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1、講師:培訓班名稱:大型鐵路養護機械駕駛員轉崗后培訓工作原理。要求:本教案讓學生熟悉機械車輛液壓元件的功能;了解氣動系統的組成和基本工作原理。教學重點和教學難點:液壓系統、液壓泵的工作原理、液壓馬達的工作原理、氣缸的特性、氣動控制裝置、氣動回路的組成。難點:液壓系統、液壓泵的工作原理、液壓馬達的工作原理、氣缸的特點、氣動控制裝置、氣動回路的組成。講授式理論課 課時分配講授360分鐘,其他共360分鐘的教學方法和手段(教具)1、方法:教學法、示范法。 2、手段:多媒體課件教學過程(教學步驟和內容)[一、組織方式

2、教學]:引導學生進入學習狀態。 [二、新課程介紹]:通過常見的液壓元件介紹主題。 [三、教一門新課] 液壓系統 液壓系統是搗固車中非常重要的一部分。與其他傳動形式相比,液壓傳動具有結構簡單、布局緊湊、輸出能量大、體積小、響應靈敏、無級調速、易于自動控制和過載保護、傳動平穩、安全可靠、重量輕、壽命長等優點。生活。長、更換方便等。液壓系統由各種不同功能的液壓元件組成。液壓元件可分為動力元件、控制元件、輔助元件和液壓油五個部分。動力元件:將機械能轉化為液壓能輸出的元件,統稱為液壓泵。控制元件:控制元件包括控制壓力元件,如減壓閥、溢流閥;流量控制元件,如節流閥、伺服閥;方向控制元件,如電磁閥等。控制元件可以控制液壓

3、系統所需的力、速度和運動方向,使液壓系統協調、穩定、可靠地工作,形成液壓系統的控制環節。執行器:執行器將液壓能轉化為機械能,帶動機械機構運動,是液壓系統輸出力的紐帶,如液壓缸、液壓馬達等。輔助元件:輔助元件是指各種管路及管件、油箱、蓄能器、過濾器等。輔助元件是液壓系統工作油的儲存、過濾和通訊的輔助元件。液壓油:液壓油是液壓系統傳遞能量的工作介質。液壓油還可以帶走系統中產生的熱量,并通過散熱器將其傳遞到大氣中。 08-32型搗固車的整個液壓系統由以下液壓回路組成: 1.油泵和振動油馬達回路 2.搗固器升降和搗固鎬夾緊液壓回路。 3 搗打裝置橫向運動和夯機升降的液壓回路。 4 起升裝置及工作油馬達液壓

4、循環。 1.液壓泵的工作原理液壓泵都是靠密封容積變化的原理工作的,所以一般稱為容積式液壓泵。圖6-2是單活塞液壓泵的工作原理圖。中間柱塞2安裝在筒體3內形成密封容積a,在彈簧4的作用下,柱塞始終壓在偏心輪1上。原動機帶動偏心輪1轉動,使偏心輪1轉動。柱塞2往復運動,使a的密封容積的大小周期性交替變化。當a由小變大時,形成局部真空,使油箱內的油在大氣壓的作用下,通過吸油管的上開式止回閥6進入油箱a,實現吸油;相反,當大變小時,a腔內的油就會充滿。油通過打開止回閥5進入系統,實現油壓。這樣,液壓泵將原動機輸入的機械能轉化為液體的壓力能。原動機帶動偏心輪連續轉動,液壓泵不斷吸油、壓油。 6-2 液壓泵工作原理1-偏心

5、輪子; 2個柱塞; 3個氣缸; 4個彈簧;泵的基本特點。 1.有多個封印,可以定期更換空間。液壓泵的輸出流量與這個空間的體積變化和單位時間內的變化次數成正比,與其他因素無關。這是容積式液壓泵的一個重要特點。 2.罐內液體的絕對壓力必須恒定或大于大氣壓。這是容積式液壓泵能夠吸油的外部條件。因此,為保證液壓泵的正常吸油,油箱必須與大氣相通,或者必須使用密閉的加壓油箱。 3.有相應的配油機構,將吸油室和排液室隔開,保證液壓泵有規律、連續的吸、排液。液壓泵的結構原理不同,其配油機構也不同。圖 62 中的單向閥 5、6 是配油機構。容積式液壓泵油

