Разработка диагностических материалов по изучению гидравлики и гидропривода для организации практических занятий в соответствие требований ФГОС 3+

В ряде конструкций пластины имеют принудительное ведение, для чего на их торцах выполняются оси 4, которые входят в ползушки 5, передвигающиеся при вращении ротора в кольцевых канавках 6, выполненных в крышках. Камеры под торцами пластин 7 при помощи канавок 8 соединяются в зависимости от положения пластин или с полостью всасывания, или с полостью нагнетания, и поэтому пластины, осуществляя всасывание и нагнетание, увеличивают производительность насоса. СЛАЙД 5Насосы однократного действия с двумя пластинами. Принципиальная схема работы, представленная на рис. 1, пригодна для насосов, у которых число пластин z не менее 3. При z = 2 угол между пластинами и принципиальная схема работы насоса должна быть выполнена так, как показано на рис. 2. Существенная разница между насосами, построенными по схемам, представленным на рис.

1 и 5, заключается в том, что для создания уплотнения между полостями нагнетания и всасывания в насосе, работающем по схеме, приведенной на рис. 5, ротор должен иметь контакт со статором. В насосе, работающем по схеме, показанной на рис. 1, уплотнение между полостями создается пластинами на дуге уплотнительной перемычки, соответствующей углу 8. Отмеченная особенность позволяет на основе схемы, представленной на рис.

5, конструировать только нерегулируемые насосы. Прижим пластин к внутренней поверхности статора осуществляется при помощи пружины. СЛАЙД 6НАСОСЫ ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯНаиболее известная и простая принципиальная схема работы насоса двойного действия представлена на рис. 3. Особенностью насосов этого типа является то, что пластины 2, свободно перемещающиеся в пазах ротора 1, при пуске насоса выбрасываются центробежной силой и в дальнейшем при работе контакт пластин с кривой статора 3 осуществляется под действием центробежной силы и давления нагнетаемой жидкости, которая для этой цели подводится в кольцевую канавку 4. Процессы всасывания и нагнетания осуществляют камеры насоса, каждая из которых образуется двумя соседними пластинами, внутренней поверхностью статора, наружной цилиндрической поверхностью ротора и двумя торцовыми поверхностями распределительных дисков.

При вращении ротора в направлении, указанном стрелкой, площадь С001С1 камеры всасывания увеличивается, а следовательно, увеличивается и объем камеры, в которой образуется разрежение, в результате чего камера заполняется всасываемой рабочей жидкостью. В то же время площадь АВВ1А1 камеры нагнетания уменьшается, что соответствует уменьшению объема всей камеры, и рабочая жидкость вытесняется в напорную магистраль. Для изоляции напорной магистрали от всасывающей на распределительных дисках выполняются перемычки на дуге, соответствующей углу е, величина которого определяется выражением (1). Профиль статора внутри угла е образуется радиусом г0, проведенным из центра О. За один оборот ротора каждая камера 2 раза производит всасывание и нагнетание рабочей жидкости, и поэтому насосы, работающие по такому принципу, получили название насосов двойного действия.

Таким образом, рассматриваемый насос имеет две полости всасывания и две полости нагнетания, которые соединяются в одну всасывающую и одну напорную магистрали обводными каналами (см. рис. 6). Такое выполнение насоса позволяет уравновесить давление рабочей жидкости наротор насоса, действующее в двух полостях нагнетания, расположенных диаметрально противоположно, и разгрузить подшипники.

Для полной уравновешенности число камер, равное числу пластин, должно быть четным. КОНСТРУКЦИИ ПЛАСТИНЧАТЫХ НАСОСОВ И ГИДРОМОТОРОВ. НАСОСЫ И ГИДРОМОТОРЫ ОДНОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯКонструкции насосов и гидромоторов однократного действия основаны на принципиальной схеме, представленной на рис. 1. Наиболее широко такие насосы и гидромоторы применяются в машиностроении ФРГ и в меньшей степени США.

В отечественном машиностроении насосы и гидромоторы однократного действия заметного распространения не получили, что объясняется широким применением насосов и гидромоторов двойного действия. Тем не менее конструкции таких насосов и гидромоторов заслуживают внимания главным образом потому, что они легко могут быть выполнены регулируемыми, чего нельзя осуществить в конструкциях двойного и многократного действия. Регулирование может осуществляться от руки или автоматически в соответствии с заданными условиями. СЛАЙД 7Конструкция регулируемого насоса фирмы «Racine» (США), с постоянным направлением потока представлена на рис. 7. Изменение производительности насоса осуществляется перемещением статора 1, опирающегося для уменьшения трения на игольчатый подшипник 2. Массивный вал 3, на шлицах которого насажен ротор 4 с наклонными пластинами 7, опирается на подшипники 5 и 6 и воспринимает нагрузку от давления рабочей жидкости на ротор. Вал, ротор, статор и пластины изготовлены из термически обработанных легированных сталей.

При пуске насоса пластины выбрасываются центробежной силой; во время работы пластины гидравлически уравновешены. В насосах используются бронзовые распределительные диски 8, осуществляющие распределение рабочей жидкости и имеющие окна для уравновешивания пластин. В насосе предусмотрены встроенные органы управления, позволяющие автоматически, в зависимости от нагрузки, изменять величину эксцентрицитета. Для этого имеется пружина 9, которая стремится установить статор 1 с минимальным эксцентрицитетом, т. е. в положение, соответствующее нулевой производительности.

В то же время три сильные пружины 10 действуют через дифференциальный поршень на статор 1, смещая его в сторону наибольшего значения эксцентрицитета. Давление рабочей жидкости, нагнетаемой насосом и подводимой через отверстие 12, действует на дифференциальный поршень 11 и воспринимается пружинами 10. Когда при возрастании нагрузки увеличивающееся давление рабочей жидкости в напорной магистрали преодолевает усилие пружин 10, поршень 11 поднимается, и статор 1 под действием пружины 9 передвигается в сторону уменьшения эксцентрицитета, в результате чего уменьшается производительность насоса. Насосы рекомендуются фирмой для максимального давления 70 кГ/см2 (для некоторых моделей допускается кратковременная работа при давлении до 105 кПсм2) и выпускаются производительностью от 18,9 до 265 лімин. Рекомендуемая вязкость масла от 45 до 55 сст при температуре +38° С, максимальная температура масла +65° С.

