液压系统组成部分

2022-07-26

第一篇:液压系统组成部分

飞机液压系统供压部分设计

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目 录

1 概述 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 1.1 关于飞机液压系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 1.2 液压传动的工作原理和工作特征 „„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 1.3 液压传动的优缺点 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4 1.3.1 液压系统的优点 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 5 1.3.2 液压系统的缺点 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 5 1.4 本课题的任务要求和设计原始数据 „„„„„„„„„„„„„„„„ 6 1.4.1 任务要求 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 1.4.2 原始数据 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 1.5 本课题主要研究工作 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 2 液压系统设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 2.1 制定系统方案和系统原理图 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 2.1.1 制定系统方案及拟订液压系统图 „„„„„„„„„„„„„„„„ 8 2.1.2 液压原理图的分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 13 2.2 油泵的参数计算和型号选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 19 2.2.1 液压泵的主要性能参数 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 19 2.2.2 液压泵的转速 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 20 2.2.3 液压泵的排量及流量 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 20 2.2.4 液压泵种类的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 20 2.2.5 确定液压泵的各参数计算和型号选择„„„„„„„„„„„„„„ 21 2.3 液压阀的设计及选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 26 2.3.1 溢流阀的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 26 2.3.2 单向阀的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28 2.4 选择液压辅件 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 29 2.4.1 液压导管与接头 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 30 2.4.2 油滤 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 31

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2.4.3 液压油箱 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 33 2.4.4 密封装置的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 34 3 飞机液压系统中存在的问题及解决 „„„„„„„„„„„„„„„„„ 36 3.1 污染问题 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 36 3.2 密封问题 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 38 3.2.1泄漏的原因 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 39 3.2.2 防泄漏方法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 40 4 总结 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 42 4.1 设计总结 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 42 4.2 工作展望 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 42 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 44 致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 46 1 概述

1.1 关于飞机液压系统

飞机上以油液为工作介质,靠油压驱动执行机构完成特定操纵动作的整套装置为飞机液压系统。为保证液压系统工作可靠,特别是提高飞行操纵系统的液压动力源的可靠性,现代飞机上大多装有两套(或多套)相互独立的液压系统。它们分别称为公用液压系统和助力(操纵)液压系统。公用液压系统用于起落架、襟翼和减速板的收放,前轮转弯操纵,驱动风挡雨刷和燃油泵的液压马达等;同时还用于驱动部分副翼、升降舵(或全动平尾)和方向舵的助力器。助力液压系统仅用于驱动上述飞行操纵系统的助力器和阻尼舵机等,助力液压系统本身也可包含两套独立的液压系统。为进一步提高液压系统的可靠性,系统中还并联有应急电动油泵和风动泵,当飞机发动机发生故障使液压系统失去能源时,可由应急电动油泵或伸出应急风动泵使液压系统继续工作。液压系统具体工作形式如图1.1中所示。

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图1.1 三发动机的飞机液压系统示意图

液压系统通常由以下部分组成:①供压部分:包括主油泵、应急油泵和蓄能器等。主油泵装在飞机发动机的传动机匣上,由发动机带动。蓄能器用于保持整个系统工作平稳。②执行部分:包括作动筒、液压马达和助力器等。通过它们将油液的压力能转换为机械能。③控制部分:用于控制系统中的油液流量、压力和执行元件的运动方向,包括压力阀、流量阀、方向阀和伺服阀等。④辅助部分:保证系统正常工作的环境条件,指示工作状态所需的元件,包括油箱、导管、油滤、压力表和散热器等。

液压系统具有以下优点:单位功率重量小、系统传输效率高、安装简便灵活、惯性小、动态响应快、控制速度范围宽、油液本身有润滑作用、运动机件不易磨损。它的缺点是油液容易渗漏、不耐燃烧、操纵信号不易综合。与其他机械(如机床、船舶)的液压系统相比,飞机液压系统的特点是动作速度快、工作温度和工作压力高。