6、吸油時的腔稱為油壓腔。吸油室的壓力由吸油高度和吸油管路的阻力決定。吸油高度過高或吸油管路阻力過大,都會導致吸油室真空度過高,影響液壓泵的自吸能力。油壓室的壓力取決于由于外部負載和排油管路的壓力損失,理論上排油壓力與液壓泵的流量無關。容積式液壓泵的理論流量取決于液壓泵的相關幾何尺寸和轉速,與排油壓力無關。但排油壓力會影響泵的內漏和油的壓縮,從而影響泵的實際輸出流量,所以液壓泵的實際輸出流量會隨著排油壓力的增加而減小液壓泵按單位時間可輸出油量是否可調,分為定量泵和變量泵兩大類;按結構可分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類。 3.液壓泵主要性能參數(1)壓力工作壓力。實際液壓泵

7、工作時的輸出壓力稱為工作壓力。工作壓力的大小取決于外負載的大小和排油管路上的壓力損失,與液壓泵的流量無關。預設壓力。在正常工作條件下,液壓泵按照試驗標準連續工作的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力。最大允許壓力。在超過額定壓力的情況下,根據試驗標準,允許液壓泵短時間工作的最大壓力值稱為液壓泵的最大允許壓力。 (2)排量與流量排量Vo液壓泵每轉一圈,由其密封容積的幾何尺寸變化計算出的排出液體的體積稱為液壓泵的排量。排量可調的液壓泵稱為液壓泵的排量。變量泵;恒定排量的液壓泵稱為定量泵。理論流量q 理論流量是指不考慮液壓泄漏流量的情況下,單位時間內排出的液體體積的平均值顯然,如果液壓泵的排量為V,

8、主軸轉速為n,則液壓泵的理論流量q=Vn實際流量q。在特定工況下,液壓泵單位時間內排出的液體體積稱為實際流量。實際流量等于理論流量qi減去泄漏流量q單向閥圖標,即q=qi-q額定流量qn。在正常工作條件下,液壓泵必須保證流量符合測試標準(如在額定壓力和額定轉速下)。 (3)功率與效率液壓泵的功率損失有體積損失和機械損失兩部分。乘積損失。體積損失是指液壓泵流量的損失,液壓泵的實際輸出流量為總是小于它的理論流量,主要原因是由于液壓泵內部高壓腔泄漏,油的壓縮,吸油阻力過大,油的粘度和液壓泵在吸油過程中轉速高,油液不能完全充滿密封的工作腔。泵的容積損失用容積效率表示。容積效率

9、等于液壓泵的實際輸出流量q與其理論流量qi之比,即=qqi=qi-qqi=1-qqi 因此,實際輸出流量q為液壓泵為q=qi=Vn 式中液壓泵排量F(m3/r); n 液壓泵轉速(r/s)。液壓泵的容積效率隨著液壓泵工作壓力的增加而降低,并隨液壓泵的結構類型而變化,但始終小于1.機械損失。機械損失是指液壓泵的扭矩損失。液壓泵的實際輸入扭矩T0總是大于理論所需扭矩T,這主要是由于液壓泵中相對運動部件之間的機械摩擦和液體的粘度造成的摩擦扭矩損失。摩擦損失。液壓泵的機械損失用機械效率來表示。機械效率等于液壓泵的理論扭矩Ti與實際輸入扭矩T0的比值。若轉矩損失為T,則液壓泵的機械效率為

10、率是m=TiTo=11+TTi(4)液壓泵的輸入功率是輸入功率pi。液壓泵的輸入功率是指機械功率作用在液壓泵的主軸上,當輸入扭矩為T0,角速度為w時,有Pi=T0w 輸出功率P0 液壓泵的輸出功率是指吸入與壓力之間的實際壓差p油口與工作過程中液壓泵的輸出流量q的乘積,即公式中p液壓泵的吸入口和壓力口的壓差P=pq (N/m2) q 液壓泵實際輸出流量(m3/s) P液壓泵輸出功率(Nm/s或W)而液壓泵的壓力油常被液壓泵的出口壓力p代替。(5)總ef液壓泵的效率 液壓泵的總效率 效率是指液壓泵的實際輸出功率與其輸入功率之比,即=Ppi=pqT0w=pqi vTiw m= v m 式中,