Насосы «Racine» выпускают в одинарном и сдвоенном исполнении. Пластинчатые гидромоторы фирмы «Racine», как и насосы—однократного действия. Поэтому вал гидромотора вращается в тяжелых подшипниках, воспринимающих радиальную нагрузку на ротор от давления рабочей жидкости. Фирма изготовляет гидромоторы нескольких размеров с максимальной мощностью до 16 кет. Скорости вращения этих гидромоторов от 50 до 3500 об/мин. Рабочее давление до 105 кПсм2. СЛАЙД 8Фирма «Oswald Forst» (ФРГ) выпускает регулируемые пластинчатые насосы «Еnоr» (рис. 8). В пазах ротора 1 расположены одиннадцать пластин 2, принудительно ведомых при помощи сухарей 4, скользящих в кольцевых канавках боковых дисков 5.

Для лучшего уплотнения между пластиной 2 и статором 3 по всей длине верхней кромки пластины 2 имеется паз, в который помещена стальная пластина 6, прижимаемая к внутренней поверхности статора 3 пружиной. Ротор 1 насоса насажен на шлицы вала 7, вращающегося в тяжелых роликовых конических подшипниках 8. Так как этот насос однократного действия, то его ротор гидравлически нагружен давлением рабочей жидкости со стороны полости нагнетания. Эта нагрузка воспринимается роликоподшипниками. Изменение производительности насоса осуществляется смещением статора 3 от среднего положения.

Изменение эксцентрицитета осуществляется вручную с помощью маховичка 9. Рабочая жидкость всасывается и нагнетается по каналам 10, расположенным в статоре 3. Конструкция гидромотора выполняется аналогично. Фирма «Boehringer» (ФРГ) выпускает гидропередачи «Sturm», состоящие из пластинчатого насоса и пластинчатого гидромотора, аналогичных по конструкции. В этих гидропередачах регулирование скорости вращения на выходе осуществляется или путем изменения эксцентрицитета насоса, или путем изменения эксцентрицитета гидромотора, или изменением того и другого вместе. СЛАЙД 9 В конструкции гидропередачи (рис. 9) регулирование осуществляется изменением эксцентрицитета насоса, а гидромотор выполнен нерегулируемым. В остальном конструкции насоса и гидромотора аналогичны. Ведение семи пластин 1, расположенных в радиальных пазах ротора 2, осуществляется с помощью ползушек 3, скользящих по кольцам 4, расположенным в боковых дисках 5 концентрично со статором 6. Насос и гидромотор имеют общую распределительную ось 7; подвод и отвод рабочей жидкости в камеры между пластинами 1 осуществляется через каналы 8 в роторе 2. Полости 9 под пластинами 1 соединены с дренажом.

Для лучшего уплотнения между пластиной 1 и статором 6 на верхней кромке каждой пластины имеется специальный поворотный элемент 10, скользящий по внутренней поверхности статора 6 и прижимаемый к нему пружинами 11. Статор 6 вместе с боковыми дисками 5 вращается в шарикоподшипниках 12, что снижает трение и уменьшает износ деталей. Так как насос и гидромотор однократного действия, то имеется неуравновешенная сила от давления рабочей жидкости со стороны полости нагнетания, которая действует и на ротор 2, и на статор 6. Шарикоподшипники 13 ротора 2 и шарикоподшипники 12 статора 6 предназначены для восприятия этой силы. Насос и гидромотор расположены в общем корпусе 14, служащем одновременно резервуаром для рабочей жидкости. Для лучшего охлаждения на валу 15 насоса насажен вентилятор 16, который прогоняет воздух через трубы 17, расположенные в корпусе 14 ниже уровня рабочей жидкости, и по ребрам корпуса 14. Для обеспечения возможности работы насоса при обоих направлениях вращения и для защиты от перегрузки в насосе встроены клапаны 18. При изменении эксцентрицитета насоса статор 6 с дисками 5, шарикоподшипниками 12 и кольцами 19 со срезанными параллельно один другому краями перемещаются по направляющим 20, выполненным в крышке 21 и втулке 22. НАСОСЫ ОДНОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ С ДВУМЯ ПЛАСТИНАМИСЛАЙД 10Насос С12−12, выпускаемый Елецким заводом «Гидропривод» (рис.

10), работает по принципиальной схеме, приведенной на рис. 5. В корпусе 1 на штифте 6 укреплен статор 3. Утолщенная часть валика 5, расположенного эксцентрично по отношению к круглому отверстию статора 3, имеет паз, в котором находятся две пластины 4, распираемые пружиной 7 для постоянного соприкосновения пластин с внутренней поверхностью статора 3. Валик 5 вращается в бронзовой втулке 8, запрессованной в корпус 1.

Всасывание происходит за счет увеличения пространства между пластиной 4, статором 3 и валиком 5 при вращении этого валика. С торцов камера всасывания ограничена корпусом 1 и крышкой 2. Нагнетание происходит за счет уменьшения камеры нагнетания. Статор 3 и крышка 2 изготовляются из стали 15, цементированной и закаленной, пластины 4 — из закаленной стали 45, валик 5 — из улучшенной стали 45, корпус 1 — из чугуна СЧ21−40. Производительность насоса 5,7 л/мин, давление до 1,5 кГ/см2. Тот же завод выпускает аналогичные насосы С12−21 и С12−23 (нормаль МН3032−61) производительностью соответственно 1,6 и 5 л/минпри давлении до 2,5 кГ/см2 (рис. 11).

В этих насосах вместо двух пластин, распираемых пружиной, установлена одна, а отверстие в статоре выполнено из двух полуокружностей, расстояние между центрами которых 0,1—1,1 мм. Такая конструкция, исключающая пружину, более надежна, но требует точного изготовления внутренней поверхности статора. Статор изготовляется из стали 20Х, цементированной и закаленной, пластина—из стали 40Х, валик — из стали 45, закаленной с нагревом т. в. ч. СЛАЙД 11Насос С12−4, выпускаемый Елецким заводом «Гидропривод», нагнетает рабочую жидкость при любом направлении вращения вала. При вращении вала по часовой стрелке (рис.