1.2 液压传动的工作原理和工作特征

一部机器通常由三部分组成,即原动机——传动装置——工作机。原动机的作用是把各种形态的能量转变为机械能,是机器的动力源:工作机是利用机械能对外做功;传动装置设在原动机和工作机之间,起传递动力和进行控制的作用。传动的类型有多种,按照传动所采用的机件或工作介质的不同可以分为:机械传动、电力

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传动、气压传动和液体传动。

用液体做工作介质进行能量传递和控制的,称为液体传动。按其工作原理不同,又可分为液压传动和液力传动。前者主要利用液体的压力能来传递动力;后者主要利用液体的动能传递运动。

图1.2 液压千斤顶原理图

液压传动是利用液体静压传动原型来实现的。现以图1.2所示的液压千斤顶为例来说明液压传动的工作原理和特征。图中缸体3和柱塞4组成提升液压缸;杠杆

5、缸体

6、柱塞7和单向阀

8、9组成手摇液压泵;2为控制阀;

10、11和1分别为管道和油箱。当液压泵柱塞7向上运动时,油腔4内压力降低,形成局部真空,油箱1小的油液在大气压力作用下,顶开单向阀8,经吸油管11进人A腔。当柱塞7向下运动时,A腔油液受挤压,压力升高,迫使单向阀8关闭,顶开单向阀9向B腔输送压力油,推动柱塞4上移,使负载G的位置升高。柱塞7动作快,重物G升高就快。如果杠杆5停止动作,B腔油液压力迫使单向阀9关闭,重物G停止在新的位置上。如果打开控制阀2,则B腔中油液经阀2流回油箱1,重物G在重力作用下下降。阀2开度大,重物G下降快。

由上述简例可以分析得出液压传动的一般工作特征。在图1.2所示的柱塞和液体之间有力的作用,单位面积上所受的力称为工作压力。设液体表面单位面积受柱塞7作用的压力为p,如果柱塞7运动稳定,且不计阻力损失,根据帕斯卡原理.该

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压力P将均匀地传递到封闭液体内所有各点。

综上所述.可以归纳出液压传动的基本特征是:以液体为工作介质,靠处于密闭容器内的液体静压力来传递力、静压力的大小取决于负载;负载速度的传递是按液体容积变化相等的原则进行的,其速度大小取决于流量,如果忽略损失,液压传动所传递的力与速度无关。

实际的液压系统功能不一,形式多样,但其组成主要包括下列五部分。 (1)液压泵 它把机械能转变为液压能,是液压系统的能源装置。

(2)执行几件 它把液压能转变为机械能,包括作直线运功的液厌缸和作回转运动的液压马达。

(3)控制元件 包括对系统中液体压力、流量和方向进行控制和调节的压力阀、流量阀及方向阀等。

(4)辅助元件 为保证系统正常工作所需的上述三类元件以外的装董,在系统中起到输送、贮存、加热、冷却、过滤及测量等作用。

(5) 工作介质 利用它进行能量信号传递。 1.3 液压传动的优缺点

每种传动方式各有其特点、用途和适用范围。

机械传动是通过齿轮、齿条、带、链条等机件传递动力和进行控制,其优点是传动准确可靠、制造容易、操作简单、维护方便和传动效率高等。缺点是一般不能进行无级调速,远距离传功较困难、结构比较复杂等。

电力传动是利用电力设备并调节电参数来传递动力和进行控制。主要优点是:能量传递方便;信号传递迅速标准化程度高;易于实现自动化等。缺点是:运动平稳性差,易受外界负载的影响;惯性大,起动及换向慢;成本较高:受湿度、温度、振动、腐蚀等环境影响较大、为了改善其传动性能,有些场合,往往与机械、气压或液压传动结合使用。

