ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тихоокеанский государственный университет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

С.В. Шалобанов

«» 2007 г.

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

по кафедре "Cтроительные и дорожные машины "

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МАШИНАМИ

Утверждена научно-методическим советом университета для направления подготовки 190000 - Транспортные средства (специальность 190205.65 – Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование) Хабаровск, 2007 г.

Программа составлена в соответствии с содержанием и требованиями Государственного образовательного стандарта, предъявляемыми к минимуму содержания дисциплины и в соответствии с примерной программой дисциплины, утвержденной департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования с учетом особенностей региона и условий организации учебного процесса в Тихоокеанском государственном университете.

Программу составил кандидат технических наук, доцент кафедры СДМ Г.Г.Воскресенский Программа рассмотрена и обсуждена на заседании кафедры "Строительные и дорожные машины" Протокол № от "_" 2006 г.

Зав. кафедрой СДМ _ С.Н.Иванченко "_" 2006 г.

Программа рассмотрена и утверждена на заседании УМК и рекомендована к изданию.

Протокол № от "_"_ 2006 г.

Председатель УМК Г.М.Вербицкий "_" 2007 г.

Директор ДВЛТИ_ В.В. Шкутко "_" 2007 г.

Директор ДВИОТ_ П.Д. Шляхов "_"2007 г.

Декан заочного _С.Г. Лысак "_"2007 г.

факультета ускоренного обучения

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

«Гидравлические системы управления машинами» - одна из специальных дисциплин для подготовки инженера-механика по специальности 170900 (190205.65). «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование», которая содержит сведения о гидравлическом приводе машин и системах управления рабочим оборудованием.

Целью изучения дисциплины является ознакомление студента с современными конструкциями силового гидропривода, гидроаппаратурой, систематизация знаний по расчетам основных параметров гидравлических систем, области применения и эффективной эксплуатации гидропривода машин.

Задачами дисциплины являются:

- ознакомить студентов с общими сведениями и параметрами гидронасосов, гидродвигателй, гидроаппаратуры;

- дать навыки в расчете параметров и выборе элементов гидросистем;

- сформировать знания по эффективной эксплуатации гидропривода машин.

Для успешного усвоения дисциплины необходимы знания по высшей математике (дифференциальные уравнения, исследование функций, дифференциальное и интегральное исчисления) гидравлике и общему гидроприводу, подъемно-транспортным, строительным и дорожным машинам, эффективной эксплуатации машин.

3.ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

По завершении изучения дисциплины «Гидравлические системы управления машинами студент должен:

- знать принцип работы, технические характеристики, конструктивные особенности гидроагрегатов, гидроаппаратуры управления, свойства рабочей жидкости;

- владеть знаниями расчета основных параметров гидросистемы, мощности привода, характеристик движения исполнительных механизмов, температуры рабочей жидкости, утечек в гидроагрегатах;

- иметь навыки в чтении гидросхем, диагностировании как отдельных гидроагрегатов, так и гидросистмы в целом;

- владеть знаниями, необходимыми для проведения качественного технического обслуживания и эффективной эксплуатации машин;

- иметь опыт или представление о техническом и организационном обеспечении научных исследований СДМ и реализации их результатов, об информационном поиске и анализе информации по объектам исследования.

4.ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Структура дисциплины и ее характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Объем дисциплины «Гидравлические системы управления машинами »

Общая трудоемкость дисциплины Вид итогового контроля по семестрам Расчетно-графические работы (РГР) Аудиторные занятия:

Самостоятельная работа:

на подготовку к лабораторным работам на подготовку к практическим занятиям

5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина содержит курс лекций, лабораторные и практические занятия.

Тема 1. Основные сведения об объемном гидроприводе.

Введение. Краткий обзор развития гидравлики и гидропривода. Роль российских и советских ученых в становлении гидропривода. Режимы работы, преимущества и недостатки, условия эксплуатации гидропривода. Требования к гидрооборудованию, гидросистемам. Эксплуатационные свойства и характеристики рабочих жидкостей. Стандарты РФ, ISO, SAE. Классы чистоты рабочих жидкостей. Виды загрязнений. Очистка рабочей жидкости.

Выбор фильтров.

Тема 2. Объемные гидромашины постоянной производительности.

Насосы и гидромоторы шестеренные, аксиально-плунжерные с постоянной производительностью. Устройство, обозначение, основные характеристики.