12) рабочая жидкость всасывается через отверстие 17 в корпусе 1 и отверстие 12. В статоре 4 и подается в напорную магистраль через отверстие ІЗ в статоре 4 и отверстие 18 в корпусе 1. Штифт 9 статора 4, расположенный в пазу 10 промежуточной крышки 2, находится в крайнем правом положении. При изменении направления вращения вала 6 статор 4, увлекаемый трением пластин 5, прижимаемых к статору 4 пружиной 16, поворачивается в направлении вращения вала 6 (в данном случае — против часовой стрелки) на 90° до упора штифта 9 в левую стенку паза 10. Отверстие 12 статора 4 при этом устанавливается против отверстия 18 корпуса 1, а отверстие 13 статора 4 — против канала 15 корпуса 1. Всасывание рабочей жидкости происходит через отверстие 17 и канал 14 корпуса 1 и далее через отверстие 7 в промежуточной крышке 2, канал 11 в крышке 3, отверстие 8 в промежуточной крышке 2, канал 15 корпуса 1 и отверстие 13 статора 4. Нагнетание рабочей жидкости осуществляется через отверстие 12 статора 4 и отверстие 18 корпуса 1. Производительность насосов 1,6; 3; 5 и 8л! мин-, давление до 2,5 кПсм2. Детали изготовляют из тех же материалов, что и у насосов С12−2. Насосы С12 предназначены для подачи рабочей жидкости в смазочные системы машин.

При изготовлении деталей насосов С12 следует руководствоваться данными, приведенными ниже. СЛАЙД 12 В насосах фирмы «Portable Electric Tools» (США) в пазу ротора 1 (рис. 13) расположены две пластины 2, скользящие своими плоскостями одна по другой. Для прижима пластин 2 к статору 3 в каждой пластине имеется окно, в котором расположена пружина 4. Преимуществом насосов такой конструкции является малая величина отношения, что благоприятно сказывается на долговечности насоса (см. ниже).

Насосы модели 100 выпускают на давление 0,6 кГ/см2, производительностью 3,79 л/мин при 180 об/мин.СЛАЙД 13НАСОСЫ И ГИДРОМОТ0РЫ ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯНаиболее известной является конструкция насоса двойного действия, работающего по принципиальной схеме, представленной на рис. 6. В чугунном корпусе 1 с литыми каналами всасывания и нагнетаниясмонтирован статор 2, имеющий внутри криволинейную профилированную поверхность, по которой скользят двенадцать закаленных пластин 3, свободно перемещающихся в радиальных пазах ротора 4. Ротор вращается в подшипниках скольжения, выполненных за одно целое с бронзовыми распределительными дисками 5 и 6, имеющими по два сквозных окна 8 для всасывания и по два таких же окна 9 для нагнетания рабочей жидкости. За один оборот ротора производится два цикла всасывания и нагнетания. Распределительные диски 5 и 6 жестко прижаты к статору 2 прижим дисков определяется затяжкой винтов, соединяющих крышку 7 насоса с корпусом 1.

Подвод рабочей жидкости под пластины для прижима их к статору осуществляется при помощи отверстий 10, соединенных с окнами 9. Для отвода утечек предназначено концевое соединение 11. Насос крепится при помощи четырех отверстий во фланце 12. Насосы большей производительности (150—200 л/мин) отличаются от насосов меньшей производительности тем, что всасывание рабочей жидкости в них. Существенным недостатком конструкции является недостаточный срок службы, не соответствующий повышенным требованиям, предъявляемым в настоящее время. При работе насоса, вследствие трения острых кромок вращающегося ротора и пластин о торцы бронзовых распределительных дисков, происходит быстрый износ последних, из-за чего возрастают объемные потери, и производительность насоса уменьшается. СЛАЙД 14 В одинарных пластинчатых насосах Г12−2 производительностью от 5 до 100 л/мин (рис.

15) положение деталей насоса соответствует вращению вала, но часовой стрелке (со стороны вала). В насосах производительностью от 5 до 35 л/мин применены распределительные диски 1 и 2, выполненные из стали 20Х, цементированной и закаленной; в насосах большей производительности диски выполнены из сурьмянистого чугуна. Со стороны всасывающего отверстия (со стороны крышки 3) расположен распределительный диск 1, в котором имеются два окна 4 для всасывания, а со стороны отверстия нагнетания (со стороны корпуса 5) расположен распределительный диск 2, в котором имеются два окна 6 для нагнетания рабочей жидкости. Диск 2 — плавающего типа; в начале работы он прижимается к статору пружинами 7, а в процессе работы — давлением в полости нагнетания. Плавающий диск 2 имеет шейку, уплотненную в отверстии корпуса 5 при помощи резинового кольца 17.

Применение плавающего распределительного диска, кроме повышения износостойкости, упрощает сборку насоса, так как винты, соединяющие крышку 3 насоса с корпусом 5, можно затягивать до отказа, не прибегая к кропотливой регулировке затяжки винтов, что необходимо при применении жестко прижатых распределительных дисков. При этом исключается также возможность заедания, что случается при пуске без давления насосов старой конструкции, торцы распределительных дисков которых остаются в этот момент без смазки. Число пластин 8 в насосах Г12−2 равно двенадцати. Пластины изготовлены из закаленной стали Р18. Прижим пластин к внутренней поверхности статора 9 осуществляется за счет давления рабочей жидкости, подведенной под пластины через отверстия 10 в диске 2. При пуске насоса прижим пластин к статору производится центробежной силой. Статор 9 изготовлен из закаленной стали ШХ15. Ротор 11 насоса выполнен без шеек, что удешевляет его изготовление и снижает расход металла. Ротор изготовлен из стали 20Х, цементированной и закаленной. Для получения качественных отливок в насосе применены открытые каналы нагнетания и всасывания, с раздельным их расположением в корпусе 5 и в крышке 3.