气压传动是用压缩空气作为工作介质进行能量传递和控制。优点是:结构简单;成本低;易于实现无级调速;阻力损失小;动作迅速、反应快;防火、防爆,对工作环境适应性好。缺点是:空气易压缩,负载对传动特性的影响较大;工作压力低(一般小于0.8MPa),只适用于小功率传动。 1.3.1 液压系统的优点

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与其他传动方式相比,液压传功有其独特的优点,主要是: (1)单位功率的重量轻,即能以较轻的设备获得很大的力和转矩。 (2)由于体积小、重量轻,因而惯性小,起动、制动迅速。

(3)在运动过程中能方便进行无级调速,调速范围大,可达100:1到2000:1。 (4)借助结构简单的液压缸可以轻易地实现直线往复运动。 (5)易于实现自动化。

(6)易于实现过载保护,工作安全可靠。

(7)液压系统的各种元件可随着设备的需要任意安排,可以把液压马达或液压缸安置在远离原动机的任意位置,不需中间的机械传动环节。

(8)液压工作介质具有弹性和吸振能力,使液压传动运转平稳、可靠。运转时可自润滑,且易于散热,所以使用寿命较长。

(9)易于实现标准化、系列化和通用化,便于设计、制造和推广使用。 1.3.2 液压系统的缺点

液压传动虽然存在许多突出的优点,但也存在以下一些缺点:

(1)液压传功以液体作为工作介质,在液压元件相对运动摩擦副之间无法避免泄漏,再加上液体压缩性及管路弹性变形等原因,难以实现严格的传动比。泄漏使能量损失增加,效率降低。

(2)液体粘度和温度有密切关系,当粘度随温度变化时,将直接影响泄漏、压力损失及通过节流元件的流量等,从而引起执行元件运动特性的变化。加之,液压油等工作介质的性能及使用寿命均受温度影响很大,所以液压系统不宜在很高和很低的温度下工作。

(3)传动效率较低。液压系统中能量要经过两次转换.在能量转换及传递过程中存在机械摩擦损失、压力损失及泄漏损失。加之对液压系统能量利用不尽合理等原因,使液压传动的效率偏低。

(4)液压系统的工作可靠性目前还不如电力传动和机械传动:主要原因是工作中液压元件的摩擦副承受很大的压力和相对运动速度、容易导致磨损失效。特别是当工作介质污染严重时,会加剧磨损,可能导致控制流道堵塞,使工作可靠性降低。

(5)液压元件的制造精度要求高,造价较贵。使用、维护要求有一定的专业知识和较高的技术水平。

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(6)液压能的获得与传送不如电能方使。由于压力损失等原因,液压能不宜远距离输送。

(7)液压系统中各种元件、附件及工作介质均在封闭的系统内工作,故障症兆难以及时发观,故障原因较难确定。

总的说来,液压传动的优点很多,但其缺点也不能忽视。为了提高其竞争能力,液压技术一直在不断发展,借助现代科技的支持及相关学科的科技成果.使其缺点逐步被克服,性能不断提高,应用领域不断扩大。当前广泛应用液压技术的领域,一般包括工业、行走机械、航空及航天、船舰(艇)、海洋开发工程。 1.4 本课题的任务要求和设计原始数据 1.4.1 任务要求

飞机液压系统供压部分设计设计要求:

1) 依据飞机供压部分的特殊要求,设计出几种可供参考的液压系统; 2) 经过数据校核,确定一种液压供压系统,完成图纸绘制; 3) 绘制供压系统中的执行元件的装配图和零件图。 1.4.2 原始数据

飞机参数: 翼展:28.9米 机长:33.4米

经济布局载客:149人 ;货舱容积:30.2立方米 最大商载:16吨;最大油箱容量:20105升 最大起飞总重:62吨;最大载重航程:2993公里 最大燃油航程:4175公里

