Федеральное агентство по образованию

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования
«Бийский государственный колледж»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины (практики) Гидравлические и пневматические системы
для специальностей (группы специальностей) 151001.51
Технология машиностроения
(базовый уровень)
2010
ОДОБРЕНА
предметной (цикловой)
комиссией 151001
Председатель______________
Т.В. Попова
_____________________200 г.
Составлена в соответствии
с Государственными требованиями
к минимуму содержания и уровню
подготовки выпускника
по специальности
Заместитель директора
по учебно-методической
работе ______________
Е.В.Фанта
_____________________20 г
Автор: Герасимова Т.В. преподаватель ФГОУ СПО «БГК»
Рецензенты: 1. Жданова Т.Г. (преподаватель специальных дисциплин, высшей категории ФГОУ СПО « БГК»)
2. Рыжкова Н.В. - главный технолог ФГУП БПО «Сибприбормаш»
Содержание
2
1
2
3
4
Пояснительная записка
Тематический план
Содержание учебной дисциплины
Перечень средств обучения
Литература
3
6
9
15
3
1 Пояснительная записка
Рабочая программа дисциплины «Гидравлические и пневматические
системы» предназначены для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности
151001 «Технология машиностроения»
Содержание дисциплины основывается на знаниях, полученных
студентом при изучении следующих дисциплин: «Математика и информатика», «Электротехника и электроника», «Инженерная графика» и согласовывается с содержанием дисциплин «Технологическая оснастка» и «Технологическое оборудование». Использование межпредметных связей обеспечивает
преемственность в изучение материала, исключает его дублирование и позволяет преподавателю рационально распределять учебное время. При изложении соблюдается единство терминологии, обозначений, единиц измерения
в соответствии с действующими стандартами.
Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых
практических умений программой дисциплины предусмотрено проведение
практических занятий и лабораторных работ.
В результате освоения программы дисциплины студент должен:
иметь представление:
- о роли месте знаний по дисциплине в основной профессиональной
образовательной программе по специальности и в сфере профессиональной
деятельности техники;
знать:
- физические основы функционирования гидравлических и пневматических систем;
- структуру систем автоматического управления на гидравлической и
пневматической элементной базе;
- устройство и принцип действия гидравлических и пневматических
устройств и аппаратов;
уметь:
- читать и составлять простые принципиальные схемы гидро - и пневмосистем;
- производить расчет основных параметров гидро - и пневмоприволов;
- пользоваться нормативными документами, справочной литературной
и другими информационными источниками при выборе и расчете основных
видов гидравлического и пневматического оборудования.
иметь навыки:
- составления гидрокинематических схем для оборудования.
4
В ходе изучения дисциплины кроме теоретических знаний студентам
должны прививаться практические навыки в решении ситуационных задач,
которые призваны активизировать аудиторию, стимулировать дискуссию,
мобилизовать обучающихся на использование в комплексе всех полученных
знаний (в том числе и по другим изучаемым дисциплинам), проявлять творческий подход.
На занятиях необходимо заострять внимание студентов на прикладном
характере дисциплины, показывать где, когда и как теоретические положения
и практические умения могут быть использованы в дальнейшей профессиональной деятельности.
В данной программе отводится 17 часов для самостоятельной работы
студентов.
Самостоятельная работа студентов планируется в форме написания рефератов, составления творческих отчетов, а так же расширения профессиональных задач и углубления знаний по дисциплине через знакомство с журналами и книгами по технологическому оборудованию и через сеть Интернет.
Особое внимание отводится работе с нормативно-технической документацией.
Проверка знаний и умений ведется систематически на уроках, по окончании каждого раздела планируется рубежный контроль, форму контроля
выбирает преподаватель с учетом действующего учебного плана.
5
2 Тематический план
Наименование разделов и
тем
1
Введение
Раздел 1. Физические
основы функционирования
Тема 1.1. Рабочие жидкости гидроприводов.
Свойства, характеристики.