Корпус и крышка насоса изготовлены из чугуна СЧ 21−40.Для предотвращения утечек рабочей жидкости по валу 12 насоса во фланце 13 установлена манжета 14 из маслостойкой резины. Отвод утечек жидкости осуществляется через штуцер 15, куда присоединяется дренажная трубка. Уплотнение между корпусом 5 и крышкой 3, а также по наружной поверхности статора 9, достигается с помощью резинового кольца 16. Конструкция пластинчатых насосов Г12−4 аналогична конструкции насосов Г12−2. Насосы Г12−4 отличаются меньшими габаритами и весом, что достигается повышением числа оборотов и ограничением производительности (12 л/мин). Число пластин в насосах Г12−4 уменьшено до восьми, что способствует повышению износостойкости и снижает расход дорогой быстрорежущей стали, идущей на изготовление пластин. Насосы Г12−4 используются в агрегатных силовых головках для автоматических линий, выпускаемых станкозаводом им.

С. Орджоникидзе, а также в других гидроприводах, где требуются минимальные габариты и вес. В насосах Г12−2 производительностью 140 и 200 л/мин всасывание рабочей жидкости осуществляется с двух сторон ротора, для чего в статоре выполнены сквозные отверстия, а в плоском распределительном диске — дополнительные окна всасывания. СЛАЙД 15 В сдвоенном насосе в одном корпусе объединяются два одинарных насоса. Сдвоенные насосы Г12−2 и Г12−4 имеют общее всасывание; нагнетание от каждого из насосов выведено отдельно. Напорная характеристика насосов Г12−23 производительностью 35 л/мин, выражающая зависимость к. п. д. и мощности от давления р в напорной магистрали (рис. 64), показывает, что эффективный к. п. д. ненамного ниже объемного; это указывает на очень малые механические потери, что в значитетьной степени объясняется применением плавающих распределительных дисков. Насосы другой производительности имеют аналогичные характеристики. По ГОСТу 13 167—67 наибольшее рабочее давление насосов Г12−2 и Г12−4 составляет 63 кПсм2.

При таком давлении срок службы насосов Г12−2 производительностью от 5 до 35 л/мин.Для надежной работы насосов большое значение имеет правильный выбор зазоров между трущимися деталями, допусков на неперпендикулярность и непараллельность поверхностей этих деталей, а также их шероховатость. Важно правильно установить торцовой зазор, т. е. зазор между торцами ротора и распределительных дисков. Для получения наибольшей герметичности, а следовательно, и наибольшего объемного к. п. д., этот зазор следует делать возможно меньшим, достаточным лишь для образования масляной пленки, чтобы смазать трущиеся поверхности. Однако практически приходится торцовой зазор несколько увеличивать до величин, указанных в табл.

5, так как неточность изготовления отдельных деталей насоса может привести к появлению сухого трения и быстрому их износу. При изготовлении статоров важно, чтобы на участках постоянного большого и малого радиусов изменение размеров радиусов было минимальным (не более 0,05 мм), ибо оно приводит к изменению объема камеры между пластинами при переносе камеры из зоны всасывания в зону нагнетания и из зоны нагнетания в зону всасывания. При увеличении этого объема давление в камере между пластинами падает, и это может привести к появлению кавитации. Уменьшение защемленного объема приводит к запиранию масла в камере и резкому повышению давления. Оба эти явления могут вызывать повышенный шум при работе насоса и пульсацию давления в напорной магистрали. VI. Обобщение, первичное закрепление и систематизация знанийVII. Анализ и оценка итогов работыVIII. Домашнее задание

Ответить письменно на вопросы. СЛАЙД 16Презентация может быть передана студентам для самостоятельной работы по изучению материала. Таким образом, использование дидактических материалов позволит эффективно использовать время, отведенное на лекционное занятие, и поможет студентам лучше усвоить материал и подготовиться к зачету. Использование на лекционном занятии стенда, позволит студентам увидеть в разрезе реальное оборудование, понять его устройство, принцип работы, познакомиться с элементами, что будет способствовать формированию требуемых специальных компетенций. Лабораторная работа

СЛАЙД 1Тема: Изучение устройства и принцип действия пластинчатых гидронасосов Лабораторная работа посвящена изучению строения и принципа действия пластинчатыхгидронасосов. СЛАЙД 21. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучение основных типов гидронасосов и принципа их действия. Изучение основных параметров пластинчатых гидронасосов. Экспериментальное определение производительности насоса. 2. Классификация гидронасосов. Основные определения 2.

1.Гидромашины — широкий круг машин, механизмов и устройств, предназначенных для преобразования механической энергии в энергию сжатой жидкости и наоборот. В гидромашин относятся гидронасосы, гидромоторы и гидроперетворювачи. Гидронасосы — это гидромашины, предназначенные для преобразования механической энергии в энергию потока сжатой жидкости. По принципу работы гидронасосы бывают динамическими и объемными. В динамических насосах рабочая жидкость постоянно перемещается от входа к выходу под силовым воздействием. В объемных гидронасосах подача рабочей жидкости в гидропривод осуществляется в результате периодического изменения объема рабочих камер насоса. При увеличении объема камера гидронасоса соединяется с баком рабочей жидкости, а при уменьшении объема с напорной магистралью гидропривода. Объемные гидронасосы бывают роторные и безроторные. В роторных машинах подвижные элементы осуществляют крутящий или совместимый возвратно-поступательное движение. В зависимости от формы рабочих камер различают поршневые, пластинчатыеи шестеренчатые объемные гидронасосы.

