Государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Казанский авиационно-технический колледж имени П.В.Дементьева»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины __ОП.06 «Гидравлические и пневматические системы»
Для специальности 24.02.01 «Производство летательных аппаратов»
Вводится в действие
Казань
2014
ОДОБРЕНА Предметной (цикловой) комиссией спецдисциплин (наименование комиссии) _____________________________ _____________________________ Протокол № Председатель А.Т.Гарипова (личная подпись) (инициалы, Фамилия) ______________ (дата) | Составлена в соответствии с требованиями основной профессиональной образовательной программы ФГОС СПО по специальности 24.02.01. Производство летательных аппаратов (код) (название специальности) |
СОГЛАСОВАНО | УТВЕРЖДАЮ |
Заместитель директора по научно- методической работе Э.Р.Соколова __________ Разработчик (и): преподаватель КАТК (должность) | Заместитель директора по учебной работе Р.Р.Шамсутдинов _________ (личная подпись) (инициалы, фамилия) (дата) В.П.Данилова _________ ______________ ____________ _________________ ____________ (личная подпись) (инициалы, (дата) Фамилия) |
Рецензенты: Преподаватель КАТК (должность, наименование Организации) _________________________________ (должность, наименование Организации) | __________________________ _________ (инициалы, (телефон) Фамилия) ___________________________________ (инициалы, (телефон) Фамилия) |
стр. |
|
| |
| |
|
- ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Гидравлические и пневматические системы
- Область применения программы
Рабочая программа учебной дисциплины «Гидравлические и пневматические системы» является частью примерной основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности 24.02.01 «Производство летательных аппаратов» базовой подготовки.
Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании (в программах повышения квалификации и переподготовки) и профессиональной подготовке по профессиям рабочих: 18466 «Слесарь механосборочных работ».
- Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы.
Дисциплина ОП.06 «Гидравлические и пневматические системы» входит в профессиональный цикл как общепрофессиональная дисциплина.
1.3.Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
В результате изучения дисциплины студент должен уметь:
Составлять принципиальные схемы гидравлических и пневматических систем;
Производить расчеты по определению параметров гидро- и пневмосистем;
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
Физические основы функционирования гидравлических и пневматических систем;
Устройства и принцип действия различных типов приводов гидро- и пневмосистем;
Методику расчета основных параметров разного типа приводов гидро- и пневмосистем;
В результате изучения дисциплины формируются следующие компетенции:
ОК 1.Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2.Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5.Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования в профессиональной деятельности.
ОК 6.Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК8.Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации;
ПК 1.1. Анализировать объект производства: конструкцию летательного аппарата, агрегатов, узлов, деталей, систем, конструкторскую документацию на их изготовление и монтаж.
ПК 2.1. Анализировать техническое задание для разработки конструкции несложных деталей и узлов изделия и оснастки. Производить увязку и базирование элементов изделий и оснастки по технологической цепочке их изготовления и сборки.
ПК 2.2. Выбирать конструктивное решение узла.
ПК 2.3. Выполнять необходимые типовые расчеты при конструировании.
ПК 2.4. Разрабатывать рабочий проект деталей и узлов в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).
ПК 3.2. Проверять качество выпускаемой продукции и/или выполняемых работ.
максимальной учебной нагрузки обучающегося 69 часа, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 46 часов;
самостоятельной работы обучающегося 23 часа.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Количество часов |
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) | |
в том числе: | |
Лабораторные занятия | |
Практические занятия | не предусмотрены |
Контрольные работы | |
Самостоятельная работа обучающегося (всего) | |
в том числе: | |
Работа с технической литературой и составление конспектов. | |
Решение задач. | |
Изучение дополнительной литературы и подготовка доклада | |
Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачета |
|
2.3. Тематический план и содержание учебной дисциплины
«Гидравлические и пневматические системы»
Наименование разделов и Тем | самостоятельная работа обучающегося | Объем часов | Уровень освоения |
Раздел 1. Физические основы функционирования систем | |||
Введение | Краткая история развития гидравлики, гидравлических машин и гидропневмоприборов. Значение гидравлических и пневматических систем в авиационном производстве. Задачи дисциплины в профессиональной деятельности. Достоинство и недостатки гидро- пневмоприводов, области их применения, структура, классификация . | ||
Тема 1.1. Рабочие тела и масла | Функциональное назначение рабочих жидкостей. Определение жидкости. Понятие реальной и идеальной жидкости. Основные механические и физические свойства жидкостей. Приборы для измерения вязкости жидкости. Зависимость физических свойств жидкости от температуры и давления. Характеристики рабочих жидкостей и их заменителей, требования к ним. Выбор рабочих жидкостей. | ||
Лабораторная работа №1 | |||
Измерение вязкости жидкости |
|||
Самостоятельная работа: Работа с технической литературой по самостоятельному изучению и составлению кратких конспектов по основным физическим свойствам и особых состояния рабочих жидкостей (облитерация и кавитация), применяемых в гидравлических системах летательных аппаратах и авиационном производстве. | |||
Тема 1.2. Основы гидростатики | Основные задачи гидростатики. Силы, действующие в жидкости, находящейся в состоянии равновесия. Понятие гидростатического давления. Единицы измерения гидростатического давления в системе СИ. Основные свойства гидростатического давления. Закон Паскаля. Основное уравнение гидростатики. Понятие абсолютного, избыточного и вакуумметрического давления. Приборы для измерения давления. Гидростатические машины (гидравлические пресс и аккумулятор). Назначение, область применения, устройство и принцип действия. | ||
Самостоятельная работа: Работа с литературой по самостоятельному изучению и составление конспекта о приборах для измерения давления сред и о гидростатических машинах (гидравлические пресс и аккумулятор). Назначение, область применения, устройство и принцип действия. | |||
Тема 1.3. Основы гидродинамики | Задачи гидродинамики. Виды движения жидкости. Поток жидкости. Гидравлические элементы потока: площадь живого сечения потока, смоченный периметр, гидравлический радиус, объемный и весовой расход жидкости, средняя скорость движения потока. Уравнение неразрывности для потока жидкости. Энергия элементарной струйки. Уравнение Бернулли. Геометрический и физический смысл уравнения Бернулли для идеальной жидкости. Полный напор и его составные части. Построение пьезометрических и напорных линий. Примеры применения уравнения Бернулли в технике. Измерение скорости потока и расхода жидкости. Режимы движения жидкостей: ламинарный и турбулентный. Потери напора на трение при ламинарном и турбулентном движении. Формула Дарси – Вейсбаха. Шероховатость. Зоны русла. Коэффициент Дарси. Местные сопротивления. Коэффициент местного сопротивления. Понятия простого и сложного трубопровода. Гидравлический расчет простого трубопровода. Три основные задачи при расчете простого трубопровода, определение напора, расхода и диаметра | ||
Тема 1.4. Законы идеальных газов, законы термодинамики | Лабораторные работы №№ 2, 3. | ||
Измерение давления и расхода. Определение режима движения жидкости. |
|||
Определение потерь напора по длине. |
|||
Самостоятельная работа: Работа с литературой по самостоятельному изучению и составление конспекта о примерах и применении уравнения гидродинамики в технике. Решение задач: расчет числа Рейнольдса, скорости и расхода жидкости, величины потерь давления в гидросистеме, расчет простого трубопровода. Рабочие среды пневмоприводов, их свойства. Состав воздуха. Идеальный и реальные газы. Параметры состояния газа: давление, удельный вес, термодинамическая температура. Понятие об энтальпии и энтропии газа. Уравнение состояния идеального газа (Клапейрона-Менделеева). Закон Авогадро. Законы идеального газа (закон Гей-Люссака, Шарля и Бойля-Мариотта). Определение и задачи термодинамики. Первый и второй законы термодинамики. | |||
