《液压与气压传动》教案 第7课 选用液压泵——叶片泵和柱塞泵

选用液压泵一一叶片泵和柱塞泵第7课第■课选用液压泵一一叶片泵和柱塞泵图2-12叶片泵的外形叶片泵按其工作方式可分为单作用叶片泵和双作用叶片泵两种单作用叶片泵压力较低，输出流量可以改变，又称变量叶片泵常用于低压和需改变流量的液压传动系统中；双作用叶片泵转子压力较高，输出流量不能改变，又称定量叶片泵，较单作用叶片泵使用更为普遍

1.单作用叶片泵1）单作用叶片泵的工作原理如图2-13（详见教材）所示为单作用叶片泵的工作原理图单作用叶片泵是由转子

1、定子

2、叶片

3、泵体4和配流盘（安装在泵体两侧，图中未画出）等零件组成的定子的内表面为圆柱面；转子与定子不同心，之间有一偏心距e；配流盘只开一个吸油窗口和一个压油窗口（图中虚线弧形槽）……详见教材■【教师】提问单作用叶片泵的由来在吸油区与压油区之间各有一段封油区将它们相互隔开，当前一个叶片离开封油区时，与之相邻的后一个叶片进入封油区以保证吸油区与压油区始终隔离在转子每转一周的过程中，每个密封容积参与吸油和压油各一次，所以称为单作用叶片泵■【学生】聆听.思考、回答单作用叶片泵的排量V为V=2nBDe2-15）式中，B——叶片宽度；D——定子内直径;e——定子与转子的偏心距显然，改变偏心距e可以改变单作用叶片泵的排量，因此，单作用叶片泵主要用作变量泵■【教师】点拨学生通过理论分析和实验表明，叶片数越多，流量脉动率越小；且奇数叶片的泵比偶数叶片的泵流量脉动率小，故单作用叶片泵的叶片均为奇数，一般为13片或15片而后面所讲述的双作用叶片泵的叶片数量在为4的倍数时流量脉动率最小，一般为12片或16片■【学生】聆听.思考、理解.记忆选用液压泵一一叶片泵和柱塞泵第7课第7课选用液压泵一一叶片泵和柱塞泵选用液压泵一一叶片泵和柱塞泵第7课第7课选用液压泵一一叶片泵和柱塞泵改变输油方向，因此该泵可制成单向或双向变量泵径向柱塞泵的外形如图2-18所示，其工作原理如图2-19所示径向柱塞泵主要由定子

1、转子

2、配涮由

3、衬套4和柱塞5等零件组成1一定子；2一转子；3—配流轴；4一衬套；5一柱塞图2・18径向柱塞泵的外形图2/9径向柱塞泵的工作原理当转子由电动机带动按图2-19所示方向旋转时，柱塞在随转子转动的同时，又在离心力的作用下滑出柱塞孔，头部压紧在定子的内表面上……详见教材单个柱塞在压油区的行程等于两倍的偏心距e若泵的柱塞数为Z、柱塞直径为d则径向柱塞泵的排量V为V=-d2eZ（2-20）2【教师】提问学生我们知道径向柱塞泵性能稳定、工作可靠、耐冲击性好，那么它有什么缺点吗？这些缺点会限制径向柱塞泵的什么性能？【学生】聆听、思考.回答【教师】总结学生的回答径向柱塞泵性能稳定、工作可靠、耐冲击性好，但其径向尺寸较大、自吸能力差、结构较复杂，且配流轴受到径向不平衡力的作用，容易磨损，这些限制了径向柱塞泵的转速和压力，目前有被轴向柱塞泵替代的趋势【学生】聆听、思考、理解【教师】拓展讲解螺旋泵螺杆泵主要有转子式容积泵和回转式容积泵两种按螺杆根数的不同，螺杆泵可分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵和多螺杆泵等其中，结构最为简单的单螺杆泵的外形如图2-20所示其工作原理知识拓展如图2-21所示（详见教材）（5min）螺杆泵的主要工作部件是螺杆（转子）和螺杆衬套（定子）当电动机带动传动轴转动时，螺杆一方面绕本身的轴线旋转，另一方面又沿衬套的内表面滚动，于是形成了泵的密封容积随着螺杆的连续转动，液压油以螺旋形方式从一个密封容积压向另一个密封容积，最后挤出泵体螺杆泵的优点是结构简单、体积小、质量轻、运转平稳、输油均选用液压泵一一叶片泵和柱塞泵第课课题选用液压泵——叶片泵和柱塞泵课时2课时90min教学目标知识技能目标.掌握叶片泵的工作原理、结构特点、分类、性能参数等.掌握柱塞泉的分类和工作原理思政育人目标培养学生善于思考的学习习惯教学重难点教学重点叶片泵和柱塞泵的工作原理教学难点叶片泵和柱塞泉的工作原理的运用教学方法问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课课前任务一考勤2min一问题导入8min一传授新知35min第2节课问题导入5min一传授新知22min一知识拓展5min一思政讲堂8min一课堂小结3min一作业布置2min教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务■【教师】请学生扫描课本57页的〃任务工单2-2领取任务小黄与师傅老李接到了某_L程公司的订单，该公司想订一批用十冶金工程的液压设备在为该设备选配液压泵的时候，小黄犯了难冶金工程用的液压设备，既要有较高的输出压力，又要在环境污染严重的情况下稳定运行，最好还要有一定的经济性那么，该设备的液压泵要如何选择呢？……详见教材■【学生】聆听、理解、思考通过课前的预热，让学生了解本次课所学课程的大概内容，激发学生的学习欲望考勤2min■【教师】使用APP让学生登录签到■【学生】使用APP签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况问题导入8min你在现实生产生活中见过液压泵吗？液压泵的作用是什么如何选用液压泵通过问题，引导学生思考，调动学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣传授新知35min■【学生】聆听、理解、记忆