3. Технические показатели гидронасосов Количество жидкости / объем /, который подается насосом в гидросистемы в единицу времени, без учета потерь, называется теоретической производительностью (подачей) гидронасоса. Теоретическая подача определяется зависимостью, Л / мин (1)где q — объем рабочей камеры, мм3;n — частота вращения вала гидронасоса, об / мин;

— Параметр регулирования. Производительность гидронасоса можно изменить регулированием объема рабочей камеры. Возможность регулирования производительности насоса характеризуется параметром регулирования (2)где q ', q — переменное и максимальное значение объема рабочей камеры. Полезная мощность гидронасоса определяется параметрами сжатой рабочей жидкости, которая подается в гидродвигателей,(3)гдеРазность давлений рабочей жидкости на входе и на выходе гидронасоса;Q — подача гидронасоса. Входное давление — давление жидкости всасывается гидронасосом, и он практически равное атмосферному. Необходимая мощность, которую потребляет гидронасос от электродвигателя,(4)где МРТ — крутящий момент на валу насоса;

— Угловая скорость вращения вала. Мощность, которую потребляет насос, всегда больше от полезной мощности насоса, в результате неизбежных потерь. Эффективность конструкции насоса определяется общим коэффициентом полезного действия (КПД) с, равный отношению полезной мощности рабочей жидкости в мощности, приложенной к валу насоса.(5)Врезультате преобразования механической энергии в энергию сжатой жидкости часть приложенной к насосу энергии теряется. Потери энергии и учитывает суммарный коэффициент полезного действия,(6)гдео= Q / QТ — объемный КПД, учитывающий объемные потери жидкости во время протекания в щелях подвижных элементов конструкции, в том числе и за счет недостаточной герметичности;

мех= М / МТ — механический КПД, учитывающий потери момента на трение в механических элементах конструкции;

р= Р / РТ — коэффициент потерь давления, учитывающий сопротивление протеканию рабочей жидкости по каналам насоса из-за трения частиц жидкости, что приводит к снижению выходного давления. Частота вращения вала гидронасоса, для обеспечения оптимальных режимов работы, должна находиться в определенном диапазоне. При увеличении частоты вращения вала насоса объемные потери являются сначала незначительными и резко возрастают при критической частоте вращения. Работа насоса в этом режиме недопустима в связи с появлением в рабочих камерах кавитации — разрыва потока жидкости, что приводит к интенсивному разрушению насоса.

4. Выбор гидронасоса Для конкретного гидропривода насос выбирается в зависимости от необходимых технических параметров и конструктивных особенностей гидропривода. Гидронасосы выбираются по производительности (подачей) и давлением. Необходима подача насоса определяется в зависимости от потребляемого гидродвигателями объема рабочей жидкости (расходов) и объемных потерь,(7)где Qдв расхода рабочей жидкости в гидродвигатель;Qср — объемные потери рабочей жидкости в аппаратах гидропривода. Производительность и давление избранное гидронасоса должны превышать расчетные значения этих параметров на коэффициент запаса. СЛАЙД 3 5. Определение производительности пластинчатого гидронасоса

На рисунке приведена конструктивная схема работы пластинчатого насоса двустороннего действия. При вращении ротора 3 пластины 4 под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности статора 5, при этом увеличиваются объемы рабочих камер, создается перепад давлений, и масло поступает из гидролинии в зону всасывания 1. При уменьшении объема рабочих камер, в зоне нагнетания 2, масло под давлением подается в гидропривода.Рис.

3.1. Конструктивная схема пластинчатого гидронасоса

СЛАЙД 4 Объем рабочих камер пластинчатого гидронасоса определяется по выражению, Мм3(8)b — ширина пластин, мм;R 1, R 2 — радиусы поверхности статора, мм;

— Толщина пластин, мм;z — количество пластинпластинчатого гидронасоса. СЛАЙД 5 На рисунке показан общий вид регулируемого пластинчатого гидронасоса. Насос состоит из корпуса 1 в котором установлен статор 2, имеющий возможность перемещения относительно ротора 3 с помощью плунжеров 4, 5. Ротор 3 получает вращательное движение от электродвигателя и за счет центробежной силы пластины 6 прижимаются к статору 2. В боковых пластинах 7 размещены каналы, которые соединены с засасывающей и напорной гидролиниями.Рис.

5.Общий вид регулируемого пластинчатого гидронасоса: 1 — корпус, 2 — статор;

3 — ротор;

4, 5 — плунжеры регулировки положения статора;

6 — пластины ротора;

7 — боковая упорная пластина;

8- винт фиксации положения статора;

9 — предохранительный клапан;

10, 11 — регулировочный винт

СЛАЙД 6 Маркировка насосов и гидромоторов образуются следующим образом: первые три цифры обозначают тип гидромашины, следующие две — диаметр поршня цилиндров (мм), третья группа цифр — исполнение (насос или гидромотор), последние две — приводной вал;буквы «А» и «Б» обозначают материал корпуса насоса. n = 1500 об / мин. n = 2500 об / мин

Рис.

6. Графики мощности и подачи для насосов с рабочим объемом 56см3СЛАЙД 7Производительность гидромотора определяется выражением, л/мин (9)Крутящий момент на валу гидромашины, Нм.(10)СЛАЙД 8 Мощность гидромашины, кВт (11)где q — рабочий объем, мм3;p — перепад давления, атм;n — частота вращения, об / мин;оОбъемный

КПД;м — механический КПД;с — общий КПД, с=vм.СЛАЙД 9 6. Порядок выполнения работы 1. Изучить строение гидронасосов и их основные параметры.

2. Последовательно разобрать гидронасосы и познакомиться с их конструкцией.

3. Определить основные конструктивные размеры элементов гидронасоса, необходимые для определения объема рабочей камеры.

4. Выполнить расчет производительности гидронасосов для указанной преподавателем частоты вращения привода. СЛАЙД 10 7. Требования к отчету работы На титульном листе указать название университета, института, кафедры, на которой выполняется работа, номер и название работы, фамилия и инициалы студента, год выполнения работы. Указать цель работы. Разработать конструктивные схемы рассмотренных гидронасосов с обозначением необходимых размеров. Привести числовые расчеты, связанные с обработкой результатов. СЛАЙД 11 8. Контрольные вопросы 1. Каково назначение и сфера использования гидронасосов?2. Как определяется параметр регулирования гидронасосов?3. Какие КПД гидронасосов Вы знаете и как они определяются?4. Как определяется производительность гидронасосов?5. Как происходит перемещение масла в различных типах гидронасосов?6. Какими основными техническими параметрами характеризуются гидронасосы? СЛАЙД 12 Литература 1. Свешников В. К., Усов А. А. Станочные гидроприводы.М.: Машиностроение, 1988.