Самостоятельная работа: Работа с литературой. Решение задач. | |||
Раздел 2. Гидравлические и пневматические приводы. | |||
Тема 2.1. Структура и составные элементы гидропривода. Тема 2.2.Общие сведения о гидравлических машинах | Принцип работы гидравлического привода. Основные элементы объемных гидроприводов, их назначение. Требования к гидроприводам, их классификация, достоинство и недостатки. Область применения гидропривода. Условные графические обозначения элементов гидравлических и пневматических схем приводов изделий по ГОСТу. | ||
Самостоятельная работа: Работа с литературой по самостоятельному изучению и составлению конспекта «Область применения гидро- и пневмоприводов». Выписать из ГОСТа условные графические обозначения гидравлических и пневматических элементов на схемах проводов изделий. Классификация гидравлических машин. Определения насосов и гидродвигателей. Классификация насосов. Назначение и область применения основных типов насосов и гидродвигателей. Подача, напор, число оборотов, с которыми работает насос, момент на валу, потребляемая мощность, коэффициент полезного действия. Шестеренные насосы. Пластинчатые насосы. Устройство, принцип действия. Достоинство и недостатки. Пластинчатые насосы. Устройство, принцип действия. Достоинство и недостатки. Требования к насосам. Схема и принцип действия поршневого насоса. Устройство, принцип действия радиально-поршневых и аксиально-поршневых насосов. Область применения. Гидроцилиндры. |
Лабораторная работа: №4, 5, 6. | |||
Определение рабочих характеристик шестеренного насоса. | |||
Определение характеристик гидродвигателя. |
|||
Исследования характеристик объемного гидропривода с поступательным движением выходного звена. Самостоятельная работа: Работа с литературой. Составление конспектов по работе гидравлических машин. Решение задач. |
|||
Тема 2.3. Аппаратура гидроприводов | Назначение гидроаппаратов. Конструкции запорно-регулирующих элементов. Аппаратура для регулирования и контроля давления. Крановые и золотниковые распределители, их типы, принцип действия, подключение в гидросистему. Аппаратура для регулирования расхода рабочей жидкости. | ||
Лабораторные работы: №№ 7, 8. | |||
Исследование характеристик напорного гидроклапана. | |||
Исследование характеристик редукционного клапана. | |||
Самостоятельная работа: | |||
Работа с литературой по самостоятельному изучению и составление кратких конспектов о работе дросселирующих распределителях, их назначении и принципе действия. | |||
Тема 2.4. Регулирование скорости движения рабочих органов | Способы гидравлического регулирования скорости рабочих органов. Сущность, достоинство и недостатки схем объемного регулирования. Сущность, схемы, достоинства и недостатки дроссельного регулирования. Самостоятельная работа: Работа с литературой. Выписать недостатки схем регулирования. | ||
Тема 2.5. Вспомогательные элементы гидроприводов | Трубопроводы, их соединения и монтаж. Устройства для очистки масла. Типы фильтров, их конструкция, принцип действия. Способы подключения фильтров в гидросистему. Гидробаки. Теплообменники. | ||
Самостоятельная работа: | |||
Работа с литературой. Уплотнительные устройства. Расчет и обоснования выбора гидробаков, теплообменников. | |||
Тема 2.6.Структура и составные элементы пневмопривода. | Устройство и принцип действия поршневого компрессора. Теоретический и действительный процесс сжатия в компрессоре. Достоинства и недостатки поршневого компрессора Схема получения сжатого воздуха. Основное и вспомогательное оборудование поршневой компрессорной станции. | ||
Самостоятельная работа: | |||
Исследование работы поршневого компрессора по индикаторной диаграмме. | |||
Тема 2.7. Принципиальные схемы пневмоприводов. | Назначение и область применения пневмоприводов. Основные элементы пневмоприводов и их функциональное назначение. Достоинства и недостатки пневмоприводов. | ||
Самостоятельная работа: | |||
Примеры использования пневмоприводов в конструкции летательного аппарата и в авиационном производстве. | |||
Тема 2.8.Следящие приводы | Назначение и применение следящего привода. Схемы следящего привода технологического оборудования. | ||
Самостоятельная работа: | |||
Изучение работы гидропривода стабилизатора летательного аппарата. | |||
Тема 2.9. Основы расчета гидро- и пневмосистем. | Основы расчета гидропривода: определение параметров насоса, диаметров трубопровода, потерь давления в гидросистеме. Понятие о тепловом расчете пневмосистемы. | ||
Оценка качества обучения по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы» осуществляется согласно Государственному образовательному стандарту, который задает следующие качественные уровни освоения содержания обучения по учебным дисциплинам в следующих понятиях:
- уровень - “иметь представление, понимать” как способность идентифицировать объект изучения, дать его качественное описание, сформулировать характерные свойства; (компетентность не развита)
- уровень - “знать”, как способность воспроизвести изученный материал с требуемой степенью научности; (компетентность развита недостаточно)
3. уровень - “уметь” как способность использовать полученные знания в сфере профессиональной деятельности с возможным использованием справочной литературы; (компетентность развита достаточно)
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1.Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация дисциплины требует наличия учебного кабинета «Гидравлические и пневматические системы», снабженного оборудованием, с применением мультимедийных и интерактивных средств обучения.
Для закрепления теоретических знаний, приобретения практических навыков и умений рабочей программой дисциплины «Гидравлические и пневматические системы» предусматривается проведение лабораторных работ, ориентированных на базовые предприятия. Закрепляют получаемые знания по дисциплине студенты во время производственных экскурсий по тематике дисциплины в сборочные, испытательные цеха, отделы, лаборатории. Производственные экскурсии проводятся в период параллельно организованной производственной практики.
Кроме того, студенты в этот период непосредственно работают на конкретных рабочих местах, на производственных участках, в технологических бюро и отделах и участвуют в выпуске реальной продукции.
Таким образом, дисциплины «Гидравлические и пневматические системы» реализуется через календарно-тематическое и поурочное планирование содержания материала, применяемые формы и методы организации занятий.
Оборудование учебного кабинета:
Посадочные места по количеству обучающихся;
Рабочее место преподавателя;
Оборудование лаборатории:
- стенды: НТЦ-17 «Гидравлика», НТЦ-36 «Гидравлические машины и гидроприводы», НТЦ-37 «Гидравлические аппараты», установки лаборатории «Капелька», гидравлические жидкости, вискозиметры, ареометр.
Технические средства обучения:
Компьютер с лицензионным программным обеспечением и мультимедиапроектор;
Электронные ресурсы;
Кодоскоп (фолии по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы»).
3.2. Информационное обеспечение обучения
Учебно-методическая литература по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы» включает в себя: учебники, учебные пособия, электронные учебники, справочники, задачники, энциклопедии, которые используются в учебном процессе, методические пособия по проведению деловых игр, методические пособия по разработки лекций, конспекты уроков, опорные конспекты для студентов, рабочую тетрадь, методические рекомендации по проведению лабораторных работ, методические разработки уроков, журналы-отчеты по выполнению лабораторных работ.
Кроме этого в учебном процесс важное значение приобретает целенаправленный отбор, систематизация и использование разного рода производственной документации, так при изучении специальной дисциплины «Гидравлические и пневматические системы» используется техническая, технологическая, нормативная литература.
I Основная литература
1.Брюханов О.Н. Основы гидравлики и теплотехники: учебник для студ. сред. проф. образования / О.Н.Брюханов, А.Т.Мелик-Аракелян, В.И.Коробко - 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2008-240с
2.Брюханов О.Н. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики.: Учебник для СПО.- М.: ИНФРА – М,2008-254с.
3. Веригин И.С. Компрессорные и насосные установки: учебник для нач. проф. образования/ И.В.Веригин - М.: Издательский центр «Академия», 2007-288с.
4. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод: учеб. пособие для студ.высш.учеб.заведений / [Т.В. Артемьева, Т.М.Лысенко, А.Н.Румянцева, С.П.Стесин] ; под ред.С.П. Стесина. – 4-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2008-336с.
