个人介绍
液压与气压传动 张东煜等
提供学校: 东北林业大学
院系: 机电工程学院
专业大类: 机械类
专业: 机械电子工程
课程英文名称: Hydraulic and Pneumatic Power Transmission
课程编号: 060122
学分: 2
课时: 44
    液压与气压传动是现代化的机电设备中经常采用的一种传动方式,因为液压传动结构简单、体积小、重量轻、输出力大、易于实现无级调速的特点广泛应用于机械制造、汽车工业、航空工业、工程机械、建筑机械、锻压机械、矿山机械等行业;气压传动因其无油、无污染的特点广泛用于食品机械、包装机械、电子工业、印染机械等行业;又因两者都易于实现自动控制,所以与电子技术一起成为生产过程自动化不可缺少的手段,应用广泛,发展前景广阔。
    液压传动技术自18世纪末英国制成世界第一台水压机算起已有300多年的历史,到第二次世界大战后液压技术转为民用,迅速在机床、工程机械、农业机械等行业中推广开来,随着计算机等技术的迅猛发展,液压技术得到了很大的发展,并渗透到各个工业领域中。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低噪声、高可靠性、高度集成化的方向发展。
    气压传动技术已经发展成为包含传动、控制与检测在内的自动化技术,目前气动元件发展的特点和研究方向主要是节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度化,以及与电子学相结合的综合控制技术。
    液压与气动系统是机电一体化产品中非常重要的组成部分,故本课程是机械类专业本科生必修的内容,作为机械电子工程专业的专业基础课,是学习后续专业课的重要基础。
    本课程讲授液、气压传动基础知识,各种液压、气动元件(包括泵、阀、缸、马达、辅助元件)的结构及工作原理,液压、气动基本回路(包括压力、速度、多缸工作控制等回路),典型液压、气动系统的组成、工作原理、用途等内容。使学生获得液压与气压传动的基本知识和独立分析液压、气动系统的能力,培养学生液压、气动实验方法和技能,用于各种机电液气一体化产品的分析和设计。
教师团队

张东煜 副教授

单位:东北林业大学

部门:机电工程学院

常同立 副教授

单位:东北林业大学

部门:机电工程学院

职位:教师

陈光伟 副教授

单位:东北林业大学

部门:机电工程学院

教学方法与教学模式

教学方法与教学模式

在液压与气压传动重点课程建设期内,课程组对本课程的教学方法与模式进行了一定程度的革新,现总结如下:

一、教学方法

1.理论与实践结合

教学中理论教学与实践教学相结合,实践教学的场地不局限于教室,而在液压实验室进行。在实验室的环境中,理论教学是“看得见、摸德着”的实物,让每名同学都有兴趣参加学习与讨论,变被动学习为主动学习。另外,课程设计过程又提供了对理论教学和实践教学效果的进行检验的机会,通过课程设计使学生将已经学过的知识进一步融会贯通。

2.案例教学

理论教学过程中适当举出案例说明教学内容,选用案例均为工程实际案例,比如以保证操作人员的安全为案例讲解锻压机械中双手同时操作回路的应用,以挖掘机工作装置液压系统讲解平衡回路。这些实际案例的对学生理解课程理论教学内容具有事半功倍的作用,既能提高学生学习的兴趣、又能取得较好的教学效果。

3.直观教学

采用透明液压元件、实际液压与气动元件,以及多媒体资源,如录像、图片、视频、动画演示等方法,将复杂的原理用简单的、感性的方法展现出来。

4.讨论交流

课程教学中,设置一些问题交予学生讨论,如能作背压阀的液压元件有哪些?使液压泵卸荷的方式有哪些?这些问题能够促使学生思考,让每个学生积极参与,给学生机会发表自己的意见。