Крутящий момент.

Тема 3. Объемные гидромашины регулируемой производительности.

Насосы и гидромоторы аксиально-плунжерные с регулируемой производительностью. Принципы регулирования, крутящий момент, характеристика расхода и мощности.

Тема 4. Гидроцилиндры и поворотные гидродвигатели.

Классификация и устройство гидроцилиндров. Статический расчет гидроцилиндров и поворотных гидродвигателей. Уплотнения подвижных соединений. КПД гидроцилиндров. Синхронизация работы гидроцилиндров.

Тема 5. Клапаны обратные.

Клапаны обратные, «или», ограничители скорости движения гидроцилиндров, клапаны обратные управляемые (гидрозамки), применение клапанов в гидросистемах.

Тема 6. Клапаны предохранительные Клапаны предохранительные. Классификация, устройства, принцип действия, управление клапанами, расходные характеристики. Клапаны предохранительные прямого действия и с сервоуправлением, применение в гидросистемах.

Тема 7. Дроссельное регулирование скорости движения гидродвигателей Гидравлические дроссели, нерегулируемые и регулируемые дроссели. Способы регулирования скорости движения исполнительных гидродвигателей.

Основные расчетные характеристики.

Тема 8. Клапаны управления расходом рабочей жидкости.

Редукционные клапаны, регуляторы расхода рабочей жидкости, тормозные клапаны механизмов подъема груза гидравлических кранов. Устройство, принцип работы, основные характеристики.

Тема 9. Гидрораспределители.

Гидрораспределители с клапанной и с проточной разгрузкой насосов. Расходные характеристики, способы управления, гидравлические схемы.

Тема 10. Дистанционное управление гидрораспределителями.

Гидроаккумуляторы (ГПА). Классификация, назначение, устройство, основные параметры. Статический расчет ГПА. Блоки питания гидрораспределителей. Блоки управления гидрорспределителями. Силовые характеристики, гидравлические схемы.

Тема 11. Герметизация элементов гидропривода. Бесконтактные и контактные уплотнения для возвратно-поступательных и вращающихся соединений. Основные параметры. Расчет уплотнений. Герметизация неподвижных соединений. Основы технологии изготовления резинотехнических уплотнений.

Тема 12.Типовые схемы гидропривода землеройно-транспортных и землеройных машин.

Гидросистемы бульдозеров, скреперов, автогрейдеров, фронтальных погрузчиков, одноковшовых гидравлических экскаваторов. Принципы управления, особенности работы.

Тема 13. Типовые схемы гидроприводов грузоподъемных и бурильнокрановых машин.

Гидросистемы механизмов подъема груза, поворота, выдвижения стрелы, выносных опор, вращения бурового инструмента. Особенности работы, правила безопасной эксплуатации машин с гидроприводом.

Тема 14. Гидроусилители рулевого управления мобильных машин.

Классификация и основные схемы гидроусилителей. Устройство и принцип действия. Типовые схемы рулевого управления автомобилей, автогрейдеров, скреперов, гидравлических экскаваторов с пневмоколесным движителем.

Тема 15. Испытание, монтаж и эксплуатация гидроприводов.

Испытания гидроприводов на долговечность, герметичность и прочность.

Стенды для испытания насосов, гидромоторов, клапанов, гидрораспределителей, блоков питания и управления гидрораспределителями. Приборы и средства диагностирования, методика диагностирования гидросистем управления.

Тема 16. Диагностирование гидроагрегатов и гидросистем.

Способы диагностирования гидронасосов, гидромоторов, клапанов, гидрораспределителй, блоков питания и управления гидрораспределителями.

Приборы и средства диагностирования, методика диагностирования гидросистем управления.

Тема 17. Общие требования к гидросистемам машин.

Особенности работы гидравлических систем управления в различных климатических условиях. Тепловой расчет. Правила выполнения гидросхем, текстовых и графических документов. Основные направления совершенствования гидравлических систем управления машинами.