5. Исаев Ю.М. Гидравлика и гидро- пневмопривод: учебник для студ. учреждений сред. проф.образования / Ю.М.Исаев, В.П.Коренев. – М.: Издательский центр «Академия», 2009-176с.
6. Лепешкин А.В. Гидравлические и пневматические системы: Учебник для сред. проф.образования / А.В.Лепешкин, А.А.Михайлин; Под ред. Ю.А.Беленкова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 336с.
7. Никитин О.Ф., Холин К.М. Объемные гидравлические и пневматические приводы. Учебное пособие для техникумов. – М.: Машиностроение, 1981-269с.
8.Столбов Л.С. и др. Основы гидравлики и гидропривод станков: Учебник для техникумов по спец. «Металлообрабатывающие станки и автоматизированные линии», «Производство контрольно-измерительных инструментов и приборов», «Обработка металлов резанием», «Инструментальное производство»/ Л.С.Столбов, А.Д.Перова, О.В.Ложкин.- М.: Машиностроение, 1988.-256с.
9.Холин К.М., Никитин О.Ф. Основы гидравлики и объемные гидроприводы: Учебник для учащихся средних спец.учеб.заведений.- 2-е изд., перераб и доп.-М.: Машиностроение, 1989.-264с.
10.Шейпак А.А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебник. Ч.1: Основы механики жидкости и газа; 6-е изд., стереотип. – М.: МГИУ, 2007.- 264с.
II ЭБС IPR books
III дополнительная литература
- Кузнецов В.Г. Приводы станков с программным управлением: Учеб. пособие.- М.:Машиностроение, 1983 – 302с.
- Гидравлические и пневматические системы: Методические указания. –Казань, 2014.
Электронные издания:
- Ресурсы удаленного доступа (интернет-ресурсы):
Единое окно доступа к образовательным ресурсам: портал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://window/ edu.ru. Дата обращения: 26.12.2012.
Контроль и оценка
Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания) | Основные показатели Оценки результата | Формы и методы контроля и оценки результатов обучения |
УМЕНИЯ | ||
Составлять простые принципиальные гидро- и пневмосистемы | - демонстрация точности распознавания условных обозначений гидро- и пневмоэлементов на принципиальных схемах, согласно ГОСТ 2.781-96; Демонстрация точности составления гидро- и пневмосхемы с использованием элементов гидро- и пневмосистем; Четкое и краткое объяснение функционального назначения элементов гидро- и пневмосистем Четкое и краткое объяснение схемы движения рабочего тела в гидро- и пневмосистемах; Успешное объяснение структурной схемы преобразования энергии в гидро- и пневмосистемах; Демонстрация приемов настройки, регулировки и снятия характеристик элементов гидро- и пневмосистем. | Лабораторные работы №2, 5, 6, 7, 8 Дифф.зачет. |
Производить расчеты по определению основных параметров гидро- и пневмоприводов | Успешное определение основных параметров гидро- и пневмосистем; Обоснование выбора формул для расчета основных параметров; Расчет и измерение основных параметров. | Лабораторные работы № 2, 3, 4, 5, 6 Дифф.зачет. |
ЗНАНИЯ | ||
Физические основы функционирования гидравлических и пневматических систем | Четкое и краткое изложение о назначении и основных механических и физических свойствах рабочих тел и масел; Точное оценивание характеристик рабочих тел и масел на соответствие требованиям технической документации; Четкое и краткое изложение основных понятий и законов гидростатики и гидродинамики; Успешное обоснование последовательности действий при определении потерь энергии в гидро- и пневмосистемах. Четкое и точное изложение структурной схемы преобразования энергии в гидро- и пневмосистемах; Аргументированное изложение функционального назначения элементов гидро- и пневмосистем. | Тестовые задания, устный опрос, решение задач, контрольная работа, самостоятельная работа. Дифф.зачет. |
Устройства и принцип действия различных типов приводов гидро- и пневмосистем. | Четкое и точное объяснение о назначении и области применения устройств гидро- и пневмосистем; Успешное понимание основных параметров гидро- и пневмоаппаратов; Четкое и краткое описание устройства и принцип работы гидро- и пневмоустроств; Четкое и краткое описание достоинства и недостатков гидро- и пневмоустройств | Тестовые задания, устный опрос, самостоятельная работа Дифф.зачет. |
Методику расчета основных параметров разного типа проводов гидро- и пневмосистем | Успешное понимание цели расчета; Успешное понимание последовательности действий при расчете основных параметров разного типа приводов гидро- и пневмосистем; Владение навыками поиска необходимой информации для выбора и расчета основных видов гидро- и пневмооборудования; | Тестовые задания, устный опрос, самостоятельная работа. Дифф.зачет. |
КОМПЕТЕНЦИИ | ||
ОК1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. ОК2 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность. ОК4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования в профессиональной деятельности. ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями. ОК8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации; ПК 1.1. Анализировать объект производства: конструкцию летательного аппарата, агрегатов, узлов, деталей, систем, конструкторскую документацию на их изготовление и монтаж. ПК 2.1. Анализировать техническое задание для разработки конструкции несложных деталей и узлов изделия и оснастки. Производить увязку и базирование элементов изделий и оснастки по технологической цепочке их изготовления и сборки. ПК 2.2. Выбирать конструктивное решение узла. ПК 2.3. Выполнять необходимые типовые расчеты при конструировании. ПК 2.4. Разрабатывать рабочий проект деталей и узлов в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). ПК 3.2. Проверять качество выпускаемой продукции и/или выполняемых работ. | Понимание предметных знаний в будущей профессии; участие в олимпиадах по дисциплине, научно-практических конференциях; Качественное выполнение учебных заданий. Своевременное выполнение всех этапах учебного процесса на уроках, лабораторных работах; в процессе актуализации, формирования новых знаний и их закреплению. Оценка правильности постановки задачи и её выполнения в условиях лабораторных работ. Эффективный поиск необходимой информации; использование различных источников, включая электронные учебники. Подбор необходимой информации, включая Интернет ресурсы, для решения задач на занятиях, подготовки к зачету. Демонстрация знаний личностных качеств коллег для эффективной работы в команде; использование профессиональной лексики при взаимодействии с коллегами, преподавателями, и руководством в ходе обучения. Демонстрация знаний дополнительной технической литературы и журналов по профилю специальности. Демонстрация знаний по чтению рабочих чертежей на изготовление деталей, узлов и систем ЛА; по чтению чертежей на оснастку и сборочное приспособление для изготовления и монтажа деталей и узлов ЛА. Демонстрация знаний по конструкции несложных деталей и узлов изделия и соотнесения её с математической моделью ЛА; по способам и методам сборки в соответствии с требованиями чертежей на изготовление; по обоснованию увязки и базированию элементов изделий в сборочном приспособлении; по подбору высокопроизводительного и экономичного оборудования и инструментов. Демонстрация знаний и анализа по конструкции узла, его назначении в ЛА, способов изготовления и монтажа, о передовых технологиях и контроля. Демонстрация знаний: по поиску исходных данных и выбору формул для расчетов; подбору информационных технологий и программ. Демонстрация знаний по графическому изображению деталей и узлов для раскрытия формы и последовательности соединений элементов конструкции деталей и узлов. Демонстрация знаний требований технологической и конструкторской документации по изготовлению выпускаемой продукции и способам контроля её качества. | Оценка содержания портфолио студента; мониторинг выполнения работ на учебной практике. Беседа, наблюдение, оценка результатов выполнения лабораторных работ; практики на базовом предприятии. Анализ и наблюдение за выполнением лабораторной работы с моделированием нестандартных ситуаций. Оценка и анализ работы оборудования, используемого в лабораторной работы. Оценка содержания теоретических знаний при защите лабораторных работ, и в процессе образовательной программы Оценка командной защиты лабораторных работ. Оценка содержания прочитанной и осмысленной дополнительной информации по гидравлическим и пневматическим системам. Оценка результатов выполнения лабораторных работ и соотнесения их к авиационному производству. Оценка знаний по устройству и сборке гидравлических и пневматических систем. Оценка знаний о передовых технология сборки. Оценка результатов расчетов по исходным данным. Оценка по чтению графических изображений и понимания сущности гидравлических и пневматических систем. Оценка качества сборки гидравлических и пневматических систем. |
РЕЦЕНЗИЯ
на рабочую программу дисциплины ОП. 07 «Гидравлика» для специальности 160706 «Производство авиационных двигателей» среднего профессионального образования
(базовая подготовка среднего профессионального образования)
Рецензент: И.Б.Потоцкая, преподаватель высшей категории ГБОУ СПО «Казанский авиационно-технический колледж им. П.В.Дементьева».
