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1、课题使用空气压缩机气压传动元件1(一)课时2 课时(90 min )教学目标知识技能目标：1 .掌握气源装置的组成和工作原理2 .掌握气动执行元件的分类和结构原理思政育人目标：培养学生严谨的学习作风教学重难点教学重点：气源装置的组成和工作原理、气动执行元件的分类和结构原理 教学难点：G源装要口句动执行元件的工作原理教学方法问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：课前任务T考勤(2min) 一问题导入(8min) 一传授新知(35 min )第2节课：问题导入(5 min ) 一传授新知(27 min )一思政讲堂(8 min ) 一课堂小结(3 min )
2、一作业布置(2 min )教学过程主要教学内容及步理设计意图第一节课课前任务【教师】布置课前任务，学生扫描课本216页的任务工单 72，完成课前任务光明机械厂的气动设备突然出现故障，其出口处的压力突然 下降。小黄与师傅老李前来厂里维修。老李对设备进行了一番 检查，然后操作了一会儿，很快就将它修好了。一旁的小黄有些 疑惑，便问师傅老李是如何做的，老李解释道：这个设备由气 压传动运行，其中空气压缩机的过滤器堵塞了，更换后便可以正 常使用了。接着，老李向小黄更加深入地讲解其中的原理。【学生】完成课前任务通过课前的预热， 让学生了解本次课 所学课程的大概内 容，激发学生的学习 欲望考勤(2 min)
3、【教师】使用文旌课堂APP,让学生登录签到 【学生】使用文旌课堂APP签到培养学生的组织 纪律性，掌握学生的 出勤情况问题导入(8 min)气源装置是为气动系统提供符合质量要求的压缩空气的能源 装置，那么W源装置主要包括哪些呢？它们的各自的符号和工作 原理有什么样的？与刖面章节中所学的液压系统中的液压泵有什 么共同之处呢？通过问题，引导学 生思考，调动学生的 主观能动性，激发学 生的学习兴趣传授新知(35 min)一、气源装置W源装置是为W动系统提供符合质量要求的压缩空气的能源装 置，主要包括空气压缩机、冷却器、油水分离器、储气罐等，具体组 成如图7-3 ( a )所示。在气压传动控制回路中常
4、用如图7-3 ( b )所 示的图形符号表示气源装置。通过老师的讲解， 使学生掌握气源装 置的分类、作用务效率所折服，这背后凝聚着埠瑞联特精益求精、追求卓越的工 匠精神。【学生】聆听、理解.记忆课堂小结 (3 min) 【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了 V源装要口 G动执行元件的组成和工作原理同学 们要注重培齐埋解工作原理的应用。 【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩 固学生对G源装置 和气动执行元件的 组成和工作原理的 理解作业布置 (2 min ) 【教师】布置课后作业课本上的思考与练习的填空题、选择题、判断题中与本书相 关的题目。 【学生】完成课后任务复习巩固学到的 知识教学反思
5、本节课环节完整，但学生主动性不高。教学按老办法、老观念去教，还是那样刻板， 教学手段单一,学生的学习动机定会下降。让学习动机成为推动学生参与学习活动心理动 因。教师应创设情境，开成连动的整体情境，学生学习的积极性、主动性能在引入情境后 被激起。(a)组成(b)图形符号1 一空气压缁机；2泠却器；3一油水分离器；4一祠门；5一压力计； 6、11 一储气灌；7、8干燥器；9一加热器；10 一空气过濮器。图7-3气源装置 【教师】与液压泵站的对比学习气源装置时，要与前面章节所学的液压系统中的液压泵 站对比学习，对比如下：1、气源装置：为气动系统提供合乎质量要求的压缩空气具 有一定压力和流量，并具有一
