Document 379828

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
_______________________
Руководитель ООП
По специальности 190601
доц. А.Б. Егоров
______________________
Зав. кафедрой АТПП
доц. А.А. Кульчицкий
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЕЙ И ГАРАЖНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ»
Специальность:
190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»
Специализация:
190601Техническая эксплуатация автомобилей
Квалификация выпускника: инженер
Форма обучения: очная
Составитель: доцент каф. АТПП О.А.Маринова
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Цель изучения курса заключается в освоении теоретических основ и расчетных
методов для решения задач в области систем гидропневмоприводов, необходимых при
изучении специальных дисциплин и в инженерной деятельности.
Задачи изучения дисциплины
Инженер-автомеханик должен уметь рассчитывать и выбирать необходимое
оборудование тидро- и пневмосистем, осуществлять его правильный монтаж, наладку и
эксплуатацию. Данный курс служит необходимым этапом подготовки к такой
деятельности. Задачами его изучения является следующее:
— Овладение общими инженерными методами расчета типовых гидро- и
пневмосистем.
— Ознакомление с принципами устройства и работы основных типов гидро- и
пневмосистем и оборудования, применяемого в автомобилях и автомобильном хозяйстве.
2.
Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного
оборудования» тесно связана со многими естественными, общепрофессиональными и
специальными дисциплинами учебного плана специальности: 190601 Автомобили и
автомобильное хозяйство.
Изучение дисциплины основывается на знании высшей математики, физики,
начертательной геометрии, теоретической и прикладной механики.
Знания, полученные студентами при освоении курса «Гидравлические и
пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования», используются ими при
изучении таких специальных дисциплин как: «Техническая эксплуатация автомобилей»,
«Основы технологии производства и ремонт автомобилей», «Основы проектирования и
эксплуатации технологического оборудования», «Автомобили».
3.
Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате изучения дисциплины студент должен обладать массивом знаний,
которые формируются на нескольких уровнях.
Иметь представление:
— что такое гидро- и пнемоприводы, каковы их назначение и где они
применяются;
— как устроены гидро- и пневмоприводы, в чём состоит их общее конструктивное
решение и где они применяются в технике;
— представление об устройстве и действии основной гидравлической и
пневматической аппаратуры, применяемой в автомобилестроении;
— как протекает рабочий процесс в гидро- и пневмоприводах, каковы его основные
характеристики.
Знать:
— Назначение и области применения в технике гидравлических и пневматических
приводов;
— Чем обусловлено широкое применение гидро- и пневмоприводов в различных
областях автомобилестроения и в частности в автомобилях и гаражном оборудовании.
Уметь:
— выполнить самостоятельно полный расчет гидро- и пневмоприводов;
— применить методику расчета гидро- и пневмоприводов при неустановившимся
движении.
Владеть:
— Методами оценки возможностей применения гидро- и пневмоприводов
гидравлических и пневматических системах— Современным состоянием и перспективой
развития гидро-пневмоприводов в технических системах автомобилестроения.
— Общими инженерными методами расчета и проектирования типовых систем
гидро- и пневмоприводов .
— Структурным строением систем автоматизированного проектирования
гидроприводо
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы.
Вид учебной работы
Всего
часов
105
54
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
18
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
36
51
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Контрольная работа
Другие виды самостоятельной работы
Подготовка к лабораторным работам
Вид промежуточной аттестации (зачет)
экзамен
Общая трудоемкость
час
105
зач. ед.
3
Семестры
7
8
105
54
18
36
51
экзамен
105
3
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
5.1.1 Введение.
Предмет и задачи изучения курса «Гидравлические и пневматические системы
автомобилей и гаражного оборудования». Связь курса с общетеоретическими,
общеинженерными и специальными дисциплинами.
Краткий очерк истории и развития гидромашиностроения. Применение
гидромашин и гидропневмоприводов в современном автомобилестроении.