Таблица 2 - Разделы дисциплины «Гидравлические системы управления Основные сведения об объемном гидроприводе. Рабочие жидкости Объемные гидромашины постоянной производительности Объемные гидромашины регулируемой производительности Гидроцилиндры и поворотные гидродвигатели Клапаны обратные Клапаны предохранительные Дроссельное регулирование скорости движения гидродвигателей Клапаны управления расходом рабочей жидкости Гидрораспределители Дистанционное управление гидрораспределителями Герметизация элементов гидропривода Типовые схемы гидропривода землеройнотранспортных и землеройных машин Типовые схемы гидроприводов грузоподъемных и бурильно-крановых машин Гидроусилители рулевого управления мобильных машин Испытание, монтаж и эксплуатация гидроприводов Диагностирование гидроагрегетов и гидросистем Общие требования к гидросистемам машин

6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Перечень практических занятий во взаимосвязи с разделами содержания лекционного курса приведен в таблице.

Краткая характеристика практических занятий Расчет гидропривода механизма подъема рабочего оборудования бульдозера, скрепера.

Задание: определить основные параметры гидроцилиндра подъема рабочего оборудования бульдозера, скрепера в соответствии с выданным индивидуальным заданием. Рассчитать мощность на привод гидронасоса, выбрать параметры насоса, рассчитать трубопроводы: нагнетательные, сливные, всасывающие, дренажные. Выбрать тип гидрораспределителя, фильтров, определить размеры гидробака.

Исполнение: порядок исполнения описан в методических указаниях.

Время выполнения практических занятий – 2 часа.

Расчет гидропривода механизма поворота одноковшового экскаватора, автомобильного крана.

Задание: определить основные параметры гидромотора, редуктора привода поворотной платформы, ускорение разгона и торможения. рассчитать мощность привода, выбрать параметры предохранительных клапанов, тормоза механизма поворота.

Исполнение: порядок исполнения описан в методических указаниях.

Время выполнения практических занятий – 2 часа.

Расчет гидропривода механизма подъема груза автомобильного крана.

Задание: рассчитать мощность гидропривода подъема груза, определить усилие в канате, выбрать тип каната, рассчитать параметры барабана, блоков, передаточное отношение редуктора, выбрать тип тормоза, гидромотора, тормозного клапана.

Исполнение: порядок исполнения описан в методических указаниях.

Время выполнения практических занятий – 2 часа.

Расчет гидропривода механизма подъема стрелы фронтального погрузчика.

Задание: рассчитать усилия на штоке гидроцилиндра подъема стрелы в зависимости от высоты подъема ковша и выбрать диаметры гильзы и штока гидроцилиндра. Определить скорость и время подъема стрелы.

Исполнение: порядок исполнения описан в методических указаниях.

Время выполнения практических занятий – 2 часа.

Расчет параметров стенда для испытания гидронасосов.

Задание: рассчитать мощность на привод гидронасосов, выбрать параметры дросселя, манометров, расходомера, тахометра. Построить тарировочную характеристику зависимости объемного КПД от частоты вращения расходомера.

Исполнение: порядок исполнения описан в методических указаниях.

Время выполнения практических занятий – 2 часа.

Расчет параметров стенда для испытания гидромоторов.

Задание: рассчитать мощность и тормозной момент гидромотора. Выбрать нагрузочное устройство в виде гидронасоса с редуктором. Рассчитать мощность и количество тепла при испытании гидромотора.

Исполнение: порядок исполнения описан в методических указаниях.

Время выполнения практических занятий – 2 часа.

Расчет параметров стенда для испытания гидроцилиндров.

Задание: рассчитать усилия при разборке и сборке гидроцилиндров, выбрать параметры рабочего гидроцилиндра для привода каретки. рассчитать параметры мультипликатора давления для испытания гидроцилиндра.

Исполнение: порядок исполнения описан в методических указаниях.

Время выполнения практических занятий – 2 часа.

Тепловой расчет гидросистем.

Задание: рассчитать потери давления в трубопроводах гидросистемы, общий КПД, мощность, которая преобразовывается в тепловую энергию. Рассчитать установившуюся температуру в гидросистеме с теплообменником в виде бака и с учетом масляного радиатора.

Исполнение: порядок исполнения описан в методических указаниях.

Время выполнения практических занятий – 2 часа.

7. ЛАБОРАTОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Лабораторные занятия проводятся по наиболее важным разделам (темам) дисциплины для студентов дневного ускоренного обучения специальности 230100 (190603.65) «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования».

Таблица 3 – Лабораторные занятия и его связь с содержанием лекционного № № раздела по варианп/п ту содержания Наименование лабораторной работы

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.Исследование характеристик шестеренных насосов изучить конструкцию, принцип работы.

Задание: установить расходную характеристику шестеренного насоса Q(p) и определить объемный КПД.

