课 题 授课班级 能力目标 1、独立分析能力 2、设备拆装、维护教学目标 维修能力 3、根据原理图进行实物连接 4、系统回路设计及其应用 液压系统组成元件 学时 2 知识目标 1、各元件符号识别 2、基本回路的分析 3、复杂回路的分析 4、简单系统的设计及其应用 课 次 上课地点 素质目标 1、岗位精神 2、团队合作意识的培养 3、培养良好的设备维护和保养意识 4、注意开启系统和关闭系统时的注意事项 5 重点：1、液压系统组成及符号认识 2、液压泵工作原理 3、压力、流量、排量、效率等参数含义及单位 4、外啮合齿轮泵、叶片泵、柱塞泵工作原理 5、齿轮泵的困油、泄露、拆装 教学重点与难点 6、叶片泵的拆装、柱塞泵的拆装 7、液压泵的选用原则 难点：1、不同组成中所包含的元件 2、参数计算 3、单作用叶片泵和双作用叶片泵区别 4、轴向柱塞泵和径向柱塞泵区别 教学过程 一、液压系统组成 以实物介绍各组成部分相关的元器件： 讲 授 60 min 动力部分、执行部分、辅助部分、调节部分、传动介质 二、液压动力部分 能量转换时将机械能转化成压力能。 1、容积式液压泵工作原理 主 要 教 学 内 容 备注 图6 液压泵工作原理图 图6所示的是一单柱塞液压泵的工作原理图。图中柱塞2安装在缸体3中形成一个密封容积a，柱塞在弹簧4的作用下始终紧抵在偏心轮1上。原动机驱动偏心轮1旋转时，柱塞2将作往复运动，使密封容积a的大小发生周期性的交替变化。当a由小变大时就形成部分真空，油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀5进入油箱a而实现吸油；反之，当a由大变小时，a腔中吸满的油液将顶开单向阀6流入系统而实现压油。原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油，这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能输出。 2、液压泵分类 按结构来分有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵；按输出流量是否可调 分为定量泵和变量泵。 3、液压泵工作条件 (1) 具有密闭工作容积 (2) 该密闭工作容积周期性变化 (3) 具有配流结构，保证液压泵有规律连续吸排油 (4) 油箱内油液绝对压力恒等于或大于大气压力 3、主要性能参数 压力、流量、排量、效率、功率等 4、外啮合齿轮泵组成及其工作原理 (1) 组成 图7 齿轮泵组成 (2) 工作原理 外啮合齿轮泵的工作原理如图8所示。其主要结构由泵体、一对啮合的齿轮、泵轴和前后泵盖组成。 图8 外啮合型齿轮泵工作原理 当泵的主动齿轮按图示箭头方向旋转时，齿轮泵右侧（吸油腔）齿轮脱开啮合，使密封容积增大，形成局部真空，油箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间。随着齿轮的旋转，吸入齿间的油液被带到另一侧，进入压油腔。这时轮齿进入啮合，使密封容积逐渐减小，齿轮间部分的油液被挤出，形成了齿轮泵的压油过程。齿轮啮合时齿向接触线把吸油腔和压油腔分开，起配油作用。 