动力装置:两台CFM56-3涡扇发动机(最大推力:22000磅) 液压系统工作压力:28MPa 1.5 本课题主要研究工作

本课题主要针对飞机液压系统的功能、组成和工作特点,结合国内外飞机液压系统的运用现状和发展趋势,设计一款能够适应大、中型飞机使用的飞机液压系统供压部分。在设计本液压系统供压部分时,要明确设计任务和设计要求,不要偏离题目;仔细研究设计方案,理清设计思路,使设计过程清晰化,这两点的基础上。

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进行以下研究工作:

1、分析已有的飞机液压系统的特点,对液压元件进行选择。

2、对各液压供压回路进行设计,对个回路的组成原理和性能进行分析。

3、根据本机液压系统工作参数和各机构主要参数对液压系统进行设计计算,即对各种类型的主要元件进行设计计算,并且对其进行选择。

4、对液压系统设计和使用过程中存在的问题进行分析,并提出合理的解决办法。

2 液压系统设计

2.1 制定系统方案和系统原理图 2.1.1 制定系统方案及拟订液压系统图 系统方案一 定量泵-H型电磁阀组单泵源回路

飞机起落架和襟翼收放系统的供压回路,如图2.1所示,图中:1-定量泵;

2、

3、4-中位为H型油路的电磁阀;5-应急蓄能器;6-安会阀。当收放部分工作完成后,通过终点电门使

2、

3、4电磁阀继电器回中位,定量卸荷。为保证系统安全可靠,设有两个蓄能器5作为应急能源。应急放起落架时,打开应急能源开关,此时蓄能器所贮荐的液压油经两用活门7向工作部分供压,应急放下起落架或襟翼。起落架与襟翼作动筒的回油经找开的液压锁8返回油箱。在正常情况下蓄能器不参与系统工作。此回路省去了卸荷阀,作为应急能源的蓄能器能够在油泵工作异常时确保系统有足够的能源,供给起落架和襟翼收放使用,从一定程度上保证了系统的正常工作,具有一定的安全可靠性,但各个工作部分不能同时协同动作,故一般只用于初级教练机上。

系统方案二 变流量双泵-双腔作动筒组泵源回路

图2.2所示,泵源回路取消了转换活门(安装转换活门的双泵双腔回路间可能发生串油,即一系统油箱液面上升,另一系统油箱液面下降,从而导致一个系统无法正常工作,而且当系统管路破裂后两个系统中的油液都可能全部损失。),而是采用了双腔作动筒,当助力系统泵源回路出现故障时,作动筒的另一腔仍有收放系统泵源供压,这种系统做到了两个泵源之间工作液互不相混,提高了系统工作的可靠性。

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系统方案三 定变量多泵-交输回路

图2.4所示为定变量多泵-交输回路,该回路既有变量泵,又有定量泵,是一种多泵独立交输泵源回路,用于大型飞机上。该图由两个相互独立的分回路(变量泵源回路和定量泵源回路)组成。

变量泵源回路向内外襟翼、前缘襟翼、外扰流板、起落架、机轮刹车和前轮转弯等部分提供能源,两变量泵分别由两台发动机驱动。定量泵源回路的油泵分别由电动机带动,1号定量泵向方向舵、内扰流片和货舱门供压,当打开旋转式二位二通阀时还可向变量泵源回路供油。2号定量泵只向方向舵供压,当打开旋转式二位二通阀时,可向机轮刹车系统供压。变量泵源主要担负起飞,着陆时的工作,在飞行中,仅仅对外扰流板提供能源。

4)液压泵的作用

如图2.14所示,两个变量泵为起落架、前轮转弯系统、内襟翼、前缘缝翼、外襟翼和刹车机构供压。在变量泵回路中有两个蓄能器,变量泵工作时,蓄能器吸油,存储能量,当变量泵工作异常,不能供应系统所需的液压油时,蓄能器放出压力油夜,保证系统工作正常。

