教案液压传动与气动技术模块一任务1(4学时)

1教案用纸学科液压传动与气动技术第一篇液压传动模块一液压动力元件任务2折弯机液压动力元件的选择审批签字授课时数4授课方法讲授教具课件授课时间授课班级加工中心0941、数车0941、0942教学目的掌握叶片泵及柱塞泵的工作原理及分类；正确选用叶片泵及柱塞泵。教学重点和难点重点：叶片泵、柱塞泵泵工作原理、图形符号、结构特点难点：限压式叶片泵的工作原理复习提问1.为什么液压泵的输出流量要大于液压缸的输出流量？2.液压泵的工作压力液压缸的工作压力应相等对吗？3.电动机的输出功率与液压泵的输出功率相等对吗？4.怎样计算液压泵的功率？5.什么情况下功率为零？教学内容、方法和过程附记补充内容：润滑装置动力组件的选择知识点◎叶片泵的分类及工作原理◎柱塞泵的分类及工作原理技能点⊙叶片泵、柱塞泵的正确选用一、任务引入在自动化机床的润滑装置中，经常采用液压泵作为动力组件自动向各润滑部位供油。由于工作的特殊性，所以，正确选择动力组件是保证整个润滑系统可靠工作的关键。试根据具体要求，选择润滑装置的动力组件。2教学内容、方法和过程附记教学内容、方法和过程附记二、任务分析上一课题中，我们已学习了液压机的动力元件的选择，而对于润滑装置来说，与液压机有所不同。因为润滑装置工作时，不需要液压泵输出较大的流量，也不需要液压泵输出很高的压力，但是要求液压泵在工作中噪声小，工作平稳。而齿轮泵工作时噪声大，小流量供油不稳定，因此，齿轮泵用在润滑装置中不能很好地满足工作要求。故在实际应用时，我们常选择叶片泵和柱塞泵作为润滑装置的动力元件。下面我们就一起来认识一下这两种液压泵。三、相关知识1.叶片泵叶片泵在机床、船舶、冶金设备中有广泛的应用。它具有流量均匀、运转平稳、噪声低、体积小等优点，但对油的污染较敏感，转速不能太高。按结构形式叶片泵可分为：单作用式(变量泵)双作用式(定量泵)（1）单作用叶片泵1）结构：1－转子2－定子3－叶片配油盘（侧面）2）工作原理：定子具有圆柱形内表面，定子与转子间有偏心e.当转子按图示方向旋转时，右侧的由两叶片、定子内表面、转子外表面和两配油盘形成的密封工作腔逐渐增大产生局部真空，从吸油口吸油，这就是吸油过程。左侧叶片被定子内壁逐渐压进槽内，使密封工作腔体积逐渐变小，将油液从压油口压出，这就是压油过程。这种叶片泵的转子每转一转，每个工作腔完成一次吸油和压油过程，因此称为单作用叶片泵。单作用叶片泵的流量：vvvtBnVnqqRe4教学内容、方法和过程附记R—定子内圆半径B—转子的轴向宽度e—转子与定子间的偏心距单作用叶片泵的流量是有脉动的，理论分析和实践表明，叶片越多，流量脉动越小；叶片数为奇数时脉动较小，故一般叶片数为13片或15片。单作用叶片泵的流量是有脉动的，理论分析和实践表明，叶片越多，流量脉动越小；叶片数为奇数时脉动较小，故一般叶片数为13片或15片。单作用叶片泵的具体结构类型很多，它按改变偏心方向的不同，而分为单向变量泵和双向变量泵两种。按改变偏心方式的不同，又有手动调节式和自动调节式。自动调节式变量泵又分为外反馈式和内反馈式两种。下面介绍外反馈式变量叶片泵，即限压式变量叶片泵。限压式变量叶片泵在结构上，限压式变量叶片泵的转子是固定不动的，而定子可以在基座导轨上左右移动，通过改变偏心距的大小，来改变泵的流量。限压式变量叶片泵是利用泵本身的排油压力的反馈作用来改变偏心距的大小，实现变量的。在限压弹簧的作用下,定子被推向右端,使定子和转子间有一初始偏心量,这是泵最大的偏心量,它决定了泵的最大流量。当叶片泵运转后,若系统有负载,则泵的出油腔产生了压力,传给反馈液压缸,缸中活塞承受液压推力后施于定子上,若液压推力弹簧力,泵输出流量最大。当泵的输出压力升高，限压弹簧被压缩，定子左移，偏心距减小，流量也减少。当压力增至一定数值时，偏心距消失，泵的输出流量为零。此时，系统再增加负载，泵输出的压力也不会升高，故这种泵为限压式变量叶片泵。当压力增至一定数值时，偏心距消失，泵的输出流量为零。