6、定的净化程度。符号如下：2、液压泵站：一般采用符合液压系统要求的液压油，由原 动力(电机或其他动力)经泵(包括叶片泵、齿轮泵、柱塞泵 等)送出符合流量与压力要求的液压油供液压系统使用。符号如 下： 【学生】聆听、理解、记忆1 .空气压缩机空气压缩机是气源装置的核心，它是将原动机输出的机械能转 化为气体的压力能的能量转换装置。空气压缩机的实物和图形符号 如图7-4所示。(a)实物图(b)图形符号图.空气压缩机1 )空气压缩机的种类空气压缩机的种类很多，按其工作原理可分为容积型空气压缩 机和速度型空气压缩机两大类。(详见教材)2)空气压缩机的工作原理如图7-5所示(详见教材)为活塞式容积型空气压缩
7、机的工作 原理图，其工作过程可分为：吸气过程，压缩过程，排气过程，膨胀 过程。【教师】学生扫描课本218页的二维码，观看视频通过视频了解空气压缩机相关知识。【学生】观看视频.理解、记忆(1 )吸气过程。活塞式容积型空气压缩机的曲柄由电动机带动旋转，驱动活塞 在W缸内往复移动。当活塞向右移动时,气缸内容积增大形成局吾B 真空，活塞左腔的压力低十大气压力，外界空气在大气压力下推开 吸气阀8而进入气缸中。(2 )压缩过程。当活塞向左移动时，吸气阀8关闭，随着沽塞的左移，缸内空 气受到挤压。(3 )排气过程。气缸中压力升高，当缸内压力高十输出空气管道内压力后，排 气阀1打开，压缩空气送至输气管内。(4
8、)膨胀过程。压缩机在排气过程结束时，排气阀1关闭，沽塞与气缸之间余 留的空隙中还留有一些压缩空气，在下一次吸气时，余留空隙内的 压缩空气会膨胀。 【教师】课堂练习气源装置的核心元件是()。A.气马达 B.空气压缩机 C.油水分离器 D.过滤器 【学生】聆听、思考、回答 【教师】总结学生的回答正确答案是B。空气压缩机是气源装置的核心。 【学生】聆听、理解.记忆 【教师】提示学生活塞式容积型空气压缩机的曲柄旋转一周，活塞往复运动一次， 气缸完成一个工作循环。图7-5中只表示了一个气缸和一个活塞的 空W压缩机,而大多数空W压缩机是多W缸多活塞的组合。 【学生】聆听.理解、记忆2.压缩空气净化设备由空
9、气压缩机排出的压缩空气，如果不进行净化处理，不除去 混在压缩空气中的水分、油分、灰尘等杂质是不能为气动装置使用的。因此,必须设置提高压缩空气质量、进行气源净化处理的辅助 设备，这些设备包括冷却器、油水分离器、储气罐和干燥器等。1）冷却器冷却器安装在空气压缩机出口管道上，其作用是将空气压缩机 排出的压缩空气冷却并除去水分。空气压缩机排出的压缩空气的温 度看140170，经过冷却器后温度降至40 50。这样就可使压 缩空气中的大部分油雾和水汽析出并凝结成油滴和水滴，以便经油 水分离器排出。 【教师】提示学生在一些教材中，也将冷却器称作后冷却器。 【学生】聆听.理解、记忆冷却器的结构形式有蛇形管式冷
10、却器、列管式冷却器、散热片 式冷却器、套管式冷却器等。最常见的是蛇形管式冷却器，如图7- 6所示（详见教材）。2）油水分离器油水分离器安装在冷却器出口管道上，它的作用是分离并排出 压缩空气中凝聚的油滴、水滴和灰尘等杂质，使压缩空气得到初步 净化。油水分离器的结构形式有撞击折回式、环形回转式、离心旋 转式、水浴式，以及以上形式的组合形式等。如图7-7所示（详见教材）为撞击折回并回转式油水分离器的 结构形式，它的工作原理是：当压缩空气由入口进入分离器壳体后， 气流先受到隔板2阻挡而被撞击折回向H图7-7中箭头所不流向）； 之后又上升产生环形回转，这样凝聚在压缩空气中的油滴、水滴和 灰尘等杂质受惯性
11、力作用而分离析出，沉降于壳体1的底部，再由 排污阀6定期排出。3 ）储气罐储W罐一般采用圆筒状焊接结构，有立式和卧式两种，一般以 立式居多。立式储W罐的高度为其直径的2 3倍；同时，应使进气 管在下，出气管在上，并尽可能加大两管之间的距离，以利于进一 步分离空气中的水分和油分，如图7-8所示（详见教材）。 【教师】提问学生储气罐的主要作用有哪些？ 【学生】聆听、思考、回答 【教师】总结学生的回答储气罐的主要作用如下。储W罐可用来储存一定量的压缩空气，以调节空W压缩机输 出气量与系统耗气量之间出现的不平衡状况，从而保证连续、稳定 地输出气流。当出现空气压缩机停顿、突然停电等意外情况时，可用储气