图2.14 液压系统中的变量泵

如图2.15所示,定量泵1主要为蓄能器、内扰流板、主货仓门和方向舵提供压力,当打开二位二通阀时,向机轮刹车系统和机轮刹车系统的蓄能器供压。定量泵2主要为方向舵提供压力,并在打开二位二通阀时向机轮刹车系统供压。

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图2.15液压系统中的定量泵

2.2 油泵的参数计算和型号选择

液压泵的种类较多,按主要运动部件的形状和运动方式可分为:齿轮式、叶片式、螺杆式、轴向柱塞式和径向柱塞式。按工作容腔周期性变化而吸入和排出的液体容积是否恒定,又可分为定量型和变量型。 2.2.1 液压泵的主要性能参数

(1)额定压力P0 在正常工作条件下,根据试验结果推荐的允许连续运行的最高压力,它的值与其零部件的工作寿命及泵和马达的泄漏量有关。

(2)最高压力pmax 根据试验标准规定运行超过额定压力而允许短暂运行的最高压力,它的值主要取决于零件及其摩擦副的破坏强度极限。

(3)工作压力P 液压泵出口处的实际压力,它的值取决于泵的液压负载和加在马达上的机械负载转矩。

(4)泵的极限吸入压力 为保证在最高转速时泵能正常吸油所需进油口的压力,当由于泵的安装高度太高或吸油阻力太大而使泵进油口压力低于此极限值时,液压泵将不能充分吸油,甚至会在低压吸入区产生气穴或气蚀,它的值和液压泵的结构有关。

2.2.2 液压泵的转速

(1)额定转速n 在额定压力下,根据试验结果推荐能长时间连续运行并保持较高运行效率的转速。

(2)最高转速nmax 在额定压力下,为保证使用性能和使用寿命所允许的短暂运行的最高转速。随着转速的提高,泵流道中的流速增加,因而流体的摩擦损失增加、效率降低。

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(3)最低转速nmin 为保证使用性能所允许的最低转速,当泵在低速运行时,其运行效率将下降。过低的运行效率将无法被用户所接受,某些靠离心力工作的泵(如叶片泵),其最低转速要保证叶片产生足够的离心力。 2.2.3 液压泵的排量及流量

(1)排量V 液压泵主轴转一周排出的液体体积,它的值取决于泵的结构及尺寸,和泄漏无关,因此有时也称理论排量。

(2)额定流量qvn 在额定压力、额定转速下,泵所排出的实际流量。 (3)实际流量qv 实际运行时,在各种不同压力下,泵所排出的流量。 2.2.4 液压泵种类的选择

齿轮泵是一种常用的液压泵。它的主要优点是:结构简单,制造方便,造价低,外形尺寸小,重量轻,自吸能力好,对油的污染不敏感,工作可靠。但它流量不均匀和困油现象比较突出,噪声高,排量不能调节。在航天领域并不多用。

叶片泵具有流量均匀,运转平稳,噪声小,体积小,重量轻等优点。在工程机械、船舶、压铸及冶金设备中得到广泛应用。但它对油液的污染敏感,对油液的清洁度要求高,甩出力、吸油速度和磨损等因素的影响,泵的转速不宜太大,也不宜太小,其泵的结构也较复杂。

柱塞泵对油液污染敏感,滤油精度要求高,对材质和加工精度要求也比较高、使用和维护的要求比较严格、价格较贵,但它结构紧凑、单位功率体积小、重量轻、工作压力高、容易实现变量,是一种航空航天领域使用最多的液压泵。

综上所述,本设计以柱塞泵作为系统的主要压力源。 2.3.2 单向阀的选择

单向阀又称止回阀,它是一种允许液流沿一个方向通过,而反向液流被截止的方向阀。根据它在液压系统中的作用,对单向阀的主要性能要求是:液流正向通过时,压力损失要小;反向截止时密封性要好;动作灵敏,工作时无撞击,噪声小。单向阀包括普通单向阀和液控单向阀两类。本次设计主要选用普通半向阀。