Рабочая программа дисциплины «Гидравлика» составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) к уровню подготовки выпускников специальности 160706 «Производство авиационных двигателей».
Рабочая программа содержит все необходимые разделы: паспорт учебной дисциплины, структуру содержание дисциплины. Условия реализации рабочей программы, контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины.
Содержание программы согласно учебному плану данной дисциплины рассчитано на 72 часов, из них 48 теоретических занятий, 8 часов лабораторных занятий. Самостоятельная работа составляет 24 часа. Тематика лабораторных работ разработана с учетом требований ФГОС подготовки специалистов специальности 160706 и имеющегося в колледже лабораторного оборудования.
Итоговая форма контроля по дисциплине является дифференцированный зачет.
Рабочая программа дисциплины «Гидравлика» разработана методически грамотно и может быть применена в учебном процессе Казанского авиационно-технического колледжа им. П.В.Дементьева».
Рецензент И.Б.Потоцкая
преподаватель высшей категории
ГБОУ СПО КАТК
РЕЦЕНЗИЯ
на рабочую программу дисциплины ОП. 06 «Гидравлические и пневматические системы» для специальности 160108 «Производство летательных аппаратов» среднего профессионального образования
(базовой подготовки среднего профессионального образования)
Рецензент: Д.Р.Волков, начальник отдела по контролю качества ОАО КАПО им. С.П.Горбунова.
Рабочая программа дисциплины составлена для специальности 160108 «Производство летательных аппаратов» на основе требований Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) к содержанию дисциплины и рабочего плана Казанского авиационно-технического колледжа.
Рабочая программа отражает требования ФГОС СПО третьего поколения к минимуму содержания по дисциплине и уровню знаний и умений студентов по данной дисциплине, что является необходимым условием для учебного процесса.
В рабочей программе дисциплины «Гидравлические и пневматические системы»включены перечень знаний, умений, общих и профессиональных компетенций по темам, позволяющих преподавателю целенаправленно давать материал, каждая тема сопровождается описанием учебной деятельности студентов в виде самостоятельных и лабораторных работ. Итоговая форма контроля по дисциплине является зачет.
Предлагаемая рабочая программа дисциплины «Гидравлические и пневматические системы» Даниловой В.П. составлена методически грамотно и может быть использована в учебном процессе КАТК.
Рецензент Д.Р.Волков
Начальник отдела
по контролю качества
ОАО КАПО им. С.П.Горбунова
4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения студентами гибких практико-ориентированных текущих домашних заданий, увязанных с конкретным рабочим местом во время практики;
Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания) | Формы и методы контроля и оценки результатов обучения |
1 | 2 |
Умения: | |
лабораторная работа № 2, 3, 4 |
|
-производить расчет основных параметров гидро- ипневмоприводов | лабораторная работа № 2, 3 |
-пользоваться нормативными документами, справочной литературой и другими информационными источниками при выборе и расчете основных видов гидравлического и пневматического оборудования | лабораторная работа № 3,4 |
Знания: | |
-физические основы функционирования гидравлических и пневматических систем | контрольная работа, домашняя работа |
- структуру систем автоматического управления на гидравлической и пневматической элементной базе |
|
-устройство и принцип действия гидравлических и пневматических устройств и аппаратов | тестовые задания, устный опрос, домашняя работа |
Традиционно применяются следующие виды контроля за ходом и качеством теоретического обучения по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы»:
-входной контроль – проводится в разовом порядке в начале чтения дисциплины с целью проверки базовых знаний по предшествующим дисциплинам «Конструкция летательных аппаратов», «Материаловедение», «Инженерная графика», «Аэродинамика»;
-текущий контроль – проводится систематически, на каждом занятии с целью установления правильности понимания студентами учебного материала и уровней овладения им;
-рубежный контроль – проводится с целью проверки уровня усвоения учебного материала после изучения каждого раздела, и подтверждения результатов текущих оценок, полученных студентами ранее;
-итоговый контроль – проводится по окончанию изучения дисциплины «Гидравлические и пневматические системы» и определяет достигнутый уровень усвоения студентами основного учебного материала по дисциплине в целом, качество сформированных у них базовых знаний, умений, навыков, профессиональных компетенций.
Средства контроля по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы» представлены в следующих видах: на бумажном и электронном носителе (контрольные вопросы, тесты, контрольные работы, кроссворды, экзаменационные билеты и др.) и технические средства контроля (компьютерные контролирующие программы).
Контрольные вопросы используются при всех видах контроля: входном, текущем, рубежном, итоговом. Особую ценность представляют вопросы продуктивного характера, включающие объяснения, обоснования и решения практических задач по гидравлическим и пневматическим системам, требующих активного мышления студентов.
Тесты также используются при всех названных выше видах контроля по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы», они подразделяются на: тесты первого уровня (выборочные): тесты опознания, тесты различения, тесты соотнесения; тесты второго уровня: тесты-подставки, конструктивные тесты, тесты-процессы; тесты третьего уровня: тесты-задачи, тесты-процессы (приложение).
Федеральное агенство по образованию
Псковский государственный университет
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
АВТОТРАНСПОРТНОЙ ТЕХНИКИ И ГАРАЖНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Учебно - методическое пособие
Введение
Широкое применение гидравлических и пневматических систем при использовании автомобильной техники и гаражного оборудования обусловлено определёнными преимуществами перед другими типами приводов (в частности, механическим приводом), позволяющими реализовать задачи, сформулированные на стадии конструирования.
Применение объёмного гидропривода позволяет получить значительную мощность на выходе при малой удельной массе. Возможность создания больших передаточных отношений, бесступенчатое регулирование скорости выходного звена, простое и надёжное предохранение от перегрузок, простота преобразования в поступательное обусловили широкое применение объёмного гидропривода в силовых системах автотранспортной техники ( , привод , буровые установки, автовышки, подъём кузова автомобиля и т. п.).
Динамический гидропривод (в частности, гидротрансформатор – ГДТ) получил широкое применение в автоматической трансмиссии легковых и грузовых автомобилей. С помощью ГДТ реализуют такие возможности автомобиля, как пуск двигателя под нагрузкой, плавное трогание с места и повышение проходимости вследствие плавного нарастания крутящего момента на колёсах автомобиля, возможность глубокого бесступенчатого регулирования, и др.
Пневматический привод широко применяется в тормозных системах грузовых автомобилей, привода открывания и закрывания дверей автобуса, в подвеске автомобиля. Отличительными особенностями пневмопривода от гидропривода являются свойства рабочего тела (атмосферного воздуха) – и сжимаемость, которые ограничивают применение пневмопривода.
Расчёт любого пневмо - или гидропривода начинают с анализа поставленных задач и проектирования принципиальной схемы, отражающей работу привода. Для освоения навыков составления принципиальных схем и предназначено это пособие.
Данное учебно – методическое пособие предназначено для проведения практических занятий со студентами всех форм обучения по направлениям 190600.62 «Автомобили и автомобильное хозяйство», 43.03.01 «Сервис автотранспортных средств».