12、罐中储存的压缩空气实施紧急处理，以保证安全。储气罐可降低压缩空气的温度，分离压缩空气中的部分油分 和水分。【学生】聆听、理解、记忆4 ）干燥器经过冷却器、油水分离器和储气罐后得到初步净化的压缩空气, 虽然已满足一般气压传动的需要，但仍含一定量的油分、水分及少 量的灰尘，如果用于精密设备的气动装置，还必须进行干燥处理。 压缩空气的干燥方法主要有机械法、离心法、吸附法和冷冻法等。如图7-9所示为吸附式干燥器的结构图和图形符号。（a）结构图（b）图形符号1 一湿空气进气管；2 一顶盖；3、5、10 法兰；3、6一再生空气排气管；7一再生空气进气管；S-干燥空气输出管；9-排水管；11、22-密封座；
13、12、15、20一纲丝过速网；13一毛毡；14一下栅板；16、21-吸附刮；17一支撑板；18 一简体；19一上栅板。图7-9吸附式干燥器（详见教材）3 .管道系统管道系统包括管道和管接头。气动系统中常用的管道有硬管和软管两种。硬管以钢管和紫铜 管为主，常用于高温、高压和固定不动部件之间的连接；软管有各 种塑料管、尼龙管和橡胶管等，其特点是经济、拆装方便、密封性 好，但应避免在高温、高压和有辐射的场合使用。（详见教材）4 .气动三联件5 图7/0所示（详见教材），气动三联件为空气过滤器、减压 阀和油雾器。1 ）空气过滤器空气过滤器又称分水滤气器、空气滤清器，属于二次过滤器， 其作用是滤除压缩空
14、气中的水分、油分及灰尘等杂质，以达到气动 系统所要求的净化程度。空气过滤器的结构如图7-11所示（详见教材）。压缩空气从输 入口进入后，被引入旋风叶子1 ,旋风叶子上有许多成一定角度的缺 ,迫使空气沿切线方向产生剧烈旋转。（详见教材） 【教师】提问学生空气过滤器可以除去气态物质吗？ 【学生】聆听.思考、回答 【教师】总结学生的回答空气过滤器不能除去气态物质。空气过滤器的过滤原理将压缩 空气中的液态水、液态油滴分离出来，并涌去空气中的灰尘和固体 杂质，但不能除去气态的水和油。 【学生】聆听、理解、记忆2 ）油雾器油雾器是气动系统中一个特殊的注油装置，其作用是将润滑油 雾化后,经压缩空闩携带进入G
15、动系统中需要润滑的兀件（如G动 控制阀、气缸和气动马达）,以满足润滑的需要。油雾器使用起来方 便、干净、润滑质量高。如图7.12所示（详见教材）为普通型油雾器。（详见教材）如图7.13所不（详见教材），气动二联件在气动系统中的安装 顺序依次为空气过滤器、减压阀、油雾器，不能颠倒。安装时，气动 二联件应尽量靠近气动设备附近，距离不应大于5 m。目前，新结构 的气动二联件插装在同一支架上，形成无管化连接，其结构紧凑、 装拆及更换兀件方便,因而应用普遍。 【教师】课堂练习判断题。大多数情况下，气动二大件组合使用，具安装次序依 进气方向为空气过滤器、油雾器和减压阀。 【学生】聆听、思考、回答 【教师】
16、讲解课堂练习正确答案是错误。气动三联件在气动系统中的安装顺序依次为 空气过滤器、减压阀、油雾器，不能颠倒。 【学生】聆听、理解.记忆第二节课问题导入（5 min）气压控制系统中的气动执行元件可以实现哪些能量之间的转 换？常见的气动执行兀件有哪些？通过问题导入， 引起学生的学习兴 趣传授新知（27 min ）二、气动执行元件气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能的能量转换 装置，包括气缸和气动马达。其中，气缸用于提供直线往复运动或摆 动，输出力和直线速度或摆动角位移；气动马达用十提供连续回转运 动，输出转矩和转速。通过讲解，让学 生掌握气动执行元 件的分类和工作原 理1.气缸气缸是气动系统
17、的执行元件之一。它是将压缩空气的压力能转换 为机械能并驱动工作机构做往复直线运动或摆动的装置。除几种特殊 气缸外，普通气缸的种类及结构形式与液压缸基本相同。气缸具有结 构简单、制造容易、工作压力低和动作迅速等优点，故应用十分广泛。1）气缸的分类气缸结构各异、种类很多，分类方法也很多，常用的有以下几种。（详见教材）2）气缸的结构原理气缸一般由缸体、前缸盖、后缸盖、活塞、活塞杆、密封件和紧 固件等零件组成。如图7-14所示为普通单活塞杆双作用气缸。3）实物图（b）图形结构c图形符号1、3-缓冲柱塞；2活塞；4一缸体；5导向套；6防尘圈； 二一前缸盖；8一气口；9 一传感器；10-活塞杆；11-耐磨