Тема 1.2. Физические
свойства газов
Рабочие среды пневмоприводов, их свойства
Тема 1.3. Гидростатика
Гиростатическое давление, основное уравнение
гидростатике
Тема 1.4. Гидродинамика
Основные понятия и законы гидродинамики
Раздел 2. Гидро - и
Пневмоприводы
Тема 2.1. Структура систем автоматического
управления
Энергообеспечивающая,
исполнительная, направляющая и регулирующая, информационная и
логико-вычислительная
структура.
Тема 2.2 Энергообеспечивающая подсистема.
Маслостанции. Назначение, классификация и
конструкции входящих в
Количество аудиторных
часов при очной форме
Самостообучения
Макс. учеб.
ятельная
нагрузка стуЛабора- Практиработа
дента, час.
торные
ческие
студента
Всего
работы занятия
2
2
3
2
4
7
7
4
2
2
12
12
2
2
6
6
4
5
6
6
2
6
них устройств: насосы.
Тема 2.3. Исполнительная подсистема
цилиндры, моторы,
неполноповоротные
двигатели, эжекторы,
цанговые зажимы.
Тема 2.4. Направляющая
и регулирующая подсистема
Обратные клапаны,
дроссели, регуляторы
расхода, делители потока, клапаны последовательности.
Тема 2.5. Информационная подсистема Путевые
выключатели: пневматические, электрические,
электронные. Управление приводами по положению
Тема 2.6. Логиковычислительная подсистема
Логические клапаны,
пневмоклапаны выдержки времени, клапан последовательности
Тема 2.7. Релейноконтактные системы
управления
Аналогия между пневмогидравлическими и
электрическими устройствами. Преобразователи
Раздел 3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГИДРО-И
ПНЕВМОПРИВОДОВ
Тема 3.1. Формы представления хода технологического процесса
Графическая форма
2
2
4
4
6
6
3
3
4
4
2
2
2
4
2
7
представления хода технологического процесса
Тема 3.2. Поиск и устранение неисправностей
Диагностика и ремонт
гидро - и пневмоприводов.
Раздел 4. ГИДРО-И
ПНЕВМОСИСТЕМЫ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Тема 4.1. Системы смазки.
Смазочные материалы.
Назначение и функционирования устройств
смазки.
Тема 4.2. Комбинированные приводы
Пневмогидравлические
приводы
Тема 4.3. Следящие гидро-и пневмоприводы
Гидравлические и пневматические усилители
мощности
Всего
12
2
2
2
11
4
77
60
10
7
16
12
17
8
3 Содержание учебной дисциплины
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Введение
Студент должен:
иметь представление:
- о роли и месте знаний по дисциплине в основной профессиональной
образовательной программе по специальности и в сфере профессиональной
деятельности техника;
- о месте гидро - и пневмоприводов в машиностроительном производстве;
знать:
- достоинства и недостатки гидро - и пневмоприводов, области их применения, структуру, классификацию.
Роль и место знаний по дисциплине в основной профессиональной образовательной программе по специальности и в сфере профессиональной деятельности техника. Место гидро - и пневмоприводов в машиностроительном
производстве.
Достоинства и недостатки гидро - и пневмоприводов, области их применения, структура, классификация.
Раздел 1. Физические основы функционирования
Студент должен:
иметь представление:
- о свойствах рабочих сред гидро - и пневмоприводов;
- об основных марках и характеристиках минеральных масел;
знать:
-функциальное назначение рабочих сред гидро-и пневмоприводов требования предъявляемые к ним ;
- основные уравнения гидростатики и гидродинамики;
уметь:
-обоснованно выбирать рабочие среды гидро - пневмоприводов;
- проводить расчёты трубопроводов;
- проводить расчеты трубопроводов и статических приводов.
Тема 1.1. Рабочие жидкости гидроприводов
Функциональное назначение рабочих жидкостей.
. Характеристики и марки минеральных масел. Требования, предъявляемые к рабочим жидкостям гидроприводов.
Лабораторная работа № 1-2.
9
Определение вязкости рабочей жидкости.