1. Гидрообъёмная трансмиссия
Гидрообъёмная трансмиссия (ГОТ) предназначена для передачи крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) к колёсам транспортного средства. Механическая энергия на выходном валу ДВС с помощью насоса преобразуется в гидравлическую энергию потока рабочей жидкости, подводимого к гидромотору, который в свою очередь преобразует гидравлическую энергию жидкости в механическую энергию вращения, подводимую к колёсам транспортного средства. Структурная схема ГОТ изображена на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема ГОТ
Применение ГОТ обусловлено следующими преимуществами перед механической трансмиссией:
Возможность плавного бесступенчатого изменения передаточного отношения трансмиссии в широком диапазоне, что повышает проходимость транспортного средства и облегчает управление;
При бесступенчатом регулировании скорости не происходит разрыва потока мощности (при переключении передач в механической трансмиссии разрыв потока мощности может привести к срыву грунта колёсами при движении по поверхностям с низкой несущей способностью);
Отсутствие ряда механических агрегатов (фрикционное сцепление, карданная передача, коробка передач, главная передача, ) снижают вес транспортного средства;
Универсальность управления работой ГОТ позволяет размещать гидромоторы на достаточном удалении от насоса, что особенно важно для управления многоосными полноприводными транспортными средствами;
Защита от перегрузок и быстрый реверс.
К недостаткам ГОТ можно отнести мйньший КПД в сравнении с механической трансмиссией, достаточно высокую стоимость гидромашин и гидроаппаратов, невысокую долговечность и работу на малых скоростях.
Создание большого крутящего момента на выходном валу гидромотора обусловило применение следующих типов гидромашин:
Насос роторный аксиально – поршневой регулируемый реверсивный с наклонным диском или наклонным блоком;
Гидромотор роторный аксиально – поршневой или радиально – поршневой реверсивный нерегулируемый или регулируемый.
ГОТ применяют на транспортных средствах, предназначенных для работы на мягких грунтах при движении с небольшой скоростью. ГОТ оснащены такие мобильные средства, как карьерный самосвал «Белаз», автодорожная техника (например, самоходный вибрационный каток), сельскохозяйственные машины (зерноуборочные комбайны), самоходные погрузчики.
1.1. Типовая гидравлическая схема гидрообъёмной трансмиссии привода ведущих колёс транспортного средства
Рис. 2. Типовая схема ГОТ
Гидравлическая схема типовой ГОТ (рис. 2) включает в себя главный контур, который содержит регулируемый насос Н1 и нерегулируемый гидромотор М, систему управления трансмиссией, систему подпитки, обеспечивающую создание подпорного давления во всасывающей линии для устранения кавитации и утечек, систему предохранения трансмиссии от перегрузки, систему отвода избытка нагретой рабочей жидкости, прошедшей гидромотор, на слив, и систему кондиционирования рабочей жидкости, включающий фильтр тонкой очистки Ф, охладитель ОХ и гидробак.
Регулируемый реверсивный насос Н1 преобразует механическую энергию дизельного двигателя в гидравлическую, создавая в напорной линии поток рабочей жидкости под давлением. В зависимости от направления подачи жидкости одна из подходящих к насосу гидролиний будет напорной, другая – всасывающей. Нерегулируемый реверсивный гидромотор преобразует гидравлическую энергию потока рабочей жидкости в механическую. Таким образом, в системе «насос – гидромотор» происходит замкнутая циркуляция рабочей жидкости.
Система подпитки, которая обеспечивает подачу рабочей жидкости в главный контур вследствие отбора нагретой жидкости для охлаждения и утечек, включает шестерённый насос Н2, обратные клапаны КО1 и КО2, предохранительный клапан КП1. Насос Н2 подаёт охлаждённую рабочую жидкость из бака в главный контур через клапан КО1 или КО2, в зависимости от того, какая линия будет напорной. Например, если верхняя линия главного контура – напорная, клапан КО1 будет закрыт, так как давление в напорной линии будет больше, чем давление, создаваемое насосом Н2. В этом случае подача рабочей жидкости будет происходить в нижнюю (всасывающую) линию через клапан КО2. Клапан КП1 предотвращает случайное повышение давления.
Система управления ГОТ включает насос подпитки Н2, пропорциональный распределитель Р1 с ручным управлением, гидроцилиндр Ц для регулирования подачи рабочей жидкости насосом Н1, дроссель ДР. При изменении положения золотника распределителя Р1 (например, при перемещении золотника вправо), происходит подача рабочей жидкости от насоса Н1 в правую полость гидроцилиндра Ц1, вследствие чего подача жидкости насосом Н1 увеличивается, что в свою очередь увеличивает частоту вращения вала гидромотора М. Тяга, закреплённая на штоке гидроцилиндра Ц, перемещает корпус распределителя Р1, возвращая золотник в исходное положение, при котором в обе полости гидроцилиндра подаётся одинаковое количество рабочей жидкости. Таким образом, при прекращении перемещения золотника частота вращения вала гидромотора М сохраняется постоянной. Дроссель ДР служит для ограничения подачи рабочей жидкости.
Система предохранения от перегрузки включает два предохранительных клапана высокого давления КП1 и КП2, которые в случае превышения нагрузки на валу гидромотора М сбрасывает рабочую жидкость из напорной линии во всасывающую в обход гидромотора. Наличие двух клапанов обусловлено реверсивностью насоса Н1.
Система отвода нагретой жидкости включает распределитель Р2 с гидравлическим управлением, клапан КП 4 и охладитель ОХ. Так как подача насоса Н2 больше утечек, то образующийся во всасывающей линии излишек рабочей жидкости, нагретый после выхода из гидромотора, через гидравлически управляемый золотниковый распределитель Р2 и переливной клапан КП4 поступает через охладитель ОХ в бак. Золотник распределителя Р2 перемещается под воздействием давления в напорной линии. Клапан КП4 ограничивает давление подпитки, а распределитель Р2 обеспечивает соединение клапана КП4 с всасывающей линией и блокирует поступление к нему жидкости из напорной линии.
1.2. Гидравлическая схема гидрообъёмной трансмиссии с дополнительным насосом
Отличие схемы, изображённой на рис. 3, от предыдущей является наличие отдельного насоса подпитки Н3 и применение одного предохранительного клапана с предварительным управлением КП2 вместо двух.
Предохранительные клапаны КП2 и КП3, указанные в предыдущей схеме (рис. 2), имеют значительные размеры и высокую стоимость. Кроме того они должны содержать устройства для предотвращения колебаний запорно – регулирующего элемента клапана.
Рис. 3. Гидравлическая схема ГОТ с дополнительным насосом
В представленной схеме при увеличении давления в напорной линии выше установленного значения через один из обратных клапанов КО4 или КО5 рабочая жидкость подводится к клапану КП2 и, в случае превышения номинального давления через клапан КО2 или КО3 поступает во всасывающую линию. Например, если верхняя линия – напорная, то в случае превышения давления рабочая жидкость поступает через клапан КО4 к клапану КП2, и через клапан КО3 поступает в нижнюю всасывающую линию. Клапан КО1 предотвращает поступление рабочей жидкости к насосу Н3 системы подпитки и далее на слив.
Двухпозиционный распределитель Р3 с ручным управлением обеспечивает принудительное открытие клапана КП2 и слив рабочей жидкости из напорной линии во всасывающую при необходимости перевода трансмиссии в нейтральное положение.
Для обеспечения регулирования насоса Н1 установлен дополнительный насос Н2. Пропорциональный распределитель Р1 при нейтральном положении золотника обеспечивает поступление рабочей жидкости от насоса на слив через охладитель ОХ1, чем достигается дополнительное охлаждение жидкости и минимальные затраты потребляемой насосом Н2 мощности. Распределитель Р2 предназначен для направления потока рабочей жидкости из всасывающей линии через охладитель ОХ2.
Линейные привода предназначены для приведения в движение частей машин и механизмов по линейному поступательному движению. Привода преобразуют электрическую, гидравлическую энергию или энергию сжатого газа в движение или силу. В этой статье представлен анализ линейных приводов, их преимуществ и недостатков.
Как работают линейные привода
В связи с отсутствием жидкостей отсутствует риск загрязнения окружающей среды.