2. Гидропневмоавтоматика и Гидропривод мобильных машин. Объемные гидро — и пневмомашины и передачи: Учеб. Пособие для вузов / А. Ф. Анд реев, Л. В. Барташевич, Н. В. Богдан, и др .;Под ред.В. В. Гуськова.

Мн .: Выш.шк., 1987. — 310 с.: ил.

3.2. Методическое проектирование занятий с использованием дидактических материалов

Содержание дисциплины

Раздел 1.

Введение

Роль дисциплины в формирования педагога профессионального (технического) обучения в сфере автотранспорта

Исторические сведения о научном и практическом становлении дисциплины. Основы технической гидромеханики. Физические свойства жидкостей. Модели сплошных сред. Методы описания и виды движения. Раздел 2. Гидростатика. Гидростатическое давление. Уравнения равновесия жидкостей. Гидростатические механизмы

Основные уравнения гидростатики. Пьезометрический и гидростатический напоры. Абсолютное и избыточное давления. Разрежение. Приборы для измерения давления. Закон Паскаля. Давление на плоские и криволинейные поверхности.

Эпюра гидростатического давления. Гидравлический пресс, домкрат, гидравлические тормоза. Раздел 3. Гидродинамика. Гидродинамические явления и их характеристики. Основные уравнения и модели гидродинамических явлений

Основные понятия. Виды движения жидкости. Расход, средняя скорость, смоченный периметр, гидравлический радиус, вязкость, уравнение неразрывности для жидкостей и газов. Уравнения постоянства объемного и массового расходов.

Уравнения Бернулли для моделей невязкой, вязкой, несжимаемой и сжимаемой жидкости при установившемся движении. Геометрическое и энергетическое истолкование уравнения Бернулли. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Режимы движения. Число Рейнольдса. Потери напора на трение движущейся жидкости.

Местные потери напора. Неустановившееся движение несжимаемой жидкости. Истечение капельных жидкостей из отверстий и насадков. Явление гидравлического удара. Гидродинамическое воздействие струи на преграду. Раздел 4. Гидравлические машины и устройства. Гидравлические устройства автомобиля.

Насосы Понятие о гидравлических машинах. Основные параметры. Гидрообъемные насосы. Насосы возвратно-поступательного движения. Кавитация в насосах. Роторные насосы. Гидравлические двигатели возвратно-поступательного действия.

Гидравлические двигатели вращательного действия (гидромоторы). Гидродинамические насосы. Раздел 5.Гидропневмопривод на автотранспорте

Основы гидро — и пневмопривода. Структура и типовые схемы. Способы регулирования. Гидродинамические передачи. Гидравлические муфты. Гидротрансформаторы. Комплексные гидродинамические передачи.

Основные энергетические соотношения и характеристики. Практическое применение гидропневмопривода на автомобильной технике. Гидропривод. Пневмопривод. Гидравлические, пневматические и вакуумные усилители давлений. Рулевое управление. Гидравлические и пневматические успокоители колебаний.

Сцепление. Мультипликаторы давления. В преподавании курса «Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод» используются следующие формы образовательных технологий:

лекции; практические и лабораторные занятия, в рамках которых решаются задачи, обсуждаются вопросы лекций и домашних заданий; проводятся контрольные работы;

экспресс-диагностика и тестирование по отдельным темам дисциплины;

самостоятельная работа студентов, включающая усвоение теоретического материала, выполнение и подготовка к защите отчетов по лабораторным работам; подготовка практическим занятиям; подготовка к текущему контролю знаний и к промежуточным аттестациям;

рейтинговая технологияконтроляучебнойдеятельностистудентовдля обеспечения их ритмичной работы в течение семестра;

консультирование студентов по вопросам учебного материала, решения задач. Контрольно-измерительные материалы по дисциплине «Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод» включают вопросы для сдачи зачета и набор тестовых заданий. По дисциплине предусматривается входной, внутрисеместровый и промежуточный контроль. Входной контроль предшествует началу изучения теоретического материала, при этом вопросы входного контроля направлены на определение уровня знаний и компетенций, полученных студентами на предыдущих курсах обучения. Внутрисеместровый контроль знаний организуется с использованием набора тестовых заданий. Сроки проведения указанных видов контроля приведены в таблице 3, где представлено распределение учебного материала по неделям семестра и трудоемкость (в часах) самостоятельной работы студентов. Формой промежуточной аттестации является зачет. Прием зачета проводится по билетам лектором потока в форме беседы, предусматривает наличие ответов на теоретические вопросы экзаменационного билета, решение практических задач или тестов и призван выявить уровень знаний студента по всем темам разделов дисциплины. Студенты допускаются к сдаче зачета только после выполнения всех видов самостоятельной и аудиторной работы, предусмотренных разделом 4. В течение семестра до начала сессии возможна организация консультаций или дополнительных занятий. Практические занятия проводятся с целью закрепления и более тщательной проработки лекционного материала по основным разделам дисциплины «Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод». Последовательность и количество аудиторных практических занятий по дисциплине «Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод» уточняются по ходу их проведения в зависимости от объема часов, выделенных для реализации данного вида учебной работы. Темы практических занятий по разделам курса приведены в таблице 4. Таблица 4 Темы практических занятий по разделам курса№ п/пНаименование раздела учебной дисциплины

Темы практических занятий

Всего часов13 451

Гидростатика Уравнения равновесия жидкостей. Гидростатическое давление. Гидростатические механизмы

Свойства жидкостей

Основное уравнение гидростатики, равновесие жидкостей, расчеты гидростатических механизмов 2Относительный покой жидкости. Давление жидкости на твердые поверхности22. Гидродинамика Гидродинамические явления и их характеристики. Основные уравнения и модели гидродинамических явлений. Основные уравнения одномерного потока 2Потоки вязких жидкостей. Гидравлические сопротивления. Расчет трубопроводов2Гидравлический удар. Расчеты истечения жидкостей из отверстий и насадков.