此时，系统再增加负载，泵输出的压力也不会升高，故这种泵为限压式变量叶片泵。vvvtBnVnqqRe434教学内容、方法和过程附记（2）双作用叶片泵它主要由转子1、定子2、泵体3、叶片4、转动轴5和配油盘6等组成。定子内表面近似椭圆，转子和定子同心安装，有两个吸油区和两个压油区对称布置。两叶片之间和转子的外圆柱面、定子内表面及前后配油盘形成了一个个密封的工作容腔。如图中转子逆时针方向旋转时，密封工作腔的容积在右上角和左下角处逐渐增大，形成局部真空而吸油，为吸油区。在左上角和右下角处逐渐减小而压油，为压油区。在这种泵的转子是每转一周，每个密封工作腔吸、压油各两次，故称双作用叶片泵。泵的两个吸油区和压油区是径向对称的，故这种叶片泵又称平衡式叶片泵。双作用叶片泵的定子内表面近似椭圆形，定子和转子同心安装，供油流量不可以调节,即为定量泵。泵轴每转一周，叶片泵完成二次吸油、二次压油，故称为双作用叶片泵。吸、压油区对称分布，径向受力平衡。双作用式叶片泵的流量：双作用叶片泵流量公式为：VnzrRrRBq]cos)([222R—定子内圆的长半径；r—定子内圆的短半径；B—转子的轴向宽度；δ—叶片厚度；θ—叶片倾角；z—叶片数目理论分析可知，流量脉动率在叶片数为4的整数倍、且大于8时最小。故双作用叶片泵的叶片数通常取为12。叶片泵的使用要点1.为了保证叶片泵可靠的吸油，其转速不能太低，但也不能太高，一般选在600～1500r/min较适宜。2.叶片泵使用的液压油粘度应在2.5°E50~5°E50之间。3.叶片泵无论是单作用式还是双作用式，叶片在转子槽中的安装均有倾角，转子只允许单向旋转，使用时一定要认明转向，否则可能会造成叶片折断。5教学内容、方法和过程附记试比较单作用叶片泵和双作用叶片泵的结构和工作原理•1.结构上：均由由转子、定子、泵体、叶片、转动轴和配油盘等组成。•2.单作用叶片泵的定子内表面为圆形；而双作用叶片泵的定子内表面为椭圆形。•3.单作用叶片泵的定子与转子有一偏心距，改变偏心距的大小及方向，既成为双向变量泵。而双作用叶片泵的定子与转子同心。•4.单作用叶片泵有两个油窗（吸油窗和压油窗）；而双作用叶片泵有两个吸油窗和两个压油窗。•5.工作原理上：单作用叶片泵转子每转一周，每个密封容积完成一次吸油和压油；而双作用叶片泵转子每转一周，每个密封容积完成两次吸油和压油。分析单作用叶片泵和双作用叶片泵的优缺点及应用场合•1.单作用叶片泵和双作用叶片泵都具有流量均匀，几乎没有流量脉动，运动平稳，噪声小。•2.单作用叶片泵的转子所受的径向力不平衡，排油腔的压力不能过高，所以一般宜用在中低压系统中；而双作用叶片泵的转子受力相互平衡，所以一般宜用在中高压系统中，且使用寿命长。•3.双作用叶片泵紧凑，轮廓尺寸小，排量大；而单作用叶片泵轮廓尺寸较大。•4.叶片泵的缺点结构复杂、制造比较困难；叶片易出现咬死现象；对油液的质量要求较高。•小结：单作用叶片泵工作原理及应用场合双作用叶片泵工作原理及应用场合限压式变量叶片泵工作原理及特性两种叶片泵结构和工作原理的比较。作业题习题册P13课题二填空题、选择题、判断题习题册P15思考题1、习题册P17问答题26教学内容、方法和过程附记回顾复习上次课主要内容1.叶片泵可分为哪两种泵？2.组成叶片泵的主要构件有哪些？3.单作用叶片泵为什么能成为变量泵？4.双作用叶片泵为什么只能是定量泵？5.限压式变量泵的特性是什么？6.画出单作用叶片泵、双作用叶片泵、限压式变量泵的图形符号。三、相关知识2.柱塞泵柱塞泵是利用柱塞在缸体的柱塞孔内作往复运动，使密封容积发生变化而实现吸油和压油的。由于柱塞与柱塞孔的表面均为圆柱表面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好，泄漏小，在高压状况下工作时仍有较高的容积效率。按柱塞排列方向的不同，柱塞泵分为：轴向柱塞泵：直轴式柱塞泵（斜盘式）斜轴式柱塞泵径向柱塞泵：固定液压缸式柱塞泵回转液压缸式柱塞泵（1）斜盘式轴向柱塞泵主要由：1—缸体2—配油盘3—柱塞4—斜盘5—传动轴等构件组成。