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图2.18 球式单向阀结构简图和液压元件符号

以下根据各回路的压力和流量的计算结果对液压系统各回路的液压阀的型号进行选择和确定。

变量泵回路的工作压力为28MPa,流量为94.84L/min,系统选用的液压的额定流量应比系统所需流量高一些,这样能保证系统的正常工作。

根据液压元件手册,单向阀选AJ型,这种型号的单向阀通径20mm,额定流量40-2000L/min,系统所需的94.84L/min在这个范围内,满足要求,工作压力为31.5MPa,比系统的工作压力28MPa大,能满足系统需要。

已知定量泵1回路系统所需流量为16.1L/min,系统工作压力为28MPa。根据液压元件手册,单向阀先S型,这种型号的单向阀通径20mm,额定流量10-260L/min,系统所需的16.1L/min在这个范围内,满足要求,工作压力为31.5MPa,比系统的工作压力28MPa大,能满足系统需要。定量泵2回路系统所需流量2.3L/min,工作压力28MPa。因此定量泵2回路的单向阀为S形通径为20mm的单向阀即能满足系统要求。

2.4 选择液压辅件

液压辅助附件是组成液压系统必不可少的一个部分,它包括:液压油箱、油滤、蓄能器、缓冲瓶、密封装置、液压导管、管接头等。虽然从液压系统的工作原理和各组成部分所起的作用来看,它们是起辅助作用的,但是,它们在系统中数量最多(如导管与管接头),分布极广(如密封装置几乎每个液压附件都有),影响极大(如油滤担负整个液压系统的清洁工作),如果搞得不好,势必会严重影响整个液压系统的性能,甚至破坏液压系统的工作。因此,我们在学习或设计液压系统时,必须正确处理主、辅系统,认真研究液压辅助附件的问题。

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以下就本设计液压系统的特点对各液压辅助附件进行确定。 2.4.1 液压导管与接头

液压系统所有的附件是依靠导管和管接头进行连接,将液压油从油泵输送到作动装置去,再从作动装置引回油箱形成封闭的回路,构成一个完整的液压系统。因此,液压导管和管接头是液压系统必不可少的组成部分。从它的重量来看,导管和接头要占液压系统总重量的30%-35%;从它的分布来看,它几乎分布在飞机机体的各个部分;从它的重要性来看,如果系统中任意一根导管或一个接头损坏,都可能造成液压系统的重大事故。所以导管和接头的设计选择和安装连接都是液压系统设计中必须认真考虑的问题。

软导管中的橡胶软管目前应用最广,它分为低压橡胶软管和高压橡胶软管两种,低压橡胶软管由一层或两层橡胶和几层棉线纺织物组成,高压橡胶软管层内还加有金属丝编织物。高压橡胶软管的工作压力可达25-35MPa,是飞机液压导管的理想选择。

图2.19 金属丝编织软管

如图2.19所示,金属丝编织软管是由波纹管

1、金属丝网套

2、杯形套3和接头4组成。先将不同类型的接头插入波纹管内,再把杯形套套在金属丝网套外,焊接成一体。

为了保证液压系统中变量泵回路和定量泵系统联接的一致性,使用和维护方便性,系统中所采用的导管选用统一规格的金属丝编织软管,导管的通径根据流量计算,系统中量大流量为变量泵处流量,其值为94.84 L/min。下面对导管通径的进行计算。

d4Qv 第Ⅱ页

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其中 d——为导管通径

Q——为系统流量

v——为系统平均流速

d494.8419

v根据液压元件手册选择型号为A19×6S-35的A型钢丝缠绕液压橡胶软管。它的内径为19mm,尺寸公差为±0.5,钢丝层外径34mm,尺寸公差±0.8,工作压力35MPa。