二、教学模式

1.理论、实践、设计一体的教学模式

本课程在教学内容中设置了理论课程、实验课程与课程设计三个环节;在教学过程中,这三个环节贯穿为一体,以能够让学生牢固掌握液压与气压传动系统的原理与应用为核心,理论环节注重传授知识,实验环节注重理论验证,设计环节注重知识的扩展与应用,从而将三个环节综合为有机的整体,形成相互辅助、互为补充的总体教学模式。

2.自主扩展学习模式

液压与气压传动是应用性很强的、较精深的一门专业技术,在科学技术迅速发展的今天,这一技术也在迅速发展;由此,课程教学内容难免与现实层面的技术应用存在脱节的现象。为弥补这一缺陷,本课程在理论教学中即对目前的技术水平与应用状态有适当的介绍,又提供了一定量的扩展学习图书资料,既包含基础理论方面的、也包括实际应用技术方面的,从而营建一种以学生为主体自主扩展学习的教学模式。

3.自主网络学习模式

为了充分发挥当前信息网络的开放性、交互性、资源共享、大容量等优势,本课程在课程教学之外,提供了一些国、内外液压与气压传动系统网络资源及设备厂商的网址与链接,可以帮助学生迅速找到自己需要的学习资料,讨论学习中遇到的问题,了解液压与气动技术的发展动态,进行自主性的、探究性的学习。


教学条件

有富有经验的教师团队,其中三人为副教授,讲授液压与气压传动课程或从事液压相关设计工作均有20多年经验,多次参加液压与气压传动技术方面的专业培训;课件、视频、试题等材料非常丰富,本课程也是校重点课程,已经结题,建设的网上课程也已发布在教务处网站上;有独立的液压与气压传动实验室,房间面积达400㎡,拥有液压与气压传动实验设备52台套,且均为近三年新购进的设备。

教学大纲

  

《液压与气压传动》教学大纲

课程性质:专业基础课

课程编号:060122

学  时:44 (讲课学时:32  实验学时:12  课内实践学时0

学  分:2.0

适用专业:机械电子工程

一.课程教学基本要求

本课程内容包括液压与气压传动的发展及在国民经济上的应用,液压与气压泵、阀、缸和马达等元件的结构、工作原理、职能符号及性能,液压与气压传动基本回路的工作原理。要求通过理论学习,培养学生独立分析、设计液压系统、气压系统的一般技能;通过实验培养学生的对元器件、回路的认知和动手操作能力。

二.课程教学大纲说明

液压传动与气压传动是现代化的机电设备中经常采用的一种传动方式,与电子技术一起成为生产过程自动化不可缺少的手段,发展前景广阔。液压与气动系统是机电一体化产品中的重要组成部分,液压和气动缸、马达是机电产品中的重要执行部件,故本课程是机械类专业本科生必修的内容。本课程作为机械电子工程专业的专业基础课,对后续课程的学习具有非常重要的意义。

    液压与气压传动课程理论和实践结合紧密,授课中用教具及图、文、动画结合的课件先介绍各种液压、气动元件的结构和原理,然后通过实验增强学生的感性认识和动手能力,再讲解元件组成的基本回路,并通过实验验证回路性能或设计回路,达到理论与实践相结合的目的。

本课程在机械电子工程专业人才培养方案中属专业基础课,是从事机械类专业所必须掌握的应用技术课程。

因元件结构较为复杂,要求学生在修完《机械工程制图》、《液压流体力学》、《机械原理》、《机械制造基础》等基础课后方可进行本课程的学习。本课程是《自动化制造系统设计》、《液压伺服与电液控制技术》等课程的先修课,为液压与气压传动课程设计和机电一体化综合实训打下基础,特别为毕业设计奠定必要的基础。

课程教学目的是使学生获得液压和气压传动的基本知识、基本理论、基本技能和技术应用,了解液压与气动的现状与发展,理解各类元件的结构,掌握其工作原理,熟练掌握其职能符号和基本回路的工作原理,为后续专业课的学习打下基础,以适应机械装置自动化、现代化的需要。