18、环；12-密封圈；13后缸盖；14 一缓冲节流阀。图7-14普通单活塞杆双作用气缸（详见教材）当气缸运动到端头时，缓冲柱塞进入缓冲套，气缸排气需经缓冲 节流阀，排气阻力增加，产生排气背压，形成缓冲气垫，起到缓冲作 用。3）特殊气缸下面介绍几种具有特殊用途的气缸。（1 ）气液阻尼缸。 【教师】提问学生普通气缸工作时有哪些异常的现象？ 【学生】聆听.思考、回答 【教师】总结学生的回答普通气缸工作时，由于气体的压缩性，当外部载荷变化较大时, 会产生爬行或自走现象，使气缸的工作不稳定。 【学生】聆听、理解、记忆为了使气缸运动平稳，普遍采用气-液阻尼缸。它是以压缩空气 为能源，利用液压油的不可压缩性，通
19、过控制液压油排量使活塞平稳 运动并调节活塞的运动速度。气-液阻尼缸是由气缸和液压缸组合而成的。如图7-15 （ a ）所示 （详见教材）为串联式气-液阻尼缸，它将液压缸2和气缸1串联成 一个整体，两个活塞固定在一根活塞杆上。（详见教材）夏34课使限空气压缩机气压传动元件c如图7-15 ( b )所示(详见教材)为并联式气-液阻尼缸，它由气 缸和液压缸并联而成，其工作原理和作用与串联气-液阻尼缸相同。 这种气-液阻尼缸的缸体短、结构紧凑，从根本上避免了气缸和液压 缸之间的窜气现象。(2 )薄膜式气缸。薄膜式气缸是一种利用压缩空气通过膜片推动活塞杆做往复直 线运动的气缸，它可分为单作用式和双作用式
20、两种类型，如图7-16 所示。薄膜式气缸主要由缸体、膜片、膜盘和活塞杆等零件组成，其 功能类似于活塞式气缸。 【教师】提问学生通过上述薄膜式气缸原理的分析，请问薄膜式气缸有什么特点 呢？通常应用在哪些场合？ 【学生】聆听、思考.回答 【教师】总结学生的回答薄膜式气缸的特点有：结构紧凑、成本低、维修方便、寿命长、 效率高、变形有限，行程较短。薄膜式气缸常用于化工生产过程的调节器上。 【学生】聆听、理解、记忆(3 )冲击气缸。冲击气缸是把压缩空气的压力能转换为活塞和活塞杆的动能使 其高速运动，以产生较大的冲击力，冲击工件做功的一种气缸，如图 7-17所示(详见教材)。冲击气缸的工作过程如图7-18
21、所示。冲击气缸的整个工作过程 可简单地分为3个阶段。图718冲击气缸的工作过程(详见教材) 【教师】提示学生为了有效地应用冲击气缸，应注意正确地选择工具，并正确地确 定冲击气缸尺寸，选用合适的控制回路。 【学生】聆听.理解.记忆气动马达是气动执行元件的一种，它的作用是将压缩空气的压力 能转换为旋转的机械能,相当于电动机或液压马达。1 ）气动马达的分类及特点气动马达按结构形式的不同，可分为叶片式气动马达、活塞式气 动马达和齿轮式气动马达等。与液压马达相比，气动马达具有以下几个特点。（详见教材） 【教师】提问学生请一位同学到黑板上画出旋转气马达和旋转液压马达的图形符 号，我们来进行两者的对比。 【
22、学生】聆听.思考、黑板书写 【教师】总结学生的回答旋转气马达和旋转液压马达的图形符号如下主要区别是气压马 达是空心的，液压马达是实心的，请同学们对比记忆。旋转气马达图形符号旋转液压马达图形符号 【学生】聆听、理解.记忆2）气动马达的工作原理如图7-19所示（详见教材）为双向旋转叶片式气动马达。当压 缩空气从进气口 A进入气室后立即喷向叶片1 ,作用在叶片的外伸 部分，产生转矩带动转子2做逆时针转动，输出机械能。若进、出气 口互换，则转子反转，输出相反方向的机械能。转子转动的离心力和 叶片底部的气压力、弹簧（图中未画出）弹力使得叶片紧贴在定子3 的内壁上，以保证密封，提高容积效率。 【教师】拓展
23、讲解有关临汾市埠瑞联特煤机有限公司的故事思政讲堂（8 min）通过思政讲 堂，培养学生精益 求精、追求卓越的 工匠精神临汾市埠瑞联特煤机有限公司是一家集煤矿机械装备制造及煤 机产品加工、维修为一体的本土企业，凭借现代化的管理能力、先进 的煤机气动化产品、高水平的科研团队，在激烈的全国市场上占据了 一席之地。作为一家临汾本土企业，它制造的煤矿机械装备畅销全国 20多个省市，神华集团、中煤集团、潞安集团、同煤集团、西山煤 电、山东能源集团、陕煤集团这些大名鼎鼎的煤矿企业都是它的常客。（详见教材）从崔雪岩自信的讲解中我们不仅仅了解到埠瑞联特煤机产品的 强大功能，也被其先进的产品设计理念、卓越的产品质量、高效的服