Гидропневмопривод — средство повышения качества и эффективности работы
автомобилей
и
гаражного
оборудования.
Тенденция
совершенствования
гидропневмоприводов автомобилей и гаражного оборудования.
Раздел 1.Гидравлические объемные приводы (гидроприводы)
5.1.2 Общие сведения о гидроприводах
Определение гидропривода. Структура и функциональная схема. Принципиальные
гидравлические схемы гидроприводов поступательного и вращательного действия в
условных обозначениях. Классификации гидроприводов по виду движения
исполнительного механизма, по методу управления, по виду циркуляции в системе
гидропривода. Достоинства и недостатки гидроприводов.
5.1.3 Объемные насосы и двигатели
Определение, назначение и принципы действия объемных насосов. Номинальные и
рабочие параметры насосов. Типы объемных насосов, насосы с регулируемой подачей.
Комплектация насосных установок. Расчет рабочих параметров и выбор типоразмера
насоса по каталогу.
Объемные гидродвигатели поступательного движения – гидроцилиндры
поршневые и мембранные. Моментные
гидродвигатели. Рабочие параметры
гидроцилиндров.
Объемные гидродвигатели вращательного движения-гидромоторы. Типы
гидромоторов, их рабочие параметры и технические характеристики.
5.1.4 Гидравлическая аппаратура управления
Распределительная гидроаппаратура. Крановые, клапанные и золотниковые
распределители. Условные обозначения типоразмеров направляющих золотников.
Дросселирующие
золотниковые
распределители.
Управление
золотниковыми
гидрораспределителями. Расходная характеристика золотниковых гидрораспределителей.
Обратные клапаны, гидрозамки гидрораспределителей и их назначение.
Регулирующая гидроаппаратура. Клапаны давления: предохранительные,
редукционные и разности давления. Типовые схемы включения и исполнения клапанов.
Клапаны прямого и непрямого действия.
Дроссели и регуляторы расхода. Типы дросселей. Формула расхода через дроссель.
Схемы и принцип действия регулятора расхода. Синхронизаторы движения типа
дроссельного порционера: схема устройства и принцип действия.
Мультипликаторы и трансформаторы давления. Гидропанели: назначения, типовые
схемы применения. Гидроаппаратура следящих и программных гидроприводов.
Гидроусилители мощности. Гидроусилитель сопло-заслонка: гидравлическая схема
и характеристика, коэффициент усиления по расходу. Гидроусилитель — струйная
трубка: принцип действия и характеристики. Гидроусилитель — игольчатый дроссель:
схема соединения с гидроцилиндром, коэффициент усиления по расходу. Гидроусилители
золотникового типа — дросселирующие гидрораспределители. Усилители с
однокромочным, двухкромочным и четырехкромочным золотником. Расчетная и мостовая
схема включения золотника, гидравлическая характеристика. Коэффициенты усиления по
скорости и нагрузке.
Гидроаппаратура с пропорциональным управлением распределителей, дросселей и
клапанов: назначение, гидравлическая схема.
5.1.5 Вспомогательные устройства гидроприводов
Аккумуляторы: назначение, устройство, принцип действия и расчет
пневматического аккумулятора. Гидравлические устройства для разгрузки насосов:
назначение, схемы включения.
Устройства для очистки рабочей жидкости — фильтры. Фильтрующие материалы.
Фильтры заливные, приемные (сетчатые), напорные, магнитные. Параметры фильтров.
Аппараты и приборы для контроля давления: реле давления, манометры и
переключатели для них.
Уплотнения. Требования, предъявляемые к уплотнениям. Кольца резиновые,
поршневые, шевронные резинотканевые, манжеты уплотнительные резиновые. Расчет сил
трения в уплотнениях.
5.1.6 Регулирование гидроприводов
Дроссельное регулирование гидроприводов поступательного движения. Схемы
включения дросселя в гидросистему на входе, на выходе и параллельно гидроцилиндру.