Время выполнения работы – 2 часа.

2.Исследование характеристик аксиально-поршневых насосов.

Задание: изучить устройство, принцип действия, установить расходную характеристику насоса Q(p) и определить объемный КПД.

Время выполнения работы – 2 часа.

3.Исследование характеристик регуляторов расхода рабочей жидкости.

Задание: изучить устройство, принцип действия, установить закономерности изменения расхода от нагрузки на исполнительном гидроагрегате.

Время выполнения работы – 2 часа.

4.Диагностирование золотниковых гидрораспределителей.

Задание: определение утечки рабочей жидкости в секциях гидрораспределителя.

Время выполнения работы – 2 часа.

5.Исследование статических характеристик блока управления.

Задание: определить на рычаге блока управления от угла поворота рычага.

Время выполнения работы – 2 часа.

6.Определение усилий на штоке гидроцилиндра.

Задание: экспериментально установить влияние нагрузки на силы трения в уплотнениях.

Время выполнения работы – 2 часа.

7. Расходная характеристика предохранительного клапана.

Задание: экспериментально определить давление срабатывания предохранительного клапана.

Время выполнения работы – 2 часа.

8.Исследование характеристик фильтров Задание: определить зависимость расхода рабочей жидкости от перепада давления на фильтре.

Исполнение и оснастка для выполнения лабораторных работ представлены в методических указаниях.

Время выполнения работы – 2 часа.

Домашние задания выдаются для подготовки к лекционным и лабораторным аудиторным занятиям и заключаются в изучении основной литературы и ознакомлении с дополнительной литературой.

9. КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ

«Контроль знаний студентов при изучении дисциплины гидравлические системы управления машинами» включает в себя:

- входной (первичный) контроль;

- промежуточный (текущий) контроль;

- выходной контроль – зачет в IX семестре.

Все виды контроля проводятся по билетам, разработанным и утвержденных на кафедре СДМ.

1.Назовите режимы движения рабочей жидкости в трубопроводах. Критерии границ режимов движения.

2. В чем отличие местных и путевых потерь давления?

3. Как влияет температура на вязкость рабочей жидкости.

4. Определите причину неисправности: шток гидроцилиндра при включении гидрораспределителя движется рывками.

5. На некоторых гидросистемах СДМ (обычно летом) после непродолжительной работы (0,5 – 1 час) гидроцилиндры начинают двигаться медленно. Почему наблюдается это явление?

6. «Гидростатистический парадокс» (Б.Паскаля). Дать рисунки, поясняющие давление на стенке сосуда.

7. Назовите фамилии известных зарубежных и отечественных ученых, внесших значительный вклад в развитие гидравлики и гидропривода.

1. Эксплуатационные свойства рабочих жидкостей.

2. Классы чистоты рабочих жидкостей.

3. Очистка рабочей жидкости, фильтры, гидробаки.

4. Тепловой расчет гидросистем.

5. Основные параметры гидронасосов.

6. Регулировочные характеристики сдвоенных гидронасосов.

7. Крутящий момент на валах насосов и гидромоторов.

8. Гидроцилиндры, поворотные гидродвигатели.

Вопросы промежуточного контроля 2 этапа.

1. Нерегулируемые и регулируемые дроссели.

2. Ограничители движения.

3. Тормозные клапаны.

4. Обратные клапаны, гидрозамки, клапаны «ИЛИ».

5. Клапаны предохранительные прямого и непрямого действия.

6. Редукционные клапаны, регуляторы расхода.

Вопросы промежуточного контроля 3 этапа.

Гидрораспределители с клапанной и проточной разгрузкой насосов.

Гидропневмоаккумуляторы, блоки питания, блоки управления гидрораспределителями.

Герметизация элементов гидропровода. Уплотнения гидроцилиндров, гидромоторов.

Основы технологии изготовления РТИ.

Гидроусилители рулевого управления.

Гидродинамические и гидрообъемные трансмиссии.

Типовые схемы гидропривода СДМ: подъема груза, рабочего оборудования, поворота, передвижения автокранов и экскаваторов.

Испытания и диагностирования гидроагрегатов.

Правила выполнения гидросхем.

1. Эксплуатационные свойства РЖ.

2. Способы очистки РЖ, классы чистоты, виды загрязнений.

3. Устройство, принцип действия, основные параметры гидронасосов, гидромоторов, гидроцилиндров.