小结 作业 课 题 授课班级 能力目标 1、独立分析能力 2、设备拆装、维护教学目标 维修能力 3、根据原理图进行实物连接 4、系统回路设计及其应用 掌握容积式液压泵的工作原理 观察外啮合齿轮泵的结构，自己制作一齿轮泵模型 液压系统组成元件 学时 2 知识目标 1、各元件符号识别 2、基本回路的分析 3、复杂回路的分析 4、简单系统的设计及其应用 课 次 上课地点 素质目标 1、岗位精神 2、团队合作意识的培养 3、培养良好的设备维护和保养意识 4、注意开启系统和关闭系统时的注意事项 6 重点：1、齿轮泵的困油现象 2、齿轮泵的泄漏途径 教学重点与难点 3、齿轮泵的拆装要求 4、齿轮泵的使用要求 难点：1、齿轮泵径向力分析 2、齿轮泵各元件的清洗要求 教学过程 一、齿轮泵的结构特点 1、齿轮泵的困油 齿轮泵要能连续地供油，就要求齿轮啮合的重叠系数ε大于1，也就是当一对齿轮尚未脱开啮合时，另一对齿轮已进入啮合，这样，就出现同时有两对齿轮啮合的瞬间，在两对齿轮的齿向啮合线之间形成了一个封闭容积，一部分油液也就被困在这一封闭容积中〔见图2.6(a)〕，齿轮连续旋转时，这一封闭容积便逐渐减小，到两啮合点处于节点两侧的对称位置时〔见图2.6(b)〕，封闭容积为最小，齿轮再继续转动时，封闭容积又逐渐增大，直到图2.6(c)所示位置时，容积又变为最大。在封闭容积减小时，被困油液受到挤压，压力急剧上升，使轴承上突然受到很大的冲击载荷，使泵剧烈振动，这时高压油从一切可能泄漏的缝隙中挤出，造成功率损失，使油液发热等。当封闭容积增大时，由于没有油液补充，因此形成讲 授 60 min 局部真空，使原来溶解于油液中的空气分离出来，形成了气泡，油液中产生气泡后，会引起噪声、气蚀等一系列恶果。以上情况就是齿轮泵的困油现象。这种困油现象极为严重地影响着泵的工作平稳性和使用寿命。 主 要 教 学 内 容 备注 图9 齿轮泵的困油现象 2、径向力不平衡 齿轮泵工作时，在齿轮和轴承上承受径向液压力的作用。如图 10(b)所示，泵的右侧为吸油腔，左侧为压油腔。在压油腔内有液压力作用于齿轮上，沿着齿顶的泄漏油，具有大小不等的压力，就是齿轮和轴承受到的径向不平衡力。液压力越高，这个不平衡力就越大，其结果不仅加速了轴承的磨损，降低了轴承的寿命，甚至使轴变形，造成齿顶和泵体内壁的摩擦等。为了解决径向力不平衡问题，在有些齿轮泵上，采用开压力平衡槽的办法来消除径向不平衡力，但这将使泄漏增大，容积效率降低等。CB—B型齿轮泵则采用缩小压油腔，以减少液压力对齿顶部分的作用面积来减小径向不平衡力，所以泵的压油口孔径比吸油口孔径要小。 图10 齿轮泵的困油卸荷槽图及径向不平衡力 3、齿轮泵的泄漏 在液压泵中，运动件间是靠微小间隙密封的，这些微小间隙从运动学上开成摩擦副，而高压腔的油液通过间隙向低压腔泄漏是不可避免的；齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途径泄漏到吸油腔去；一是通过齿轮啮合线处的间隙（齿侧间隙）；二是通过体定子环内孔和齿顶间隙的径向间隙（齿顶间隙）；三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙（端面间隙）。在这三类间隙中，端面间隙的泄漏量最大，压力越高，由间隙泄漏的液压油液就愈多，因此为了实现齿轮泵的高压化，为了提高齿轮泵的压力和容积效率，需要从结构上来采取措施，对端面间隙进行自动补偿。 二、齿轮泵的拆卸 1、拆卸步骤 第一步：拆卸图示中的螺栓，取出右端盖； 第二步：取出右端盖密封圈； 第三步：取出泵体； 第四步：取出被动齿轮和轴；主动齿轮和轴； 第五步：取出左端盖上的密封圈。 2、各零部件清洗 液压元器件在拆卸完成后或装配前，必须进行彻底的清洗，以除去零部件表面黏附的防锈油、锈迹、铁屑、油泥等污物。不同零部件可以根据具体情况采取不同的清洗方法。比如，对于泵体等外部较粗糙的部件表面可以用钢丝刷、毛刷等工具，进行刷洗，以去除黏附的铁锈、油泥等污物；对于啮合齿轮可以使用棉纱、抹布等