Определение скорости перемещения поршня и давления в полостях гидроцилиндра.
Жесткость передачи приложенного усилия. Методы стабилизации скорости.
Дроссельное регулирования гидроприводов вращательного движения: схемы
включения дросселя в гидросистему; расчетные зависимости для определения частоты
вращения гидромотора, крутящего момента, мощности и КПД.
Объемное (машинное) регулирование гидроприводов вращательного движения с
регулируемыми насосом и гидромотором. Расчетные зависимости для определения
частоты вращения, момента и мощности без учета потерь мощности. Параметр
регулирования. Идеальная характеристика гидропривода. Поправки на КПД с учетом
потерь мощности.
Объемное регулирование насосом в гидроприводах поступательного движения.
Сравнительная оценка качества дроссельного и объемного регулирования
гидроприводов.
5.1.7 Гидравлические следящие приводы
Определение, назначение и структура гидравлических следящих приводов.
Классификация следящих гидроприводов: 1) по характеру движения исполнительного
механизма; 2) по числу управляемых координат перемещения рабочего органа; 3) по
количеству расходов усиления; 4) по характеру сигналов управления; 5) по способу
программного управления; 6) по способу регулирования скорости слежения; 7) по
количеству замкнутых контуров управления; 8) по конструкции дросселирующего
золотника.
Характеристики следящих гидроприводов. Электрогидравлический следящий
привод: структура, функциональная блок-схема.
5.1.8 Основы проектирования и расчета гидроприводов
Основные этапы проектирования. Разработка принципиальной типовой схемы
гидропривода и её анализ. Расчёт конструктивных параметров гидропривода и
нагрузочной
характеристики.
Статический
расчет
следящего
гидропривода
поступательного действия с дросселирующим золотниковым распределителем.
Построение статической характеристики. Проектный динамический расчет следящего
гидропривода и оценка качества регулирования.
Раздел 2 Пневматические приводы – пневмоприводы
5.1.9 Общие сведения о пневмоприводах
Определение пневмопривода. Назначение и структура пневмопривода. Принцип
действия. Простейшие схемы
пневмоприводов поступательного и вращательного
действия.
5.1.10 Пневматические двигатели
Поршневые и диафрагменные пневмодвигатели поступательного действия. Усилие,
развиваемое пневмодвигателем. Пневматические двигатели вращательного действия и их
рабочие параметры.
5.1.11 Пневматическая аппаратура.
Распределительная пневмоаппаратура: назначение и типы распределителей.
Контрольно – регулирующая аппаратура. Типы пневмодросселей. Редукционные клапаны
давления. Схемы включения клапанов.
Пневматические усилительные устройства. Усилители механического типа:
рычажные, эксцентриковые, клиновые. Расчет усилия зажима и коэффициенты усиления.
Пневмогидравлический усилитель. Коэффициент усиления.
Демпфирующие (тормозные) устройства.
Фильтры, применяемые в пневмоприводах.
5.1.12 Расчет пневмоприводов поступательного действия
Расчет пневмопривода при установившемся движении. Массовый расход и
скорость движения при политропном процессе с учетом гидравлического сопротивления.
Надкритическая и подкритическая области истечения.
Общие замечания по расчету пневмопривода при неустановившемся движении.
Три фазы процесса поступления сжатого воздуха в пневмоцилиндр и процесса движения.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№ Наименование обеспечиваемых
п/п (последующих) дисциплин
1.
2.
Основы технологии
производства и ремонт
автомобилей
Основы проектирования и
эксплуатации технологического
оборудования
№ № разделов данной дисциплины, необходимых
для изучения обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
4
5
6
7
8
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9
10
11
12
Наименование раздела дисциплины
Лекц. Практ. Лаб
занятия зан.