教学方法采用课堂讲授、实验、和课外作业相结合的教学环节。课堂讲授40学时,介绍基本理论、基本知识,分析实际应用问题;实验8学时;课外作业每学时0.20.3道,培养学生分析解决问题的能力。

三.各章教学结构及具体要求

 第一章  绪论   

1. 教学目的和要求

本章是对全课程的综述,通过学习,使学生对本课程有个初步认识。要求了解液压与气压传动的联系与区别,理解它们的主要优缺点及应用;掌握液压与气动工作原理;重点掌握系统的五大组成部分和两个工作特性。

2. 教学内容和要点:

内容为液压传动与气压传动的工作原理及组成,液压与气压传动的主要优缺点及应用、发展。

要点是液压与气压传动系统的五大组成部分:能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置、传动介质。液压和气压传动的两个工作特性:工作压力取决于负载;运动速度取决于流量。

     

第一篇   液压传动

 第二章 液压泵

1. 教学目的和要求

本章具体介绍液压动力元件。通过学习要求理解不同液压泵的结构及性能区别。掌握液压泵工作原理、职能符号、工作参数间的关系。

2. 教学内容和要点

内容为液压泵概述,齿轮泵的工作原理、排量和流量计算、结构特点和优缺点,叶片泵的工作原理、结构特点、双联叶片泵、限压式变量,轴向柱塞泵的工作原理、排量和流量计算、结构特点,液压泵的选用。

要点是液压泵的工作原理,主要性能参数计算,叶片泵以变量机构、柱塞泵以流量脉动现象为重点。

实验一(2学时):液压泵静态性能实验

 第三章 液压执行元件

1. 教学目的和要求

掌握各种液压缸和液压马达的工作原理,了解典型结构,掌握液压缸和液压马达的相关计算。

2. 教学内容和要点

  内容为液压缸和液压马达的分类及计算,液压缸的典型结构和组成,液压缸的设计计算。

要点是液压马达的输出参数计算、单杆活塞缸(特别是差动油缸)的输出特性的计算。

第四章 液压控制元件

1. .教学目的与要求

本章要求了解液压阀的功用、分类及性能,掌握各种压力阀、方向阀、流量阀的结构、工作原理及性能,熟练掌握其职能符号。

2. 教学内容和要点:

内容为阀的作用,对阀的要求、分类,普通单向阀、液控单向阀、换向阀、三位滑阀的中位机能,溢流阀的结构与工作原理,流压特性及主要参数,减压阀、顺序阀、压力继电器的结构与工作原理、应用;节流口的形式、节流特性方程、普通节流阀的性能;调速阀的结构、工作原理及应用;电液比例控制阀和插装阀、比例压力阀、比例流量阀的结构、工作原理和应用特点。

要点是单向阀中的液控单向阀、换向阀中的换向滑阀及中位机能,压力阀中的溢流阀和顺序阀,流量阀中的调速阀。

 第五章  液压基本回路与典型液压传动系统

1. 教学的目的和要求

本章是液压传动的重点内容,通过学习,要求掌握各种液压基本回路的组成、工作原理和功用,能读懂原理图,能根据任务要求画出所需液压基本回路,会灵活应用。

2. 教学内容和要点

教学内容:压力控制回路: 调压回路、卸荷回路、保压回路、减压回路、增压回路、平衡回路。速度控制回路:节流调速回路、容积调速回路、容积节流调速回路、快速运动回路、速度换接回路。多缸工作控制回路:顺序动作回路、同步回路、换向回路、锁紧回路。液压控制系统实例。