Тема 1.2. Физические свойства газов
Рабочие среды пневмоприводов, их свойства. Уравнение состояния газа, основные газовые законы: Шарля, Гей-Люссака, Бойля-Мариотта. Влажность сжатого воздуха.
Тема 1.3. Гидростатика
Гиростатическое давление, основное уравнение гидростатике. Закон
Паскаля. Абсолютное давление, избыточное давление, вакуум. Приборы для
измерения давления.
Тема 1.4. Гидродинамика
Основные понятия и законы гидродинамики: средняя скорость потока,
расход жидкости, уравнение неразрывности, закон Бернулли. Режимы течения жидкости, гидравлические сопротивления, потери давления в гидросистемах.
Практическое занятие № 1-2
Расчет гидростатического привода.
Лабораторная работа № 3 – 4
Экспериментальное определение величины потерь давления в гидравлической системе.
Раздел 2. Гидро - и Пневмоприводы
Тема 2.1. Структура систем автоматического управления
Студент должен:
иметь представление:
- о многообразие систем автоматического управления;
знать:
- структуру систем автоматического управления;
- назначение и взаимосвязь подсистем.
Энергообеспечивающая, исполнительная, направляющая и регулирующая, информационная и логико-вычислительная подсистемы. Назначение и
взаимосвязь подсистем.
Тема 2.2 Энергообеспечивающая подсистема
Студент должен:
знать:
10
- условные графические обозначения и функциональное назначение
устройств энергообеспечивающей подсистемы;
уметь:
- рассчитывать производительность объемного насоса, трубопровода;
- обслуживать блоки подготовки воздуха.
Маслостанции. Назначение, классификация и конструкции входящих в
них устройств: насосы, фильтры, клапаны, баки, трубопроводы.
Устройства производства и подготовки сжатого воздуха: компрессоры,
ресиверы, клапаны давления, устройства осушки, трубопроводы, блоки подготовки.
Лабораторная работа №5
Расчет производительности объёмного гидронасоса.
Тема 2.3. Исполнительная подсистема
Студент должен:
иметь представление:
- о классификации исполнительных механизмов;
знать:
- условные графические обозначения и принцип действия
исполнительных механизмов;
уметь:
- проводить расчёт и подбор исполнительных механизмов. Типы, конструкции и принцип действия гидравлических и пневматических исполнительных механизмов (ИМ): цилиндры, моторы, неполноповоротные двигатели, эжекторы, цанговые зажимы.
Тема 2.4. Направляющая и регулирующая подсистема
Студен должен:
знать:
- условные графические обозначения и функциональное назначение
элементов направляющей и распределительной подсистемы;
уметь:
- подбирать направляющую и регулирующую аппаратуру по каталожным данным.
Типы, конструкции и принцип действия гидравлических и пневматических распределителей. Обратные клапаны, дроссели, регуляторы расхода, делители потока, клапаны последовательности.
Практическая работа № 5.
Расчет гидро – и пневмоцилиндров.
Лабораторная работа 4.
Позиционирование выходного звена гидроцилиндра.
11
Тема 2.5. Информационная подсистема
Студент должен:
иметь представление:
- о классификации и устройстве путевых выключателей;
знать:
- условные графические обозначения и принцип действия базовых моделей путевых выключателей;
уметь:
- составлять простые (с одним исполнительным механизмом) схемы
управления по положению.
Путевые выключатели: пневматические, электрические, электронные.
Управление приводами по положению.
Лабораторная работа №6.
Позиционирование выходного звена гидроцилиндра.
Лабораторная работа№7.
Обеспечение режима «быстрый подвод - рабочая подача».
Тема 2.6. Логико-вычислительная подсистема
Студент должен:
иметь представление:
- о реализации логико-вычислительной подсистемы на различной элементной базе;
знать:
- основные логические функции;
- условные графические обозначение и принцип действия элементов
логико-вычислительной подсистемы;
уметь:
- читать схемы и проектировать простые пневматические САУ;
- проводить монтаж и наладку простых пневмосистем.
Ввод, обработка и преобразование управляющих сигналов. Основные
логические функции.