Всего
Введение
Раздел 1.Гидравлические объемные приводы
(гидроприводы)
Общие сведения о гидроприводах
18
1
1
36
Объемные насосы и двигатели
Гидравлическая аппаратура управления
Вспомогательные устройства гидроприводов
Регулирование гидроприводов
Гидравлические следящие приводы
Основы проектирования и расчета
гидроприводов
Раздел 2 Пневматические приводы –
пневмоприводы
Общие сведения о пневмоприводах
Пневматические двигатели
Пневматическая аппаратура.
Расчет пневмоприводов поступательного
2
2
1
1
2
2
12
12
СРС
51
2
12
4
2
2
5
4
4
8
1
4
1
2
2
6
6
8
Всего
час.
105
1
действия
6. Лабораторные работы
№
п/п
№ раздела
дисциплины
Наименование лабораторных занятий
Трудоемкость
(36 час.)
1.
5.1.3
ПОЛУЧЕНИЕ РАБОЧЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ШЕСТЕРЕНЧАТОГО НАСОСА
6
2.
5.1.4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА
ЗОЛОТНИКОВОГО ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДНОЙ (СТАТИЧЕСКОЙ)
ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГУЛЯТОРА ПОТОКА
ИСПЫТАНИЕ ГИДРОПРИВОДА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО
ДВИЖЕНИЯ С ДРОССЕЛЬНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ
ИСПЫТАНИЕ ГИДРОПРИВОДА ВРАЩАТЕЛЬНОГО
ДВИЖЕНИЯ С ОБЪЕМНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ
6
ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЛИТЕРАЦИИ РАДИАЛЬНОГО
ЗАЗОРА В ГИДРОЦИЛИНДРЕ
6
5.1.5
5.1.6
5.1.6
5.1.7
6
6
6
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Основная литература:
1. Башта,Т.М. Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы: учебник для
вузов. 2-е изд. перераб./ Т.М.Башта. - М.: Машиностроение, 1982.
2. Грянко, Л.П., Гидродинамические и гидрообъемные передачи в трансмиссиях
транспортных средств: учебное пособие/ Л.П.Грянко, Ю.М. Исаев. – СПб.: изд-во
СПБГТУ 2000.
3. Денисов, В.А., Элементы и системы гидроавтоматики: учебное пособие/
В.А.Денисов, Ю.Б.Полубояринов, Л.И.Шуб– Л.: СЗПИ, 1928.
4. Погорелов, В.И.Гидро- и пневмопривод и автоматика: учебное пособие/
В.И.Погорелов, В.С.Тюшев. – Л.: изд-во СЗПИ, 1968.
Дополнительная литература:
1.Полубояринов, Ю.Г. Гидравлические системы в станочном оборудовании.
Гидравлика (краткий курс): учебное пособие/ Ю.Г. Полубояринов. – Л.: СЗПИ, 1991.
2.Попов, Д.Н. Гидромеханика: учебник для вузов/ Д.Н.Попов, С.С.Панаиоти М.В.
Рябинин . – М.: изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000.
3.Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: справочник/ В.К.Свешников, А.Л.
Усов – М.: «Машиностроение». 2004.
4.Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам/ под общей
редакцией докт. техн. наук Б.Б.Некрасова. – Минск.: Высшая школа, 1985.
8.
Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Выполнение лабораторных работ по проектированию проводятся в
специализированной лаборатории 6103.
Для завершения выполнения работ и оформления отчетов используются
компьютеры кафедрального вычислительного центра (аудитория -6502)
9.
Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Перед началом занятий проводится контроль знаний по темам предыдущих лекций.
По результатам проверки знаний студент допускается или нет к выполнению
лабораторной работы.
Разработчик:
Горный институт
доцент кафедры АТПП
О.А.Маринова
Эксперты:
____________________
(место работы)
___________________
(занимаемая должность)
_________________________
(инициалы, фамилия)
____________________
(место работы)
___________________
(занимаемая должность)
_________________________
(инициалы, фамилия)