要点是压力控制回路中的多级调压回路、卸荷回路、保压回路和平衡回路,速度控制回路中的节流调速和多缸动作回路中的顺序动作回路。

  实验二(2学时):节流调速回路性能实验

实验三(2学时):液压系统设计实验

第二篇 气压传动

 第六章 气源装置及气动辅助元件

1. 教学目的与要求

掌握空气压缩机工作原理,掌握气源装置的的组成,了解各气动辅件的结构和工作原理,掌握气动三联件或气动二联件的结构、作用和职能符号。

2. 教学内容和要点

内容为压缩空气站、空气压缩机、空气过滤器、空气干燥器、后冷却器、储气罐、气动三联件、程序器和延时器的结构、工作原理、作用和职能符号,压缩空气管网的布局。

要点是空气压缩机的工作原理,气动三联件的工作原理及应用,各元件的职能符号。

 第七章  气动执行元件

1. 教学目的与要求

    要求学生了解气缸的分类及特点,理解冲击气缸的结构及工作原理,掌握气缸和气马达的工作原理及职能符号。

2. 教学内容和要点

内容为气缸的分类及特点,冲击气缸、气液阻尼缸的结构及工作原理、职能符号。

要点是冲击气缸的结构原理。

 第八章   气动控制元件

1. 教学目的与要求

要求学生理解各种气动控制阀的结构及分类,掌握减压阀、节流阀、排气消声节流阀、各种控制形式换向阀的工作原理和职能符号,了解其性能特点。

2. 教学内容和要点

内容为方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀和气动逻辑元件的结构、工作原理和职能符号。

要点是压力控制阀、气动逻辑元件的工作原理和职能符号。

九章 气动回路

1. 教学目的与要求

本章是气动技术的重要章节,因为它是组成系统的主要形式,亦是典型小系统,所以要求学生必须认真学习,要求熟练掌握各种气动回路的组成,工作原理和作用,主要是区别于液压基本回路的有气动特点的那些回路。

2. 教学内容和要点

    内容为气动基本回路、换向控制回路、速度控制回路、位置控制回路、逻辑控制回路等。常用回路主要有安全保护回路、顺序动作回路、同步动作回路、往复动作回路和计数回路等。

要点是快速排气回路、延时回路、顺序动作回路。

实验四(2学时):双作用气缸的“与”、“或”门控制实验

实验五(2学时):气控与电控对比实验

实验六(2学时):行程程序控制系统实验

 

.各教学环节学时分配表

() 理论教学学时分配  ( 32学时 )                                                                                                                                                                                      

 

章序

 
 

讲授题目

 
 

学时

 
 

主要内容

 
 

学时分配

 
 

备注

 
 

第一章

 
 

绪论

 
 

2学时

 
 

液压气动概念、工作原理、优缺点、系统的组成、应用与发展

 
 

2学时

 

 

第二章

 
 

液压动力元件

 
 

5学时

 
 

液压泵概述

 
 

1学时

 

 

齿轮泵

 
 

2学时

 
 

叶片泵

 
 

1学时

 
 

柱塞泵,泵的噪声和选用

 
 

1学时

 
 

第三章

 
 

液压执行元件

 
 

4学时

 
 

液压马达

 
 

1.5学时

 

 

液压缸

 
 

2.5学时

 
 

第四章

 
 

液压控制元件

 
 

8学时

 
 

概述

 
 

0.5学时

 

 

方向控制阀

 
 

1.5学时

 
 

压力控制阀

 
 

3学时

 
 

流量控制阀

 
 

2学时

 
 

叠加阀、插装阀、阀的连接

 
 

1学时

 
 

第五章

 
 

液压基本回路

 

与典型液压传动系统

 
 

7学时

 
 

压力控制回路

 
 

1学时

 

 

速度控制回路

 
 

3学时

 
 

多缸工作控制回路

 
 

1.5学时

 
 

其他回路

 
 

0.5学时

 
 

典型液压传动系统实例

 
 

1学时

 
 

第六章

 
 

气源装置及气动辅助元件

 
 

1学时

 
 

气源装置、过滤器、油雾器等其它辅件

 
 

1学时

 

 

第七章

 
 

气动执行元件

 
 

1学时

 
 

气缸分类及特点

 

冲击气缸、气液阻尼缸

 

气缸的特性及选择使用

 
 

1学时

 

 

第八章

 
 

气动控制元件

 
 

2学时

 
 