钢丝缠绕液压橡胶软管不但重量轻,而且还具有较高的工作压力,是飞机液压系统理想的液压导管。

管接头采用快卸自封接头,这种接头具有可靠的密封性,而且拆装方便。 2.4.2 油滤

液压系统的液压油是反复循环工作的,所以必须连续保证液压油的清洁性,如果液压油中存有污物,就会造成液压附件的零件磨损、滑阀卡滞、小孔堵塞,以致影响系统的性能和破坏系统的工作。

油滤分为表面型、深度型和磁性油滤。

表面型油滤把污染物主要阻挡在过滤介质的表面上,其特点是过滤介质具有均匀的一定尺寸的小孔,能够绝对地滤去一些长纤维以外的所有大于其小孔尺寸的污染物。深度型油滤把污染物主要阻挡在过滤介质的毛细孔中,其特点是过滤介质的毛细孔只具有一定的深度,而无一定的小孔尺寸,因此对于可通过的污染物就没有尺寸限制。深度型油滤还具有滤除细小污染物的能力。磁性油滤的过滤介质是由磁性材料组成,它能够把油液中的铁微粒吸附出来。磁性油滤一般与表面或深度型油滤组合使用。

飞机对油滤的基本要求有:

(1)在保证规定的过滤精度的条件下,流能力要高。

(2)过滤介质具有一定的机械强度,具有良好的抗振性和耐腐蚀性。 (3)在规定的工作温度范围内,应保持工作性能的稳定。

(4)当过滤介质被污物堵塞时,应有保险装置,最好有污染指示器。 (5)结构简单,外形尺寸小,便于折装,易于清洗或更换滤芯。

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针对飞机对油滤的以上要求,本设计选用深度型纸质油滤。纸质油滤具有质量轻过滤精度高的特点,过滤后压力损失小,结构简单等优点,适合飞机液压系统使用。

3 飞机液压系统中存在的问题及解决

3.1 污染问题

液压系统的污染是指污染物进入液压系统。归纳起来,液压系统中的污染物主要有固体颗粒(纤维)、空气、水等几种。下面分别探讨这几种主要的污染物对液压系统的危害及解决办法。

固体颗粒的污染固体颗粒污染物将引起液压元件失灵、堵塞、损坏和造成系统的噪音,这种情况造成的液压系统故障占总污染故障的70% 左右,造成的危害最大。固体颗粒(包括纤维)会堵塞液压元件的节流孔或节流缝隙,改变液压系统的工作性能,引起动作失调甚至完全失灵,产生误动作造成事故。固体颗粒在液压缸(马达)内会加速密封件的损坏、缸体内表面的拉伤,使泄漏增大,推力不足或者动作不稳定、爬行、速度下降,产生异常的声音与振动。污染物能引起滤网堵塞、造成油泵进油困难、系统“回油不畅通”、“气蚀”、振动和噪声。滤芯堵塞严重时会因阻力过大将滤芯击穿,完全丧失过滤作用,造成液压系统的恶性循环甚至系统的瘫痪。液压系统的污染控制主要是解决这个方面的问题。固体颗粒的污染从固体颗粒的来源来看,由系统组装时的残留、系统运行过程中生成、外来污染三个方面。

系统组装时的残留污染与控制系统组装时,由于在施工初期,外部条件比较恶劣,工期要求非常紧张,迫使系统组成时简化施工,酸洗、冲洗没有按照规范施工,造成残留的污染物比较多,这是大多数液压系统在投用初期不能正常运行的根本原因之一。解决办法就是在施工过程中严格按照:“系统试水-脱脂-酸洗-中和-除锈-钝化-吹扫-循环冲洗(不带阀)”步骤进行。经过化验,达到设计要求的清洁度等级后,再注入工作液进行(带阀)二次冲洗,二次冲洗清洁度等级达标后才可以进行下一步的调试工作。在冲洗过程中要对焊缝、弯头、“变径”、等容易存杂质处敲击,便于固体颗粒的外排,冲洗装置要采用大流量“紊流”冲洗装置。冲洗液的流速越大、压力越高冲洗效率越高。