一、叶片泵叶片泵的外形如图

2.12所示，它在机床、船舶、冶金设备中有着广泛的应用叶片泵具有流量均匀、运转平稳、噪声低、体积小等优点，但其对液压油的污染较敏感，且转速不能太高通过老师的讲解，使学生掌握叶片泵的工作原理、结构特点、分类、性能参数2）单作用叶片泵的结构特点单作用叶片泵具有以下几个结构特点

①定子和转子偏心安装，改变偏心距e就能改变泵的流量

②单作用叶片泵只有一个吸油窗口和一个压油窗口，所以其转子和轴承上承受着不平衡的径向力

③单作用叶片泵的叶片底部在压油区通压油腔，在吸油区通吸油腔叶片厚度对泵的排量无影响叶片两端受到的液压力平衡3）限压式变量叶片泵的变量原理单作用叶片泵的结构形式很多，其中限压式变量叶片泵的应用最为广泛如图2-14（a）（详见教材）所示为限压式变量叶片泵的变量原理图，下面对其变量原理进行说明……详见教材如图2-14（b）（详见教材）所不为限压式变量叶片泵的流量压力特性曲线B点为拐点，B点所对应的压力称为限定压力；C点所对应的压力称为极限压力，是泵的最高_1_作压力……详见教材【教师】提问限压式变量叶片泵的作用根据上述限压式变量叶片泵的变量原理，思考一下限压式变量叶片泵的作用是什么呢？【学生】聆听.思考.回答【教师】总结学生的回答由此可见，限压式变量叶片泵是通过压力的反馈作用来自动调节泵的排量的，故又称为压力补偿变量泵【学生】聆听、思考、理解【教师】点拨学生单作用叶片泵易于实现流量调节，可降低功率损耗，减少液压油发热，简化油路，节省开支，其常用于需要变速运动的液压传动系统单作用叶片泵多为低压变量泵，最高，作压力一般不大于7MPa【学生】聆听.思考.理解、记忆

2.双作用叶片泵1）双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵由定子、转子、叶片、配流盘、传动轴、泵体等组成，其工作原理如图2-15所示（详见教材）定子内表面由两段大半径R圆弧、两段小半径r圆弧和四段过渡曲线组成；转子上沿圆周均匀分布有若干叶片，叶片在槽内可自由滑动……详见教材当不考虑叶片厚度时，双作用叶片泵排量匕可以用公式表示为%=2就史-户2-16式中，B——叶片的宽度；R、r——定子圆弧段的大、小半径但实际上叶片都有一定的厚度，叶片所占的空间不起吸油和压油的作用，因此转子每转因叶片所占体积而造成的排量损失为*2S1t・3z2-17cos6式中，S——叶片厚度；0——叶片槽相对于径向的倾斜角，一般夕=13，若泵的叶片径向放直，则，=0°因此，双作用叶片泵的实际排量v为0=%一广=25nR2-r2-^^SZ2-18【教师】提问学生从式2-18可以看出什么比例关系？【学生】聆听.思考、回答【教师】总结学生的回答从式2-18可以看出，双作用叶片泵的排量或流量与叶片的宽篇口定子的大、小半径之差成比例在一定范围内改变这两个尺寸，可在外形尺寸保持不变的前提下改变排量或流量，形成不同规格的泵，使十产品的系列化生产【学生】聆听.思考、理解2双作用叶片泵的结构特点双作用叶片泵具有以下几个结构特点……详见教材【教师】点拨学生双作用叶片泵的结构较齿轮泵复杂，但其工作压力较齿轮泵高，且流量脉动率小、工作平稳、噪声较小、寿命较长，因此被广泛应用于专用机床、自动生产线等中低压液压传动系统之中双作用叶片泵的工作压力一般为16MPa【学生】聆听、思考、理解、记忆第二节课问题导入5min学习了叶片泵的工作原理和特点，下面来共同探讨一下柱塞泵那么柱塞泵有哪些种类？各自的工作原理又是怎样的呢？通过询问问题，让学生初步了解柱塞泉的分类和工作原理，激发学生的求知欲传授新知22min二.柱塞泵柱塞泵是依靠柱塞在缸体孔内做往复运动时产生的容积变化进行吸油和压油的……详见教材根据柱塞的布置和运动方「可与传动主轴相对位置的不同柱塞泵可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两类