Недостатки
Начальная стоимость электрических приводов выше чем пневматических и гидравлических.
В отличие от пневматических приводов электрические привода (без дополнительных средств) не подходят для применения во взрывоопасных местах.
При продолжительной работе электродвигатель может перегреваться, увеличивая износ редуктора. Электродвигатель может также иметь большие размеры, что может привести к трудностям установки.
Сила электропривода, допустимые осевые нагрузки и скоростные параметры электропривода определяются выбранным электродвигателем. При изменении заданных параметров необходимо менять электродвигатель.
Линейный электропривод, включающий вращающийся электродвигатель и механический преобразователь
Пневматические привода
Преимущества
Простота и экономичность. Большинство пневматических алюминиевых приводов имеют максимальное давление до 1 МПа с рабочим диаметром цилиндра от 12,5 до 200 мм, что приблизительно соответствует силе в 133 - 33000 Н. Стальные пневматические привода обычно имеют максимальное давление до 1,7 МПа с рабочим диаметром цилиндра от 12,5 до 350 мм и создают силу от 220 до 171000 Н .
Пневматические привода позволяют точно управлять перемещением обеспечивая точность в пределах 2,5 мм и повторяемость в пределах 0,25 мм.
Пневматические привода могут применяться в районах с экстремальными температурами. Стандартный диапазон температур от -40 до 120 ˚C. В плане безопасности использование воздуха в пневматических приводах избавляет от необходимости использования опасных материалов. Данные привода удовлетворяют требованиям взрывозащищенности и безопасности, так как они не создают магнитного поля, в связи с отсутствием электродвигателя.
В последние годы в области пневматики достигнуты успехи в миниатюризации, материалах и интеграции с электроникой. Стоимость пневматических приводов низкая в сравнении с другими приводами. Пневматические привода имеют маленький вес, требуют минимального обслуживания и имеют надежные компоненты.
Недостатки
Потеря давления и сжимаемость воздуха делает пневматические привода менее эффективными, чем другие способы создания линейного перемещения. Ограничения компрессора и системы подачи значит, что работа на низком давлении приведет к маленьким силам и скоростям. Компрессор должен работать все время даже если привода ничего не перемещают.
Для действительно эффективной работы пневматические привода должны иметь определенные размеры для каждой задачи. Из-за этого они не могут использоваться для других задач. Точное управление и эффективность требуют распределители и вентили соответствующего размера для каждого случая, что увеличивает стоимость и сложность.
Несмотря на то, что воздух легко доступен, он может быть загрязнен маслом или смазкой, что приводит к простою и необходимости в обслуживание.
Гидравлические привода
Преимущества
Гидравлические привода подходят для задач требующих большие силы. Они могут создавать силу в 25 раз больше чем пневматические привода того же размера. Они работают при давлениях до 27 МПа.
Гидравлические двигатели имеют высокий показатель мощность на объем.
Гидравлические привода могут держать силу и момент постоянным без подачи насосом дополнительной жидкости или давления, так как жидкости в отличии от газа практически не сжимаются.
Гидравлические привода могут располагаться на значительном расстоянии от насосов и двигателей с минимальной потерей мощности.
Недостатки
Подобно пневматическим приводам потеря жидкости в гидравлических приводах приводит к меньшей эффективности. Помимо этого утечка жидкости приводит к загрязнениям и потенциальным повреждениям рядом расположенных компонентов.
Гидравлические привода требуют много сопровождающих компонентов, включающих резервуар для жидкости, двигатели, насосы, стравливающий клапан, теплообменник и др. В связи с чем такие привода сложно разместить.
Гидравлическая система представляет собой устройство, предназначенное для преобразования небольшого усилия в значительное с использованием для передачи энергии какой-либо жидкости. Разновидностей узлов, функционирующих по этому принципу, существует множество. Популярность систем этого типа объясняется прежде всего высокой эффективностью их работы, надежностью и относительной простотой конструкции.
Сфера использования
Широкое применение системы этого типа нашли:
- В промышленности. Очень часто гидравлика является элементом конструкции металлорежущих станков, оборудования, предназначенного для транспортировки продукции, ее погрузки/разгрузки и т. д.
- В авиакосмической отрасли. Подобные системы используются в разного рода средствах управления и шасси.
- В сельском хозяйстве. Именно через гидравлику обычно происходит управление навесным оборудованием тракторов и бульдозеров.
- В сфере грузоперевозок. В автомобилях часто устанавливается гидравлическая
- В судовом в данном случае используется в рулевом управлении, входит в конструктивную схему турбин.
Принцип действия
Работает любая гидравлическая система по принципу обычного жидкостного рычага. Подаваемая внутрь такого узла рабочая среда (в большинстве случаев масло) создает одинаковое давление во всех его точках. Это означает то, что, приложив малое усилие на маленькой площади, можно выдержать значительную нагрузку на большой.
Далее рассмотрим принцип действия подобного устройства на примере такого узла, как гидравлическая Конструкция последней довольно-таки проста. Схема ее включает в себя несколько заполненный жидкостью, и вспомогательные). Все эти элементы соединены друг с другом трубками. При нажатии водителем на педаль поршень в главном цилиндре приходит в движение. В результате жидкость начинает перемещаться по трубкам и попадает в расположенные рядом с колесами вспомогательные цилиндры. После этого и срабатывает торможение.
Устройство промышленных систем
Гидравлический тормоз автомобиля — конструкция, как видите, довольно-таки простая. В промышленных машинах и механизмах используются жидкостные устройства посложнее. Конструкция у них может быть разной (в зависимости от сферы применения). Однако принципиальная схема гидравлической системы промышленного образца всегда одинакова. Обычно в нее включаются следующие элементы:
- Резервуар для жидкости с горловиной и вентилятором.
- Фильтр грубой очистки. Этот элемент предназначен для удаления из поступающей в систему жидкости разного рода механических примесей.
- Насос.
- Система управления.
- Рабочий цилиндр.
- Два фильтра тонкой очистки (на подающей и обратной линиях).
- Распределительный клапан. Этот элемент конструкции предназначен для направления жидкости к цилиндру или обратно в бак.
- Обратный и предохранительный клапаны.
Работа гидравлической системы промышленного оборудования также основывается на принципе жидкостного рычага. Под действием силы тяжести масло в такой системе попадает в насос. Далее оно направляется к распределительному клапану, а затем - к поршню цилиндра, создавая давление. Насос в таких системах предназначен не для всасывания жидкости, а лишь для перемещения ее объема. То есть давление создается не в результате его работы, а под нагрузкой от поршня. Ниже представлена принципиальная схема гидравлической системы.
Преимущества и недостатки гидравлических систем
К достоинствам узлов, работающих по этому принципу, можно отнести:
- Возможность перемещения грузов больших габаритов и веса с максимальной точностью.
- Практически неограниченный диапазон скоростей.
- Плавность работы.
- Надежность и долгий срок службы. Все узлы такого оборудования можно легко защитить от перегрузок путем установки простых клапанов сброса давления.
- Экономичность в работе и небольшие размеры.
Помимо достоинств, имеются у гидравлических промышленных систем, конечно же, и определенные недостатки. К таковым относят:
- Повышенный риск возгорания при работе. Большинство жидкостей, используемых в гидравлических системах, являются горючими.
- Чувствительность оборудования к загрязнениям.
- Возможность протечек масла, а следовательно, и необходимость их устранения.
Расчет гидравлической системы
При проектировании подобных устройств принимается во внимание множество самых разных факторов. К таковым можно отнести, к примеру, кинематический жидкости, ее плотность, длину трубопроводов, диаметры штоков и т. д.
Основными целями выполнения расчетов такого устройства, как гидравлическая система, чаще всего является определение:
- Характеристик насоса.
- Величины хода штоков.
- Рабочего давления.
- Гидравлических характеристик магистралей, других элементов и всей системы в целом.
Производится расчет гидравлической системы с использованием разного рода арифметических формул. К примеру, потери давления в трубопроводах определяются так:
- Расчетную длину магистралей делят на их диаметр.