11、pqi/w 為理論輸入扭矩Ti。從公式可以看出,液壓泵的總效率等于其容積效率和機械效率的乘積,所以液壓泵的輸入功率也可以寫成Pi=pq 4.液壓泵分類 液壓泵分類是根據常用的液壓系統泵的結構分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵三種。齒輪泵:體積小,結構簡單,對油的清潔度要求不高,價格便宜;但泵軸受力不平衡,磨損嚴重,泄漏量大。葉片泵:分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種泵流量均勻,運行平穩,噪音低,工作壓力和容積效率比齒輪泵高,結構比齒輪泵復雜。柱塞泵:容積效率高,泄漏量小,可在高壓下工作,多用于大功率液壓系統;但結構復雜,對材料和加工精度要求高單向閥圖標,價格高,對油品清潔度要求高。一般當齒輪泵和葉片泵不能滿足要求時

12、使用柱塞泵。還有一些其他形式的液壓泵,例如螺桿泵。選擇液壓泵的原則是:首先根據主機工況、功率大小和系統對工作性能的要求確定液壓泵的型號,然后根據所需要的壓力和流量確定其規格型號。系統。一般來說,由于各種液壓泵的突出特點,其結構、功能和轉動方式各不相同,因此應根據不同的應用場合選擇合適的液壓泵。一般在機床的液壓系統中,常使用雙作用葉片泵和限壓變量葉片泵;在筑路機械、港口機械和小型工程機械中,常選用抗污染能力強的齒輪泵;大型場合常選用柱塞泵。葉片泵利用葉片形成密封的容積空間,在轉子轉動過程中容積發生變化,從而實現吸油-排油過程。葉片泵分為單作用和雙作用兩大類,單作用葉片

13、葉片泵為變量泵,雙作用葉片泵為定量泵。定量泵除單泵外,還有雙級、多級、二級定量泵等多種形式。變量泵還有限壓、穩流變量泵等形式。圖 65 顯示了用于大型道路養護機械的 T6DC 雙葉片泵的結構。 T6DC型雙葉片相當于兩個單級葉片泵的組合。泵的兩組轉子、定子和配油盤安裝在一個泵體內。泵體有一個共同的吸入口和兩個獨立的排油口。兩個葉片泵的轉子由同一根驅動軸驅動旋轉。兩臺泵的流量根據需要選擇。圖6-5 T6DC型雙葉片泵結構后端蓋; 2-后配油盤; 3泵體; 4旋翼; 5葉片; 6定子; 7-前配油盤; 8軸承; 9-前端蓋; 10-驅動軸雙葉片泵的流量可單獨使用或組合使用。運動部件在高速輕載運行時,可

14、低壓油由兩臺泵同時供油;當負載較重且緩慢時,可單獨由高壓小流量泵供油,而大流量泵卸荷。使用雙葉片泵可以節省功率損耗,減少油熱,提高系統的整體效率,因此被廣泛使用。它是一種機械能裝置。原則上,液壓泵可以作為液壓馬達使用,液壓馬達也可以作為液壓泵使用。從能量轉換的角度來看,液壓泵和液壓馬達是可逆的液壓元件。任何液壓泵輸入工作液均可使其作為液壓馬達工作;當扭矩被驅動旋轉時,它也可以成為液壓泵的工作狀態。這是因為液壓泵具有與液壓馬達相同的基本結構要素:封閉的循環可變容積和相應的配油機構。但是,由于液壓馬達和液壓泵的工作條件

