泵的工作原理；新课提纲单作用式叶片泵双作用式叶片泵限压式变量叶片泵§3-2常用容积式泵三、柱塞泵第三章液压元件柱塞泵分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。径向柱塞泵是将柱塞径向排列在缸体内，缸体由原动机带动连同柱塞一起转动，周期性改变密闭容积的大小，达到吸、排油的目的。1、轴向柱塞泵的结构及原理轴向柱塞泵是将多个柱塞轴向配置在一个共同缸体的圆周上，并使柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵，轴向柱塞泵有两种形式，直轴式（斜盘式）和斜轴式（摆缸式）。这种泵主要由缸体1、配油盘2、柱塞3和斜盘4组成。柱塞沿圆周均匀分布在缸体内。斜盘与缸体轴线倾斜一角度γ，柱塞靠机械装置或低压油作用下压紧在斜盘上（图中为弹簧），配油盘2和斜盘4固定不转，当原动机通过传动轴使缸体转动时，由于斜盘的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。§3-2常用容积式泵（2）柱塞泵排量和流量的计算：第三章液压元件D：分布圆直径d:柱塞直径z:柱塞数§3-2常用容积式泵第三章液压元件（3）柱塞泵特点：1）柱塞和缸体配合间隙容易控制，密封性好，容积斜率高0.93-0.95。2）采用滑履与回程盘装置，避免球头的头接触。3）高压泵，结构复杂，价格贵，使用环境要求高。4）柱塞数通常为7、9、11个，单数，减小脉动。5）排量取决于泵的斜盘倾角γ§3-2常用容积式泵第三章液压元件（4）柱塞泵在铁道机车上的应用机油温度和高温水温度分别低于55℃和74℃，温度控制阀处于全开状态。分别超过65℃和82℃时，温度控制阀处于全闭状态§3-3液压执行元件第三章液压元件液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置，它包括液压缸和液压马达。液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件，而把输出直线运动(其中包括输出摆动运动)的液压执行元件称为液压缸。一、液压马达从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。液压马达的特点及分类§3-3液压执行元件第三章液压元件二、液压缸液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元件，它主要是用来输出直线运动（也包括摆动运动）。液压缸的分类：液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。活塞缸和柱塞缸实现往复运动，输出推力和速度，摆动缸则能实现小于360度的往复摆动，输出转矩和角速度。液压缸除单个使用外，还可以几个组合起来或和其它机构组合起来，以完成特殊的功用。§3-3液压执行元件第三章液压元件二、液压缸（1）活塞式液压缸活塞式液压缸分为双杆式和单杆式两种。1）双杆式活塞缸双杆式活塞缸的活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出，它根据安装方式不同又可以分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。§3-3液压执行元件第三章液压元件二、液压缸2）单杆式活塞缸3）差动缸§3-3液压执行元件第三章液压元件二、液压缸（2）柱塞缸（3）摆动缸柱塞缸是一种单作用液压缸，其工作原理如图所示，柱塞与工作部件连接，缸筒固定在机体上。当压力油进入缸筒时，推动柱塞带动运动部件向右运动，但反向退回时必须靠其它外力或自重驱动。柱塞缸通常成对反向布置使用。列车管路系统液压传动技术基础第15~16学时复习引入3、柱塞泵的特点：4、执行元件及其种类液压马达液压缸1、柱塞泵的种类；2、各型柱塞泵的工作原理；§3-2常用容积式泵第三章液压元件（3）柱塞泵特点：1）柱塞和缸体配合间隙容易控制，密封性好，容积斜率高0.93-0.95。2）采用滑履与回程盘装置，避免球头的头接触。3）高压泵，结构复杂，价格贵，使用环境要求高。4）柱塞数通常为7、9、11个，单数，减小脉动。5）排量取决于泵的斜盘倾角γ1、液压控制元件基本知识；2、液压执行元件的类别及特点；新课提纲§3-4液压控制元件第三章液压元件一）、液压阀作用液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的控制元件。二）、液压阀分类按用途分：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀；操纵方式分：人力操纵阀、机械操纵阀、电动操纵阀；连接方式分：管式连接、板式及叠加式连接、插装式连接；按结构分类：滑阀,座阀,射流管阀；按控制方式：电液比例阀,伺服阀,数字控制阀；按输出参量可调节性分类：开关控制阀,输出参量可调节的阀。§3-4液压控制元件第三章液压元件三）、液压系统对阀的基本要求（1）工作可靠，动作灵敏，冲击振动小（2）压力损失小（3）结构紧凑，安装调整维护使用方便，通用性好§3-4液压控制元件第三章液压元件§3-4液压控制元件第三章液压元件一、方向控制阀作用：控制油液的单向流动（单向导通，反向截止）。性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性好，动作灵敏.1、普通单向阀下图为一种管式普通单向阀的结构，压力油从阀体左端的通口流入时克服弹簧3作用在阀芯上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯上的径向孔a、轴向孔b从网体右端的通口流出；但是压力油从阀体右端的通口流入时，液压力和弹簧力一起使阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。§3-4液压控制元件第三章液压元件2、液控单向阀下图为一种液控单向阀的结构，当控制口K处无压力油通入时，它的工作和普通单向阀一样，压力油只能从进油口P1流向出油口P2，不能反向流动。当控制口K处有压力油通入时，控制活塞1右侧a腔通泄油口（图中未画出），在液压力作用下活塞向右移动，推动顶杆2顶开阀芯，使油口P1和P2接通，油液就可以从P2口流向P1口。§3-4液压控制元件第三章液压元件二、换向阀作用：利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。下图所示为滑阀式换向阀的工作原理图，当阀芯向右移动一定的距离时，由液压泵输出的压力油从阀的P口经A口输向液压缸左腔，液压缸右腔的油经B口流回油箱，液压缸活塞向右运动；反之，若阀芯向左移动某一距离时，液流反向，活塞向左运动。§3-4液压控制元件第三章液压元件1、手动换向阀利用手动杠杆来改变阀芯位置实现换向§3-4液压控制元件第三章液压元件2、机动换向阀机动换向阀又称行程阀，主要用来控制机械运动部件的行程，借助于安装在工作台上的档铁或凸轮1迫使阀芯2运动，从而控制液流方向。§3-4液压控制元件第三章液压元件3、电磁换向阀利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向。它是电气系统和液压系统之间的信号转换元件。图所示为二位三通交流电磁阀结构。在图示位置，油口P和A相通，油口B断开；当电磁铁通电吸合时，推杆1将阀芯2推向右瑞，这时油口P和A断开，而与B相通。当电磁铁断电释放时，弹