Логические клапаны, пневмоклапаны выдержки времени, клапан последовательности.
Схемы с самоудержанием.
Лабораторная работа №8.
Управление по времени и по давлению.
Тема 2.7. Релейно-контактные системы управления
12
Студент должен:
иметь представление:
- об электроконтактных механизмах и устройствах;
знать:
- реализацию логических функций в релейно-контактных системах
управления;
- правила построения релейно-контактных схем;
уметь:
- читать и составлять простые релейно-контактные схемы;
- монтировать настраивать простые электропневматические системы
управления.
Устройства ввода и обработки электрических сигналов. Аналогия между пневмогидравлическими и электрическими устройствами. Преобразователи вида энергии сигналов. Реализация логических функций на базе электрических устройств. Схемы с самоудержанием.
Раздел 3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГИДРО-И ПНЕВМОПРИВОДОВ
Тема 3.1. Формы представления хода технологического процесса
Студент должен:
иметь представление:
- о формах представлениях хода технологического процесса; знать:
- правила построения диаграмм функционирования и функциональных
схем;
уметь:
- анализировать ход технологического процесса по графической форме
представления;
- настраивать простые гидравлические и пневматические системы
управления.
Хронологическая, векторная, арифметическая и табличная форма представления.
Графическая форма представления хода технологического процесса:
диаграмма «перемещение-шаг», диаграмма «перемещение-время», функциональная диаграмма, функциональная схема.
Тема 3.2. Поиск и устранение неисправностей
Студент должен:
иметь представление:
- о классификации и профилактики неисправностей в гидро - и
пневмоприводах;
знать:
- методы поиска неисправностей;
уметь:
13
- настраивать пневматические системы управления. Виды неисправностей в гидро - и пневмоприводах. Методы локализации и устранения неисправностей. Диагностика и ремонт гидро - и пневмоприводов.
Самостоятельная работа студента
Анализ работы технологического оборудования в привязке с гидроприводом.
Основные виды неисправностей устранение неисправностей (схема,
описание, презентация или видеоролик – по выбору студента).
Раздел 4. ГИДРО-И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Студент должен:
иметь представление:
- о назначение и функционировании систем смазки;
- о достоинствах комбинированных приводов;
- о классификации следящих приводов;
знать:
- структуру и принцип действия следящих приводов.
Тема 4.1. Системы смазки.
Смазочные материалы. Назначение и функционирования устройств
смазки.
Тема 4.2. Комбинированные приводы
Пневмогидравлические приводы. Преобразователи, мультипликаторы.
Пневмоприводы с фрикционными механизмами.
Тема 4.3. Следящие гидро-и пневмоприводы
Гидравлические и пневматические усилители мощности. Структура
гидравлического следящего привода
Самостоятельная работа студента
Исследование преимущества комбинированных приводов.
Применение в быту и на производстве
Доклады и сообщения по периодической печати по новому современному оборудованию с применением гидроаппаратов, пневмоприводов,
условия работы в зависимости от температурных режимов (схема, описание,
презентация или видеоролик – по выбору студента).
14
Примечание:
Изучение темы проводиться на конкретном технологическом оборудовании в соответствии с профилем подготовки студентов.
15
4 Перечень средств обучения
Ноутбук, оверхед-проектор, схемы кинематические и структурные,
мультимедиапроектор, электронные презентации, видео фильмы,
таблицы, электронные учебные пособия, технические характеристики технологического оборудования, плакаты, карточки, макеты технологического
оборудования, действующие станки, учебные методические комплексы,
учебные руководства.
Литература
Основная
1.А.В. Лепёшкин, А.А. Михайлин «Гидравлические и пневматические
системы» Москва Академия 2004г.
2.Холин К.М., Никитин О.Ф. « Основы гидравлики и объёмные гидроприводы». - Москва.: Машиностроение, 1989.
Дополнительная
1.Кузнецов В.Г. « Приводы станков с ПУ». – Москва « Машиностроение» 1983.
2.В.Е. Егорушкин « Основы гидравлики и теплотехники». Москва
«Машиностроение» 1981
16