- Произведение плотности используемой жидкости и квадрата средней скорости потока делят на два.
- Перемножают полученные величины.
- Умножают результат на коэффициент путевых потерь.
Сама формула при этом выглядит так:
- ∆p i = λ х l i(p) : d х pV 2: 2.
В общем, в данном случае расчет потерь в магистралях выполняется примерно по тому же принципу, что и в таких простых конструкциях, как гидравлические системы отопления. Для определения характеристик насоса, величины хода поршня и т. д. используются другие формулы.
Типы гидравлических систем
Подразделяются все такие устройства на две основные группы: открытого и закрытого типа. Рассмотренная нами выше принципиальная схема гидравлической системы относится к первой разновидности. Открытую конструкцию имеют обычно устройства малой и средней мощности. В более сложных системах закрытого типа вместо цилиндра используется гидродвигатель. Жидкость поступает в него из насоса, а затем снова возвращается в магистраль.
Как выполняется ремонт
Поскольку гидравлическая система в машинах и механизмах играет значимую роль, ее обслуживание часто доверяют высококвалифицированным специалистам занимающихся именно этим видом деятельности компаний. Такие фирмы обычно оказывают весь комплекс услуг, связанных с ремонтом спецтехники и гидравлики.
Разумеется, в арсенале этих компаний имеется все необходимое для производства подобных работ оборудование. Ремонт гидравлических систем обычно выполняется на месте. Перед его проведением при этом в большинстве случаев должны быть произведены разного рода диагностические мероприятия. Для этого компании, занимающиеся обслуживанием гидравлики, используют специальные установки. Необходимые для устранения проблем комплектующие сотрудники таких фирм также обычно привозят с собой.
Пневматические системы
Помимо гидравлических, для приведения в движение узлов разного рода механизмов могут использоваться пневматические устройства. Работают они примерно по тому же принципу. Однако в данном случае в механическую преобразуется энергия сжатого воздуха, а не воды. И гидравлические, и пневматические системы довольно-таки эффективно справляются со своей задачей.
Плюсом устройств второй разновидности считается, прежде всего, отсутствие необходимости в возврате рабочего тела обратно к компрессору. Достоинством же гидравлических систем по сравнению с пневматическими является то, что среда в них не перегревается и не переохлаждается, а следовательно, не нужно включать в схему никаких дополнительных узлов и деталей.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (ГОУ ВПО «ЮРГУЭС»)
ГИДРАВЛИКА. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ В АВТОМОБИЛЯХ И ГАРАЖНОМ ОБОРУДОВАНИИ
Практикум
для студентов очной и заочной форм обучения специальностей 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования»
(Автомобильный транспорт), 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»
УДК 629.3.01(076) ББК 39.33-08я73 Г464
Составители:
к.т.н., доцент кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности»
В.И. Тимченко
И.К. Гугуев
доцент кафедры «Автомобильный сервис, организация и безопасность движения»
А.И. Шилин
ассистент кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности»
А.Г. Илиев
Рецензенты:
д.т.н., профессор кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности»
к.т.н., доцент кафедры «Автомобильный сервис, организация и безопасность движения»
С.Г. Соловьёв
Г464 Гидравлика. Гидравлические и пневматические системы в автомобилях и гаражном оборудовании: практикум / составители В.И. Тимченко, И.К. Гугуев, А.И. Шилин, А.Г. Илиев. – Шахты: Изд-
во ЮРГУЭС, 2007. – 57 с.
Практикум состоит из восьми научно-исследовательских лабораторных работ, кратких пояснений по выполнению этих работ и основных теоретических положений курса «Гидравлика. Гидравлические и пневматические системы в автомобилях и гаражном оборудовании» и библиографического списка.
УДК 629.3.01(076) ББК 39.33-08я73
© Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, 2007
© Тимченко В.И., Гугуев И.К., Шилин А.И., Илиев А.Г. 2007
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................... | |
Лабораторная работа № 1 | |
Исследование процессов охлаждения в автомобильных двигателях......... | |
Лабораторная работа № 2 | |
Исследование системы смазки автомобиля.................................................. | |
Лабораторная работа № 3 | |
Исследование процессов карбюрации в системе питания автомобиля...... | |
Лабораторная работа № 4 | |
Исследование гидравлических процессов в тормозной системе | |
автомобиля..................................................................................................... | |
Лабораторная работа № 5 | |
Изучение шестерённых гидромашин............................................................ | |
Лабораторная работа № 6 | |
Исследование роторно-пластинчатых гидромашин..................................... | |
Лабораторная работа № 7 | |
Испытания центробежных вентиляторов..................................................... | |
Лабораторная работа № 8 | |
Измерение расхода жидкости в инженерных сетях..................................... | |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК........................................................... |
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторный практикум разработан с целью оказания методической помощи при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Гидравлика. Гидравлические и пневматические системы в автомобилях и гаражном оборудовании» студентами специальностей 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (Автомобильный транспорт), 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» очной и заочной форм обучения.
К началу занятий студенты должны проделать следующую работу:
1. Изучить инструкцию к соответствующей лабораторной работе.
2. Подготовить «задел», который включает в себя:
− наименование работы;
− цель работы;
− основные теоретические положения;
− схему и описание экспериментальной установки (натурного узла автомобиля или гаражного оборудования);
− описание принципа действия гидравлической или пневматической системы, порядок проведения эксперимента;
− таблицу опытных данных;
− таблицу результатов расчёта.
После выполнения работы преподаватель подписывает таблицу опытных данных. В письменном виде приводится расчёт одного опыта. Вычисление каждой величины приводится по формуле: искомая величина, расчётная формула, численные значения, численный результат, размерность.
По лабораторной работе студент составляет отчёт, который включает в
− заполненные таблицы наблюдений и вычислений;
− подробный расчёт одного опыта;
− графики зависимостей функциональных величин;
− выводы .
Для защиты отчёта по лабораторной работе студент должен знать:
− необходимый теоретический материал;
− устройство экспериментальной установки (натурного узла автомобиля или гаражного оборудования);
− необходимые расчётные формулы;
− ответы на контрольные вопросы.
Студент, не отчитавшийся по трём предыдущим лабораторным работам, к выполнению последующих работ не допускается.
Лабораторная работа № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОХЛАЖДЕНИЯ В АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ
Цели и задачи:
1) Изучить зависимости гидродинамических параметров – расхода, давления, температуры охлаждающей жидкости в зависимости от частоты оборотов коленчатого вала, скорости движения автомобиля.
2) Разработать принципиальные схемы процессов охлаждения по малому и большому кругу.
3) Провести экспериментальные испытания на движущемся автомобиле.
4) Разработать гидравлическую схему охлаждения.
Краткие сведения из теории
1) Назначение систем охлаждения.
2) Основные элементы гидродинамической системы охлаждения.
3) Свойства применяемых охлаждающих жидкостей: плотность, температура кристаллизации, удельный вес, коэффициенты кинематической вязкости, температурного и объёмного расширения, теплоёмкость.
6) Определение основных параметров гидродинамической системы охлаждения: расхода, скорости, давления, температуры.
7) Измерительные приборы, применяемые для контроля оптимального режима работы системы охлаждения.
Рисунок 1.1 – Система охлаждения двигателя ВАЗ 2106
Пояснение к рисунку:
1. Трубка отвода жидкости от радиатора отопителя к насосу охлаждающей жидкости.
2. Шланг отвода охлаждающей жидкости от впускной трубы.
3. Шланг отвода охлаждающей жидкости из радиатора отопителя.
4. Шланг подвода жидкости в радиатор отопителя.
5. Перепускной шланг термостата.
6. Выпускной патрубок рубашки охлаждения.
7. Подводящий шланг радиатора.
8. Расширительный бачок.
9. Пробка бачка.
10. Шланг от радиатора к расширительному бачку.
11. Пробка радиатора.