压力控制阀、流量控制阀

 
 

0.5学时

 

 

方向控制阀、逻辑控制阀

 
 

15学时

 
 

第九章

 
 

气动基本回路

 
 

2学时

 
 

换向回路、速度控制回路

 
 

0.5学时

 

 

压力控制回路、气液联动回路

 
 

0.5学时

 
 

计数回路、延时回路

 
 

0.5学时

 
 

安全保护和操作回路、顺序动作回路

 
 

0.5学时

 

 

(实验教学学时分配  (12学时)

                                                                     

 

实验顺序

 
 

实验项目名称

 
 

学时

 
 

实验类型

 
 

备注

 
 

实验一

 
 

液压泵静态性能实验

 
 

2

 
 

验证性

 

 

实验二

 
 

节流调速回路性能实验

 
 

2

 
 

验证性

 

 

实验三

 
 

液压系统设计实验

 
 

2

 
 

设计性

 

 

实验四

 
 

双作用气缸的“与”、“或”门控制实验

 
 

2

 
 

设计性

 

 

实验五

 
 

气控与电控对比实验

 
 

2

 
 

设计性

 

 

实验六

 
 

行程程序控制系统实验

 
 

2

 
 

设计性

 

 

 

五、课程考核方式:  本课程考核成绩由两部分组成,平时成绩占10%(其中包括上课表现、平时测验和作业)实验成绩占30%,阶段考试成绩占20%,期末考试成绩占40%,期末考试形式为笔试。

 

 

六、教材及主要参考书

1. 左健民主编.. 液压与气压传动 (4). 北京:机械工业出版社, 2010

2. 章宏甲主编. 液压与气压传动 (4). 北京:机械工业出版社,2010

3. 许福玲主编液压与气压传动 (4). 北京:机械工业出版社,2010

4. 左健民主编.. 液压与气压传动学习指导与例题集北京:机械工业出版社, 2010

5. 王积伟主编.. 液压与气压传动习题集北京:机械工业出版社, 2006

 

  

                                           大纲执笔人(签字)张东煜

 大纲审定人(签字)杨家武

 主管教学院长(签字)李树森

                          大纲制定时间:2014 5 22

 

参考教材
  1.  左健民主编.. 液压与气压传动 (4). 北京:机械工业出版社, 2010

  2. 章宏甲主编. 液压与气压传动 (4). 北京:机械工业出版社,2010

  3. 许福玲主编液压与气压传动(4). 北京:机械工业出版社,2010

  4.  左健民主编.. 液压与气压传动学习指导与例题集北京:机械工业出版社, 2010

  5.  王积伟主编.. 液压与气压传动习题集北京:机械工业出版社, 2006

课程进度安排

                                                                                                                                                                                                                                                           

课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 工作原理及系统组成
文档
.pdf
2018-08-31 1.99MB
 
视频
.mp4
2018-08-31 6.93MB
 
视频
.avi
2018-08-31 47.17MB
 
视频
.mov
2018-08-31 314.22MB
1.2 液压气动特点及应用
文档
.pdf
2016-12-22 5.02MB
 
视频
.avi
2016-12-22 47.17MB
 
视频
.mov
2016-12-22 314.22MB
1.4 小测验
作业
.work
2016-09-21 0.00KB
2.1 液压泵概述
文档
.pdf
2018-03-28 6.80MB
 
视频
.avi
2018-03-28 914.82KB
2.2 齿轮泵
文档
.pdf
2016-09-07 11.07MB
 
文档
.pdf
2016-09-07 11.07MB
 
文档
.pdf
2018-03-28 11.07MB
 
视频
.AVI
2018-03-28 788.79KB
 
视频
.AVI
2018-03-28 1.25MB
 
作业
.work
2018-03-28 0.00KB
2.3 叶片泵
文档
.pdf
2018-03-28 8.13MB
 
视频
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2018-03-28 1.23MB
 
视频
.avi
2018-03-28 989.15KB
 
作业
.work
2018-03-28 0.00KB
2.4 柱塞泵
文档
.pdf
2018-03-28 4.58MB
2.5 液压泵的噪声
文档
.pdf
2016-09-21 3.32MB
2.6 液压泵的选用
文档
.pdf
2016-09-21 1.62MB
2.8 本章小测
作业
.work
2017-04-06 0.00KB
3.1 液压马达
文档
.pdf
2016-09-21 1.16MB
 