15、不同,它們的性能要求也不同,所以同類型的液壓馬達和液壓泵還是有很多區別的。 (1)不同功率的液壓馬達依靠輸入液體壓力來啟動工作,而液壓泵則是由電動機等其他動力裝置直接驅動,因此結構不同。液壓馬達容積密封必須可靠,為此葉片電機的葉片根部有一個預壓彈簧,使葉片始終緊貼定子,保證電機的平穩啟動。(2)液壓馬達分配機構有正向和反向要求,所以分配機構是對稱的,出油口直徑相同,液壓泵一般是一個方向旋轉,分配機構和卸荷槽是不對稱的,直徑進油口比出油口大(3)自吸性能差異液壓馬達依靠壓力油工作,不需要自吸能力,液壓泵必須有自吸能力)明能力。比如軸向柱塞泵改成液壓馬達時,不需要安裝活塞回位彈簧,但在實際應用中

16、在使用中,為了防止柱塞排空,最好加一定的背壓。 (4)不同形式的防漏液壓泵常采用內漏形式。內漏口直接與液壓泵的吸油口相連,而液壓馬達則有兩個方向運轉,高低壓油口相互轉換,當出油口用于節流調節轉速時,產生背壓,使內漏孔壓力增大,易受壓損壞密封圈因此,如果采用液壓泵作為液壓馬達,應采用外漏結構。(5)容積效率不同液壓馬達的容積效率都比較低,所以液壓馬達的轉速不宜過低,即供油流量不宜過低。(6)液壓馬達啟動力矩大,使啟動力矩盡量接近工作狀態下,要求轉矩脈動小,內摩擦小,齒數、葉片數和柱塞數應多于相應的液壓泵。液壓馬達的軸向間隙補償裝置的壓力小于液壓泵的壓力,以減少摩擦。因為液壓馬達和液壓泵存在上述不一致

17、由于特性相同,很多型號的液壓馬達和液壓泵不能反向使用。液壓馬達按額定轉速分為高速和低速兩類。額定轉速高于500 r/min的為高速馬達,額定轉速低于500 r/min的為低速液壓馬達。高速液壓馬達的基本形式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式。高速液壓馬達的主要特點是轉速高、轉動慣量小、啟動和制動方便、調速和換向靈敏度高。通常高速液壓馬達的輸出扭矩不大(只有幾十牛頓米到幾百牛頓米),所以也稱為高速小扭矩液壓馬達。液壓馬達還可以按其結構類型來劃分閥門廠家,可分為齒輪式、葉片式、柱塞式等多種形式。 一、氣動技術基礎知識氣動技術常用的單位是1個大氣壓==1.=

18、壓力單位換算1N/=kgf/m=kgf/c1kgf/c=0.1Mpa氣動控制裝置的特點空氣便宜,不污染環境,使用氣體可直接排放 進入大氣的速度易于調節。部件結構緊湊,可靠性高。它受濕度和其他環境的影響較小。使用安全,易于實現過載保護。氣動系統穩定性差。它基本上由以下裝置和部件組成(1)氣源裝置氣動系統的動力源提供壓縮空氣(2)空氣處理裝置調節壓縮空氣的清潔度和壓力(< @3)控制組件的方向)控制元件切換氣流方向流量控制元件調節氣流(4)邏輯元件和NOR(5)執行器元件轉換壓力能轉化為機械功(6)輔助元件確保氣動裝置正常工作的一些組件二、空氣處理組件壓縮空氣包含

19、各種污染物。由于這些污染物,氣動元件的使用壽命會降低。并且經常會引起部件的故障和失效。表 1 列出了各種空氣處理元件的污染物去除能力。 1 空氣過濾器 空氣過濾器又稱過濾器、水分離過濾器或油水分離器。其作用是將壓縮空氣中的水分、油分等雜質分離出來,使壓縮空氣得到初步凈化。油霧分離器油霧分離器也稱為除油過濾器。它與空氣過濾器的區別僅在于使用的過濾器元件。空氣濾清器不能分離油泥等油霧,因為當油的粒徑小于23m時,處于干燥狀態,很難附著在物體上。為了分離這些顆粒狀油霧,需要使用聚結過濾器元件。濾芯的材料是: 活性炭采用多孔濾芯空氣干燥器,由與油有良好親和性的玻璃纖維、纖維素等制成。為了獲得干燥的空氣,僅空氣過濾器是不夠的。