12. Выпускной (паровой) клапан пробки.
13. Впускной клапан.
14. Верхний бачок радиатора.
15. Заливная горловина радиатора.
16. Трубка радиатора.
17. Охлаждающие пластины радиатора.
18. Кожух вентилятора.
19. Вентилятор.
20. Шкив привода насоса охлаждающей жидкости.
21. Резиновая опора.
22. Окно со стороны блока цилиндров для подачи охлаждающей жидкости.
23. Обойма сальника.
24. Подшипник валика насоса охлаждающей жидкости.
25. Крышка насоса.
26. Ступица шкива вентилятора.
27. Валик насоса.
28. Стопорный винт.
29. Манжета сальника.
30. Корпус насоса.
31. Крыльчатка насоса.
32. Приемный патрубок насоса.
33. Нижний бачок радиатора.
34. Отводящий шланг радиатора.
35. Ремень вентилятора.
36. Насос охлаждающей жидкости.
37. Шланг подачи охлаждающей жидкости в насос.
38. Термостат.
39. Резиновая вставка.
40. Входной патрубок.
41. Основной клапан.
42. Перепускной клапан.
43. Корпус термостата.
44. Патрубок перепускного шланга.
45. Патрубок шланга для подачи охлаждающей жидкости в насос.
46. Крышка термостата.
47. Поршень рабочего элемента.
Теоретические сведения. Система охлаждения предназначена для принудительного отвода от деталей двигателя лишнего тепла и передачи его окружающему воздуху. Благодаря этому создается определенный температурный режим, при котором двигатель не перегревается и не переохлаждается. Тепло в двигателях отводится двумя способами: жидкостью или воздухом. Эти системы поглощают 25–35 % тепла, выделяющегося во время сгорания топлива. Температура охлаждающей жидкости, находящейся в головке блока цилиндров, должна быть равна 80–95º. Такой температурный режим наиболее выгоден, обеспечивает нормальную работу двигателя и не должен изменяться в зависимости от температуры окружающего воздуха и нагрузке двигателя. Температура в течение рабочего цикла двигателя изменяется от 80–120º в конце спуска до 2000–2200º в конце сгорания смеси.
Если двигатель не охлаждать, то газы, имеющие высокую температуру, сильно нагревают детали двигателя, и они расширяются. Масло на цилиндрах и поршнях выгорает, и трение и износ возрастают, а от чрезмерного расширения деталей происходит заклинивание поршней в цилиндрах двигателя, и двигатель может выйти из строя. Чтобы избежать отрицательных влияний, вызываемых перегревом двигателя, его необходимо охлаждать.
Однако чрезмерное охлаждение двигателя вредно отражается на его работе. При переохлаждении двигателя на стенках цилиндров конденсируются пары топлива, смывая смазку, разжижают масло в картере. В этих условиях происходит интенсивный износ поршневых колец, поршней, цилиндров и снижается экономичность и мощность двигателя. Нормальная работа системы охлаждения способствует получению наибольшей мощности, снижению расхода топлива и увеличению срока службы двигателя без ремонта.
Большинство двигателей имеют жидкостные системы охлаждения (открытые или закрытые). У открытой системы охлаждения внутреннее пространство непосредственно сообщается с окружающей атмосферой. Распространение получили закрытые системы охлаждения, у которых внутреннее пространство только периодически сообщается с окружающей средой при помощи специальных клапанов. В этих системах охлаждения повышается температура кипения охлаждающей жидкости и уменьшается ее выкипание.
Электрический термоимпульсный манометр
Термоимпульсный электрический манометр состоит из датчика и указателя, в которых используется свойство биметаллической пластинки деформироваться при изменении температуры. В датчике манометра активный металл расположен снизу, т.е. со стороны контактов. Биметаллическая пластинка имеет П-образную форму, на одном плече пластинки расположена нагревательная обмотка. Другое плечо пластинки изолировано от «массы» и закреплено на подвижном кронштейне. В корпусе датчика закреплена диафрагма. При изменении давления она прогибается и изменяет усилие упругой пластинки, замыкающей контакты.
В указателе биметаллическая пластинка с обмоткой имеет также П- образную форму. Одно плечо пластинки закреплено на опоре, а другое шарнирно связано с серьгой, представляющей одно целое со стрелкой. Серьга шарнирно связана с упругим крючком опоры.
Принцип действия
Работает термоимпульсный манометр следующим образом. До включения замка зажигания подвижный контакт датчика прижат к неподвижному контакту с малым усилием, и стрелка указателя находится левее
«нуля». При включенном зажигании, до пуска двигателя, в цепи датчика и указателя появляются кратковременные импульсы тока, при этом активный металл пластинки указателя, расширяясь, деформирует пластинку, и стрелка прибора отходит вправо до деления «нуль». Это позволяет водителю судить об исправности прибора. Импульсы тока кратковременны, так как при нагревании биметаллической пластинки датчика происходит размыкание контактов при незначительном прогибе пластинки.
Таблица 1.1 – Экспериментальные данные
Измеряемые величины | Определяемые величины | |||||||||||
t охл, | t нагр, | Vж , | ∆P , | t | 2, | t ||2, |
|||||||
вентилятора | ||||||||||||
Примечание. ∆P – потеря давления;V – скорость движения автомобиля;n – число оборотов коленчатого вала;V ж – скорость охлаждающей жидкости;t охл – начальная температура охлаждающей жидкости;G – расход охлаждающей жидкости;t | 2, 0 С – конечная температура охлаждающей жидкости в варианте с малым кругом охлаждения;t || 2, 0 С – конечная температура охлаждающей жидкости в большом круге охлаждения.
Следует провести сравнения экспериментальных данных с теоретическими и сделать выводы по оптимизации рабочего режима систем охлаждения в автомобилях, обеспечивающих безопасность движения.
Контрольные вопросы:
1) Перечислить элементы местных сопротивлений в системе охлаждения.
2) Дать характеристики радиаторов и осевого вентилятора.
3) Показать принципиальную схему движения охлаждающей жидкости в системе.
4) Перечислить виды охлаждающих жидкостей.
5) Как определить потери напора насоса в системе.
6) От чего зависит давление и температура охлаждающей жидкости в системе.
Лабораторная работа № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ СМАЗКИ АВТОМОБИЛЯ
Цели и задачи:
1) Изучить режимы движения и свойства жидкости (автомобильные, моторные, трансмиссионные масла), назначение смазки.
2) Изучить гидравлические характеристики системы смазки: расход, давление, местные сопротивления – в системе смазки (фильтр, магистраль, каналы).
3) Показать зависимости параметров смазки от температуры двигателя.
Краткие сведения из теории:
1) Назначение системы смазки.
2) Основные элементы гидросистемы смазки.
3) Свойства рабочей жидкости: плотность, температура замерзания, удельный вес, коэффициенты кинематической вязкости, температурного расширения и объёмного расширения.
4) Принцип действия системы, неисправности, причины, устранение неисправностей.
5) Виды местных сопротивлений в системе.
6) Определение основных параметров гидродинамической системы смазки: расхода, скорости, давления.
7) Измерительные приборы, применяемые для контроля оптимального режима работы системы смазки.
Система смазки двигателя служит для подачи масла к трущимся поверхностям деталей, что уменьшает трение между ними и их износ, а также позволяет снизить потери мощности двигателя на преодоление сил трения. Во время работы двигателя масло, вводимое между деталями, непрерывно циркулирует, охлаждая детали, и уносит продукты их износа. Тонкий слой масла, находящийся на поршнях, поршневых кольцах и цилиндрах не только снижает их износ, но и улучшает компрессию двигателя.
Система смазки представляет собой ряд приборов и агрегатов для хранения, подвода, очистки и охлаждения масла:
− поддон картера двигателя;
− маслозаборник;
− масляный фильтр грубой очистки;
− масляный фильтр тонкой очистки;
− масляный насос;
− маслопроводы;
− масляный радиатор;
− контрольно-измерительные приборы и датчики.