43.Гидравлические машины и устройства

Гидравлические устройства автомобиля.Насосы.Двигатели и др. устройства. Гидродинамическое воздействие струи на преграду2ИТОГО:

14Цикл лабораторных работ по дисциплине «Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод» реализуется в рамках аудиторных занятий, выделенных под эти цели. Каждая лабораторная работа выполняется самостоятельно студентом во время аудиторного занятия в присутствии преподавателя. Снятые показания или реализованные задания лабораторной работы каждый студент должен самостоятельно представить преподавателю для проверки правильности выполнения. Перечень лабораторных работ представлен в таблице 5. Таблица 5 Перечень лабораторных работ№ п/пНаименование раздела учебной дисциплины Наименование лабораторных работ

Всего часов13 451

Гидродинамика

Гидродинамические явления и их характеристики. Основные уравнения и модели гидродинамических явлений. Экспериментальное исследование уравнения Бернулли42Экспериментальное исследование гидравлических сопротивлений трения23Определение коэффициента местного гидравлического сопротивления при установившемся движении24Гидравлические машины и устройства

Гидравлические устройства автомобиля.Насосы.Двигатели и др. устройства. Исследование характеристик работы пластинчатого насоса45Гидропривод на автотранспорте

Испытания гидродинамической передачи4ИТОГО: 16Замечания по ходу выполнения и оформлению лабораторной работы, а также выявленные ошибки устраняются каждым студентом самостоятельно. Объем дисциплины составляет четыре зачетные единицы (108 часа), Аудиторная работа предполагает проведение 16 часов лекционных занятий, 16 часов лабораторных работ и 14 часов практических занятий. Промежуточная аттестация проводится в форме зачета. Таким образом, изучение дисциплины должно обеспечить студентам знание основ гидропривода, структур и схем, основных энергетических соотношений и внешних характеристик; умения выбора оборудования для гидроприводов; владение приёмами и методами анализа процессов, происходящих в гидропневмоприводе. Анализ показал, что гидропривод является одним из наиболее сложных разделов дисциплины, поэтому для лучшего его освоения желательно наличие специальных дидактических материалов.

4.Конструкторская часть

При подготовке учебных мультимедийных презентаций необходимо учитывать дидактические принципы создания обучающих курсов, требования, диктуемые психологическими особенностями восприятия информации с экрана и на печатной основе, эргономические требования, а так же максимально использовать возможности, которые предоставляют программные средства и современные информационные технологии. Отталкиваться, нужно от дидактических и познавательных целей и задач, так как средства информационных технологий и есть суть реализации дидактических задач. При создании мультимедийной презентации учитываются не только соответствующие принципы классической дидактики, но и специфические принципы использования компьютерных мультимедийных презентаций. Требования к обучающим мультимедиа презентациям:

Презентация должна быть краткой, доступной и композиционно целостной, В презентации не должно быть ничего лишнего. Каждый слайд должен представлять собой необходимое звено повествования и работать на общую идею презентации. Слайды не должны быть перегружены лишними деталями. Лучше вместо одного сложного слайда представить несколько простых. Не следует пытаться помещать в один слайд слишком много информации, Дополнительные эффекты не должны превращаться в самоцель. Их следует свести к минимуму и использовать только с целью — привлечь внимание зрителя к ключевым моментам демонстрации. Звуковые и визуальные эффекты ни в коем случае не должны выступать на передний план и заслонять полезную информацию, Система навигации должна быть удобной, позволяющей легко перемещаться по презентации, Каждый слайд презентации должен иметь заголовок, Необходимо учитывать особенности восприятия информации с экрана компьютера. Необходимо поддерживать единый стиль представления информации для всего занятия и стремиться к унификация структуры и формы представления учебного материала (унификация пользовательского интерфейса, использование графических элементов, создание шаблонов презентаций), Шрифты рекомендуется использовать стандартные — Times, Arial. Лучше всего ограничиться использование двух или трех шрифтов для всей презентации.

Например, основной текст презентации шрифт Times New Roman, заголовок слайда — Arial. Целесообразно применение различных маркеров (• • и др.) для выделения элементов текста (маркированные списки) Рекомендуется использование цвета в презентации, наиболее эффективно выделять отдельные куски текста цветом и отдельные ячейки таблицы или всю таблицу цветом (фон ячейки или фон таблицы). Вся презентация выполняется в одной цветовой палитре, обычно на базе одного шаблона. Важно проверять презентацию на удобство чтения с экрана компьютера. Тексты презентации не должны быть большими. Рекомендуется использовать сжатый, информационный стиль изложения материала. Мультимедийная презентация должна быть открыта для развития. Текст мультимедийной презентации должен иметь возможность копирования, вывода на печать. После проведения анализа требований к обучающим презентациям, мной была выбрана следующая форма представления материала:

Программное обеспечение для создания презентаций MicrosoftPowerPoint (Майкрософт Пауэр Поинт).Дизайн слайда был выбран без каких либо лишних эффектов и ярких цветовых гамм. Для удобочитаемости был выбран цвет фона — темный, в сочетании с белым цветом текста (Пример 1).Пример 1 В связи с требованиями, изложенными выше, был выбран один шрифт для заголовков и текста слайдов. Шрифт «ARIAL» удобен для написания и чтения, как русскоязычного, так и англоязычного текста. При написании нет сливающихся букв и лишних графических эффектов. Заглавные буквы хорошо видны в тексте (Пример 2).Пример 2Размер шрифта в заголовках слайдов выбран «36», а в тексте слайдов от «18» до «24» в зависимости от объёма информации на одном слайде. Размеры шрифта были выбраны с учётом особенностей восприятия информации с экрана проектора.