20、,空氣中的濕度仍然幾乎是100%。當濕度下降時,空氣中的水蒸氣會變成水滴。為了防止形成水滴,在許多情況下還需要干燥器。干燥機大致可分為制冷和吸附兩大類。空氣處理機組 空氣過濾器、調壓閥和潤滑器組合在一起,稱為空氣處理機組。空氣處理三元組(FRL 裝置) 空氣處理三元組通常稱為三元氣動元件。它由過濾器、調壓閥和潤滑器三部分組成。空氣處理雙片式是由組合式過濾減壓閥和潤滑器組成的空氣處理裝置。空氣處理四聯體由過濾器、油霧分離器、調壓閥和潤滑器組成,用于需要高質量壓縮空氣的場合。調壓閥(減壓閥) 調壓閥是輸出壓力低于輸入壓力江蘇閥門廠家,保持輸出壓力穩定的壓力控制元件。因為大部分都與過濾器和潤滑器相連

21、 車身使用,所以歸類為空氣處理組件。潤滑器氣動系統中有許多具有滑動部件的裝置,如:缸體和活塞、閥體和閥芯等。為了保證滑動部件的正常工作需要潤滑,潤滑器是一種裝置提供潤滑油的三、控制元件 換向閥 換向閥用于氣動控制回路中,用于控制氣體流動的方向和氣體流動的中斷,從而使氣體流道中的執行機構可以向需要的方向移動。在所有類型的元件中,方向控制閥的種類最多。有換向閥和單向閥兩大類。前者包括電磁閥、氣控閥等,后者主要有止回閥、梭閥等,應用廣泛。換向閥 換向閥主要有兩種類型:旋轉閥和滑閥。滑閥依靠其內的滑閥式閥芯來接通或切斷不同位置的氣路。一般來說,閥芯的切換位置主要有兩個或三個,即

22、有二位和三位閥。該表表示閥門的一個切換位置,因此有幾個矩形表示閥門的位置。矩形中的箭頭#$表示該位置的氣流方向,表示該位置的氣流被截斷。二位閥有自復位和自保持兩種。三位閥的閥芯除止于閥體兩端外,還可以有中間位置。氣動閥通過氣壓信號切換閥芯,分為直接作用和間接作用兩種。拆下電磁線圈后,氣動閥就像一個電磁閥。由于采用氣壓信號控制,動作慢,不能指望像電磁閥那樣高速動作,但使用壽命一般較長。氣動控制閥與電磁閥的區別在于不使用電磁鐵,因此控制信號不是電信號而是氣壓信號,常用于防爆場合或無電的簡單生產線。單向閥 如圖1所示,單向閥只允許空氣單向流動,不能反向流動。單向

23、該閥用于氣路中需要防止空氣倒流的場合,也可用于供氣時需要保持壓力的地方停止。梭閥相當于兩個單向閥的合成,有兩個進氣口和一個出氣口,所以無論哪個進氣口進,出氣口總是有輸出,總出氣口接進氣口高壓。雙壓閥是“與”功能,只有兩個端口都有氣流時,出口才有輸出。圖2顯示了快速排氣閥的工作原理。當吸入P腔時,活塞向上運動,閥口2打開,閥口1關閉,P A 接通。排氣時,活塞下移,閥口2關閉,1打開,AR接通,管道氣體從R口排出。快速排氣閥主要用于氣缸排氣,以加速氣缸的動作。流量控制閥 在氣動系統中,如果要控制氣缸的運動速度或需要對延時元件進行計時,就需要控制壓縮空氣的流量。在流量控制中,只需嘗試更改管道的截面即可。流量控制