4. Гидроаппаратура управления гидросистем: клапаны, регуляторы, синхронизаторы, делители потока.

5. Уплотнения подвижных и неподвижных соединений и гидроагрегатов.

6. Технология изготовления РТИ СДМ.

7. Типовые схемы гидросистем СДМ.

8. Испытания и диагностирования гидроагрегатов.

9. Чтение гидросхем.

10. КОНТРОЛЬ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВЗАОЧНИКОВ

Контроль самостоятельной работы студентов заочников проводится по результатам выполнения контрольной работы, задания и методические указания на выполнение которой выдаются на установочной лекции.

Примерный перечень заданий на контрольную работу 1. Представить гидравлическую схему одной из машин: бульдозера, скрепера, автогрейдера, фронтального погрузчика, одноковшового гидравлического экскаватора, бурильно-крановой машины, гидравлического автомобильного крана.

2. Устройство, принцип действия и основные параметры агрегата гидросистемы: гидронасоса, гидроцилиндра, гидрораспределителя, клапанов, фильтров.

3. Расчет мощности гидропривода.

11.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. 1.Васильченко В.А, Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справ. М.: Машиностроение, 1983, 301 с.

2. Вильнер Я.М., Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, насосам и гидропередачам/Под ред. Б.Б. Некрасова. Минск:

Высшая школа, 1995, 384 с.

3. Гидравлическое оборудование: каталог – справ.: в 2 ч. М.: ВНИИГидроприводов, 1987, ч.1-400 с., ч.2.-351 с.

4. Кондаков Л.А. Уплотнения гидравлических систем. М.: Машиностроение, 1992, 240 с.

5. Марутов В.А., Павловский С.А. Гидроцилиндры. Конструкция и расчет. М.: Машиностроение, 1966, 170 с.

6. Раннев А.В. Одноковшовые строительные экскаваторы: Учебное пособие.:-М.:Высшая школа, 1991.-304 с.

1. 1.Брон Л.С., Тартаковский Ж.Э. Гидравлический привод агрегатных станков и автоматических линий. М.: Изд.-3е. Машиностроение,1989.с.

2. Гидравлика и гидропривод/ В.Г. Гейер, В.С. Дулин, А.Г. Боруменский, А.Н. Заря: Учебник для вузов.-2е изд. М.: Недра, 1987, 295с.

3. Каталог гидравлики. Справочник. Екатеринбург.-2003,-75с.

4. Коваль П.В. Гидравлика и гидропривод горных машин.М.:Машиностроение,1979-319с.

1. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Гидравлические системы управления СДМ»;-Хабаровск, ХГТУ, кафедра СДМ, 2003 г.

2. Воскресенский Г.Г Конспект лекций по дисциплине «Гидравлические системы управления СДМ»,Хабаровск,ХГТУ,кафедра СДМ 2007 г.

12. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕННИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

В лабораториях кафедры «Строительные и дорожные машины» и кафедры «Машины и оборудование лесного комплекса» имеется следующее оборудование для обеспечения проведения лабораторных работ:

1. Универсальный стенд для испытания гидроагрегатов.

2. Стенд для испытания сдвоенных гидронасосов.

3. Прибор КИ-5473 для диагностирования гидронасосов, клапанов, распределителей.

4. Прибор для диагностирования насосов.

13.МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

На основе программы «Гидравлические системы управления машинами» разрабатывается рабочая учебная программа с учетом фактического числа часов, отведенных для ее изучения. В ней предусматривается изучение прежде всего тех разделов и выполнение лабораторных и практических занятий, которые дают возможность студентам с наибольшей полнотой усвоить цели и задачи дисциплины.

Самостоятельная работа студентов обеспечивает выработку творческого подхода к изучению дисциплины, приобретение навыков работы с литературой.

Базовыми для дисциплины «Гидравлические системы управления машинами» являются курсы физики, математики, деталей машин, гидравлики подъемно-транспортных строительных и дорожных машин.

Знания и навыки, получаемые при изучении курса «Гидравлические системы управления машинами» применяются студентами при выполнении дипломного проекта и являются определяющими для инженера по специальности ПТСДМ.

Программа рассчитана на 48 часов аудиторных занятий.

Программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования для направления подготовки 190000 – транспортные средства (специальность 170900 (190205.65) – Подъемно-транспортные, строительные, дорожные