视频
.avi
2016-09-21 1.29MB
 
视频
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2016-09-21 947.70KB
3.2 液压缸
视频
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2017-05-04 196.41KB
 
视频
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2017-05-04 475.52KB
 
视频
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2017-05-04 402.07KB
 
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2017-05-04 366.66KB
 
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2017-05-04 192.95KB
 
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2017-05-04 407.35KB
 
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2017-05-04 489.71KB
 
视频
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2017-05-04 205.74KB
 
视频
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2017-05-04 251.82KB
 
视频
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2017-05-04 255.85KB
 
文档
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2017-05-04 1.82MB
 
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2017-05-04 369.67KB
4.1 概述
文档
.pdf
2016-09-21 577.00KB
4.2 方向控制阀
文档
.pdf
2016-09-21 2.00MB
 
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2016-09-21 437.25KB
 
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2016-09-21 276.07KB
 
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2016-09-21 501.65KB
 
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2016-09-21 316.66KB
 
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2016-09-21 199.13KB
 
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2016-09-21 212.89KB
 
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2016-09-21 150.40KB
 
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2016-09-21 118.65KB
 
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2016-09-21 787.72KB
 
视频
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2016-09-21 925.41KB
4.3 压力控制阀
文档
.pdf
2016-09-21 2.44MB
 
视频
.AVI
2016-09-21 274.30KB
4.4 流量控制阀
文档
.pdf
2016-09-21 628.26KB
4.5 叠加式液压阀
文档
.pdf
2016-09-21 558.99KB
4.6 二通插装阀
文档
.pdf
2016-09-21 1.16MB
4.7 液压阀的连接
文档
.pdf
2016-09-21 2.90MB
5.1 压力控制回路
文档
.pdf
2016-09-21 917.89KB
5.2 速度控制回路
文档
.pdf
2016-09-21 610.71KB
5.3 多缸工作控制回路
文档
.pdf
2016-09-21 604.43KB
5.4 其他回路
文档
.ppt
2016-09-21 1.55MB
6.1 典型液压传动系统实例
文档
.pdf
2018-05-10 910.78KB
7.1 气源装置及气动辅助元件
文档
.ppt
2016-09-21 11.93MB
8.1 气动执行元件
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2016-09-21 9.20MB
9.3 方向控制阀
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2016-09-21 7.16MB
9.4 气动逻辑元件
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2016-09-21 6.83MB
10.1 换向及速度控制回路
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2016-09-20 1.46MB
10.2 压力控制及气液联动回路
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2016-09-20 931.54KB
10.3 计数及延时回路
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2016-09-20 3.41MB
10.4 安全保护及顺序动作回路
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2016-09-21 5.42MB
11.1 液压辅助元件
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2016-09-20 1.03MB
12.2 实验一, 泵静态性能实验
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2018-04-15 1.82MB
 
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2018-04-15 788.14KB
 
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2018-04-15 1003.54KB
12.3 实验二,节流阀调速阀进油节流调试实验
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2018-05-05 1.06MB
 
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2018-05-05 790.62KB
12.4 实验三,节流阀回油与旁路节流调速实验
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2018-04-15 1.03MB
 
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2018-04-15 792.87KB
12.5 实验四,气动与或逻辑控制实验
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2018-04-15 936.73KB
 
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2018-04-15 986.90KB
12.6 实验五,气动行程程序控制系统实验
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2018-04-15 688.53KB
 
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2018-04-15 986.49KB
12.7 实验六,气控与电控比较实验
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