24、閥門分為節流閥、調速閥、排氣節流閥等。 節流閥 可調節流閥依靠改變流通面積來調節氣流。調速閥調速閥由節流閥和單向閥組成。因此也稱為單向節流閥,可以通過調節流量來控制執行機構的速度。壓力控制閥 壓力控制閥是利用閥芯上的氣壓和彈簧力保持平衡工作。平衡狀態的任何損壞都會導致閥芯位置發生變化,其結果不是改變閥口(如溢流閥、減壓閥)的大小,就是改變閥口的通斷(如安全閥、順序閥)。 1. 溢流閥 溢流閥由入口(P)處的氣壓控制,以控制閥芯的動作。當進口壓力達到預設值時,閥芯克服彈簧力使進出口導通,從而實現溢流作用。如圖3(a)所示。 (a) (b)2.減壓閥減壓閥是

25、閥芯由出口壓力驅動。當出口壓力達到預設值時,閥芯克服彈簧力切斷進出口,從而實現減壓。如圖3(b)所示。 The of are shown in the table 1四、 In the , the of the air is into , so as to the of the , which is the . It is into two : and air . with and , it has and . But the of air is 0.3-0.6Mpa, the force is small. The is a that uses air as a power to or swing, and force or to do work. The main types and of main are shown in Table 2. 五、 (一)The of the basic of the (Fig. There are - and - gas

26、. The basic that drive these are below. The of the - is only in one by air, and the is by the of force. 5 is a gas of a - for . The valve ( valve) uses a 2/3-way valve. The P port of the valve is with the air , and the A port is with the . The speed valve is the valve and the . The speed valve is and be when . The of the is as : in the , the P port is , and the head side of the is to the the one-way valve and the valve of the speed valve. The stops at the fully by the of the force. When the valve is and , the air air to the the speed valve, and the makes the . the size of the hole of the speed valve, It can the speed of the . When the valve is off and to the , the P port

27、 is again, and the air in the is . The and to the under the of the force. At this time, the speed of the be . 2)The of the - is shown in 6. Air for of a - . The valve uses a two- five-way valve (two- four-way valve can also be used), and the P port of the valve is to the air . Port A is with the port on the rod side, and port B is with the port on the head side. The speed valve is the valve and the (note that the is to that of the - ). In the , the P port with the rod side, on the other hand, the head side with the the valve. At this time, the is at the of the rear dead . When the valve is and , the air is the head side, the air is from the rod side, and the moves . The speed of the is by a speed valve. When the valve is off and to the , the rod side is , and the head

28、 on one side, back. The speed of the is by the speed valve. 2- Speed ​​ Loop loops can be used to the speed of the based on and . The basic used are below. In this way, the speed of the is by the flow to the . 7 shows a for this . When the air from the valve flows the speed valve, the one-way valve is , and the air flows to the only the valve. the valve is , the speed of the can be set by the valve. . When the air flow is , i.e. from the side to the valve side, the one-way valve opens and the air flow is (free flow). In the meter-in , the side of the is , so it is by in the air . For the case where the load is a load, the speed is poor, so for (such as anti

29、stop out-of- loop, etc.), the type to be below is used. The meter-out the speed by the flow of the . 8 shows a for this . Note that the of the speed valve is the of the inlet. When the air from the valve flows the speed valve, the one-way valve opens, so it free flow, and the air flows to the . The air from one side of the the one-way valve, and the valve the flow, the speed of the . When the two ports of the are to the speed valve to the , the on both sides of the ( by the speed valve on the side) acts. , it has speed than the meter-in under load . is the most way to apply. is a of the valve to the port of the valve to the flow of gas

30、 to the speed of the . the air flow to the does not pass the valve, no one-way valve is . It is the same as -out flow in terms of the flow to speed , , if the line the and the valve is long, this part the air tank, the When the load , the speed .如圖。 9 is a of an . The basic uses with to form . basic drive are below. The of the - 5 shows the of the - . But it is a one-way , the speed of the is only when it is . If you want to its speed when (by force), you can a speed valve in the valve and the to form an speed , or in the R of the valve A valve is to the port to form an . - 6 shows the - . In this , the valve used is a , and the is and held at the top dead when the coil is . Once the power is off, the reset, and the moves back . , it is for where you want the to to the in an (such as a power ). - with self- If you want the to the in case of , the shown in 10 can be used. to 6, this the - - valve with a dual- valve with self- . After this valve is and on one side of the coil, it can be

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