1.轴向柱塞泉轴向柱塞泵因柱塞与缸体轴线平行而得名，它可分为斜盘式轴向柱塞泵和斜轴式举曲可在塞泵两种卜面主要以斜盘式轴向柱塞泵为例，详细介绍具，作原理斜盘式轴向柱塞泵的外形如图2-16所示详见教材，具，作原理如图

2.17所示详见教材斜盘式轴向柱塞泵主要由传动轴

1、壳体

2、斜盘

3、柱塞

4、缸体

5、配流盘6等零件组成柱塞4安装在沿缸体5均布的柱塞孔中，弹簧始终使柱塞4与斜盘3紧密接触，并使缸体5紧压在配流盘6±o配流盘6上两个腰形窗口分别与泵的吸油口、压油口相通，斜盘3具有一定的倾斜角当缸体在传动轴带动下按图2-17所示方向旋转时，柱塞在缸体内做往复运动……详见教材斜盘式轴向柱塞泵的排量计算公式为Ju/r=——ZDtana2-194式中，d——柱塞直径；Z柱塞数;D——柱塞在缸体上的分布圆直径；a——斜盘倾角或缸体摆角显然，改变斜盘倾角的大小可以改变排量■【教师】点拨学生轴向柱塞泉具有结构紧凑、单位功率体积小、工作压力高、易于实现变量等优点，但对液压油污染较敏感，对零件材质和加工精度的要求较高，对使用和维护要求较严格且价格较贵■【学生】聆听、理解、记忆

2.径向柱塞泵柱塞相对于缸体轴线径向布置的柱塞泵称为径向柱塞泵柱塞装在转子中时一般采用配流轴配流柱塞装在定子中时一般采用阀式配流改变定子与转子的偏心距即可改变泵的排量，改变偏心方向就能通过讲解，让学生掌握柱塞泉的工作原理匀、噪声小、容积效率较图90%〜95%、对液压油万染不敏感；缺点是螺杆形状复杂，加工较困难，不易保证精度螺杆泵主要应用于精密机床、舰船等液压传动系统，还可以用来输送黏性较大或具有悬浮颗粒的液体■【学生】聆听、理解、记忆思政讲堂8min■【教师】讲述FR382型张力机的技改故事从最基础的零件测绘、设计方案的选定、3D模型成型、3D模型组装整形后进行仿真测试，再到加工件的制作、组配安装的完成，秉着务真求实、认真仔细的工匠精神，在经过45天的努力后，贵州送变电公司顺利完成FR382型张力机的技改工作……详见教材为将液压控制系统及国产发动机组装到FR382型张力机上技术人员还做了FR382加动技改液压及控制系统设计、NL3齿块设计加工、齿轮泵接盘设计加工、主控阀块设计加工、环路分流块等一系列30余项配套系统的零部件改进的计算、设计、加工工作■【学生】聆听、思考、理解通过思政讲堂，培养学生求真务实的工匠精神课堂小结3min■【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了叶片泵和柱塞泵的工作原理、特点、分类、性能参数、主要存在的问题及解决措施等希望大家通过学习本节的知识，为后续学习奠定理论基础■【学生】总结回帧知识点总结知识点，巩固学生对叶片泵和柱塞泵的工作原理、特点、分类、性能参数、主要存在的问题及解决措施等作业布置2min■【教师】布置课后作业

1、课本上的〃思考与练习〃计算题第

3、

4、5题；

2、完成任务工单2-2的任务总结■【学生】完成课后任务复习巩固学到的知识教学反思本节课教学整体效果不错，部分环节让学生觉得较为枯燥教U币要反思如何才能让学生感受到学习的乐趣、如何才能提局学生学习的积极性和主动性、如何才能激发出他们的学习潜能等教帅要秉承公平、公正，不能只注视学习成绩好的学生，对于学习成绩差的学生更是要多加鼓励和指导。