演示动画（2）径向柱塞泵径向柱塞泵按柱塞运动方向与液压缸体的中心线垂直与否，可分为固定液压缸式和回转液压缸式两种。径向柱塞泵（回转液压缸式）演示动画两种径向柱塞泵的区别：固定液压缸式径向柱塞泵，其偏心轮的偏心量固定，所以一般为定量泵。回转液压缸式径向柱塞泵，改变转子与定子间的偏心距的大小，即可改变流量。径向柱塞泵的优点是流量大，轴向尺寸小。但径向尺寸大，自吸能力差，配流轴受到径向不平衡力的作用，容易磨损，这些缺点限制了泵的转速和压力的提高。四、任务实施在选用叶片泵和柱塞泵作为润滑装置动力元件时，应根据各自的工作特点合理地选择和应用。7教学内容、方法和过程附记1.叶片泵的选用单作用叶片泵由于转子所受的径向力不平衡，从而使轴向力也不平衡，使得轴承受到较大的载荷作用，所以在实际使用中要求压油腔压力不能过高，不宜用于对油压要求较高的场合。双作用叶片泵流量均匀，几乎没有流量脉动，运动平稳，噪声小，转子受阻力相互平衡，轴承使用寿命长，结构紧凑，轮廓尺寸小，排量大。当润滑装置对动力元件要求较高时，可选择双作用叶片泵作为动力元件场合。在选用叶片泵作为动力元件时应注意以下几点：（1）叶片泵使用时应注意液压油的黏度。黏度过高，吸油阻力增大，将会影响泵的流量；黏度过稀，则会因叶片泵内部间隙的影响，造成真空度不够，难吸油，对设备工作造成不良影响。（2）油温应合适，一般应控制在10～50℃。（3）叶片泵对油液的污物非常敏感，油液不清洁会造成叶片卡死。因此，必须保证油液过滤良好以及环境清洁。2.柱塞泵的选用与齿轮泵和叶片泵相比，柱塞泵能以最小的尺寸和最小的质量供给最大的动力，为一种高效率的泵，该泵输出压力高、输出流量大。润滑装置动力元件要求体积小，效率高，故一般选用轴向柱塞泵作为动力元件。而径向柱塞泵一般不作为润滑装置的动力元件使用。在使用轴向柱塞泵时，同样要求油液要清洁。选择液压泵的原则：选择液压泵时，首先要考虑满足液压系统的工况要求（压力、流量），其次对泵的性能、成本等方面进行综合考虑，以确定液压泵的输出流量、工作压力、结构类型和电动机功率。•具体步骤：•1.确定液压泵的输出流量，即：•q泵=K漏q缸•2.确定液压泵的输出压力：即：•p泵=K压p缸•3.确定液压泵的结构类型。教学内容、方法和过程附记1.叶片泵的选用单作用叶片泵由于转子所受的径向力不平衡，从而使轴向力也不平衡，使得轴承受到较大的载荷作用，所以在实际使用中要求压油腔压力不能过高，不宜用于对油压要求较高的场合。双作用叶片泵流量均匀，几乎没有流量脉动，运动平稳，噪声小，转子受阻力相互平衡，轴承使用寿命长，结构紧凑，轮廓尺寸小，排量大。当润滑装置对动力元件要求较高时，可选择双作用叶片泵作为动力元件场合。在选用叶片泵作为动力元件时应注意以下几点：（1）叶片泵使用时应注意液压油的黏度。黏度过高，吸油阻力增大，将会影响泵的流量；黏度过稀，则会因叶片泵内部间隙的影响，造成真空度不够，难吸油，对设备工作造成不良影响。（2）油温应合适，一般应控制在10～50℃。（3）叶片泵对油液的污物非常敏感，油液不清洁会造成叶片卡死。因此，必须保证油液过滤良好以及环境清洁。2.柱塞泵的选用与齿轮泵和叶片泵相比，柱塞泵能以最小的尺寸和最小的质量供给最大的动力，为一种高效率的泵，该泵输出压力高、输出流量大。润滑装置动力元件要求体积小，效率高，故一般选用轴向柱塞泵作为动力元件。而径向柱塞泵一般不作为润滑装置的动力元件使用。在使用轴向柱塞泵时，同样要求油液要清洁。选择液压泵的原则：选择液压泵时，首先要考虑满足液压系统的工况要求（压力、流量），其次对泵的性能、成本等方面进行综合考虑，以确定液压泵的输出流量、工作压力、结构类型和电动机功率。•具体步骤：•1.确定液压泵的输出流量，即：•q泵=K漏q缸•2.确定液压泵的输出压力：即：•p泵=K压p缸•3.确定液压泵的结构类型。8教学内容、方法和过