" 36″ размер шрифта укрупнённый, но не слишком крупный, хорошо подходит для заголовков. «18» — «24» размеры шрифта подходят для размещения достаточно большого объёма информации на одном слайде и не слишком мелкие, удобны для чтения с последних парт (Пример 3).Пример 3С учётом рекомендаций были использованы нумерации и маркирование текстов (Пример 4) Пример 4Так же в разработанных презентациях, в соответствии с требованиями, было применено выделение определений, примеров, важных моментов другим цветом (пример 5).Пример 5 В соответствии с требованиями, каждый слайд имеет заголовок (Пример 3 — 5) Каждая презентация композиционно целостная, разработана в едином стиле, с одним эффектом перехода, в единой цветовой палитре. Все разработанные презентации на 3 учебный семестр в целом так же имеют единый стиль исполнения. Каждая презентация разработана на одну лекцию. На каждом первом слайде во всех презентациях вынесена тема и цели занятия (Пример 6).Пример6На каждом последнем слайде во всех презентациях размещены контрольные вопросы и задания по пройденному на лекции материалу (Пример 7).Пример 7Так же в разработанных презентациях применяется схематичное (Пример 8) представление информации. Пример 8Дополнительные возможности разработанных дидактических материалов. Каждая презентация открыта для редактирования. Так же, любую презентацию можно использовать в виде раздаточного материала путём распечатывания на бумаге.

Разработанные дидактические материалы можно копировать учащимся на электронные носители или передавать электронной почтой для домашнего изучения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании вышесказанного можно сделать следующие выводы:

Переход на ФГОС 3+ позволит ликвидировать социальный разрыв между присущим выпускникам вузов повышенным социальным статусом и потребностью рынка труда. Программы бакалавриата реализуются образовательными организациями высшего образования, в целях создания студентам условий для приобретения необходимого для осуществления профессиональной деятельности уровня знаний, умений, навыков, опыта деятельности. Первая основная проблема, стоящая перед преподавателем — это оптимизация содержания дисциплины, позволяющего достигнуть требуемых результатов обучения при минимизации количества времени и трудозатрат. Рассмотрим это на примере дисциплины «Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод», которая является базой для ряда последующих дисциплин профилизации. ФГОС 3+ предполагает дополнение списка компетенций с учетом ориентации программ на конкретные области знаний вид деятельности. Представляется целесообразным сохранение приведенной формулировки для включения компетенций в перечень формируемых дисциплиной при изучении дисциплины «Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод» в рамках ФГОС 3+.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 51 000 ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ (ПО ОТРАСЛЯМ) (КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) «БАКАЛАВР») (Приказ Минобрнауки РФ от 31.

05.2011 N 1975)

2. Рабочая программа дисциплины «Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод». Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2011. 24 с.

3. Учебный план (ФГОС-2010). Направление подготовки направления подготовки51 000.

62 Профессиональное обучение (по отраслям) профиля подготовки «Транспорт» профилизации «Сервис и эксплуатация автомобильного транспорта». 4. Зеер Э. Ф. Психология личностно ориентированного профессионального образования: монография. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.

пед. ун-та, 2000.

5. Жуков Г. Н. Формирование готовности к профессионально-педагогическойдеятельности будущих мастеров производственного обучения / Дисс. … докт. пед. наук.

6. Климов Е. А. Психология профессионального самоопределения. М., Академия. 2010.

7. Дипломное проектирование в профессионально — педагогическом вузе: учеб. — метод. пособие / Б. Н. Гузанов, И. В. Осипова, О. В. Тарасюк, М. А. Черепанов. — Екатеринбург: Изд — во ГОУ ВПО «Рос. гос. проф. — пед. ун-т», 2007. — 182 с.

8. Калищук, В. И. Основы гидравлики и аэродинамики / В. И. Калищук, Е. В. Дроздов, А. С. Комаров, К. И. Чижик. — М.: Стройиздат, 2001. — 296 с.

9. Педагогические технологии: Учебное пособие для студентов педагогических специальностей / Под общей ред. B.C. Кукушина. — Серия «Педагогическое образование». -Ростов н/Д: Издательский центр «Март», 2002. — 320 с.

10. Практикум по «Методике профессионального обучения»: Учебное пособие. Часть 1./ Под ред. А. А. Жученко. — Екатеринбург. 2003. — 84 с.

11. Профессиональная педагогика: Учебник для студентов, обучающихся по педагогическим специальностям и направлениям. М.: Ассоциация «Профессиональное образование», 1997. — 512 с.

12.Профессионально-педагогические технологии в теории и практике обучения: Сборник научных трудов. / Под ред. д-ра пед. наук, проф. Н. Е. Эргановой. — Екатеринбург: 2002,-209 с.

13. Эрганова Н. Е. Методика профессионального обучения: учеб. пособие 3-е изд., испр. и доп. — Екатеринбург: Изд-во Рос. проф.

пед. ун-та, 2005.-150 c.

14. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод. / Т. В. Артемьева, Т. М. Лысенко, А. Н. Румянцева и др.; Под ред. С. П. Стесина — М.: Академия, 2007. 342 с.

15. Лапшев Н. Н. Гидравлика: учебник — М.: Академия, 2007. 280 с.

16. Кудинов В. А., Карташов Э. М. Гидравлика — М.: Высш. шк., 2006. 365 с.

17. Штеренлихт Д. В. Гидравлика 3-е изд., — М.: Колос, 2006. 262 с.

18. Лепешкин А. В., Михайлин А. А. Гидравлические и пневматические системы — М.: Академия, 2005. 303 с.

19.Гидравлика, гидр о машины и гидроприводы: учебник для втузов/ Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др." М. Машиностроение, 1982. 432 с.

20. Демкин, В. П. Организация учебного процесса на основе технологий дистанционного обучения [Текст]: учебно-методическое пособие / В. П. Демкин, Г. В. Можаева — Томск: ТГУ, 2003. — 129 с.

21. Черепанов М. А. Применение интерактивных технологий в обучении/ М. А. Черепанов // Вестн. Учеб.

метод. об-ния по проф.

пед. образованию. — Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.

пед. ун-та, 2005. — Вып. 1 (37). — С. 68−71.

22. Скибицкий Э. Г. Психологическое и эргономическое обеспечение учебных компьютерных технологий в профессиональном образовании / Э. Г. Скибицкий, И. Ю. Скибицкая // Инновации в образовании. — 2007. — № 8. — С.97- 101.

23. Свириденко С. С. Современные информационные технологии / С. С. Свириденко. — М.: Радио и связь, 1989. — 304 с.

24. Прессман Л. П. Методика и техника эффективного использования средств обучения в учебно-воспитательном процессе — М.: 1985.