系统运行过程中生成的污染与控制

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(1)油箱产生的固体颗粒污染物。油箱内部涂层在系统运行一段时间后会逐渐剥落或生锈产生残留污染物,这种污染物颗粒一般都比较大,极易造成泵入口滤网堵塞,泵“吸油”困难,缩短泵的使用寿命甚至造成泵的损坏。

解决办法:油箱一定要按照规范制造;对清洁度要求较高的比例、伺服系统,采用不锈钢油箱;对碳钢制油箱,内部涂层尽可能采用质量好、性能稳定、与所用的液压介质相容的材料;对油箱上部安装的空气滤清器要定期更换,其与油箱的连接部分极易生锈,要做好防腐处理,防止生锈。

(2)元件磨损产生的固体颗粒污染物。液压系统运行过程中,液压元件在液流冲刷、“气蚀”的作用下会产生固体颗粒。液压阀“阀芯”在频繁移动过程中会产生磨屑,造成阀的淤积失效。

解决办法:严格控制“气蚀”的发生,系统运行的温度控制在40℃-55℃之间;采用粘度指数高、抗氧化性能高、抗泡沫性能好的不含锌的液压油,严格控制液压油的PH 值、粘度指标,确保液压油具备良好的润滑及防锈功能;采用高过滤精度、高过滤比(β5≥200)、纳污能力强的过滤器滤芯,这一点对采用比例、伺服的系统尤为重要。

(3)外来污染物造成油液的污染,主要有:油箱周围的卫生状况不好,油箱上部的元器件损坏而使液压油与外部直接接触;更换液压元件时没有进行必要的清洗保护等都会造成外来污染物对系统的污染。

解决办法:搞好液压站的卫生和通风;更换液压元器件时,在清洁无尘的环境对所更换的元器件进行检查和清洗,对系统“开口”处要采取防尘措施;准备上线的元件要经过试验台的检验合格;严格灌输新油“不干净”的思想,对系统加油时要用过滤精度合适的滤油机加入。有条件的可以先将新油加到备用油箱,利用备用油箱的过滤系统将油液过滤到要求的精度后备用;利用大修时间对油箱进行全面的清洗检查。

(3)空气混入系统后,会造成“气蚀”、加速油液的氧化变质速度、系统的温度升高、系统噪音的增加。

解决办法:采用容积合适的油箱,考虑到经济性,油箱的容积应该不小于系统流量峰值的3-5倍较好,这样保证混入液压油中的空气得到充分排除,固体颗粒也能够得到充分沉淀;油箱的形状最好做成截面成椭圆型,便于液压油的散热。

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(4)水对液压系统的污染水是造成液压系统污染的一个主要原因。水在矿物油中既以游离状态又以溶解状态出现。游离水能够引起油箱及液压元件表面腐蚀、加速油液氧化和增加酸值,系统在冬季低温运行时,游离水会结成冰晶,堵塞节流孔引起元件失灵造成大的事故。以溶解状态出现的水会造成油液的乳化,降低元器件的润滑性能,使系统泄漏增加,元件寿命降低。

解决办法:查找进水点,更换损坏的部件,进水点一般是冷却器的损坏、在“水淋”环境下的液压元件的损坏;利用油箱下部的放水点将游离水放出;利用离心式油水分离机将“溶解水”分离,油液指标达标后才可以使用;采用新型密封材料与技术,对易进水的设备进行改造,从源头上解决水的污染。

油液的污染控制是液压系统能否正常运行的关键,液压系统的污染控制要从源头抓起,贯穿在系统安装调试、系统维护的全过程。要求操作者每一步都要考虑到保洁措施,最大限度降低系统污染,确保液压系统能够安全、稳定、可靠地运行。 3.2 密封问题

泄漏是目前液压机械普遍存在的故障现象,尤其是在飞机液压系统中更为严重,主要是由于液体在液压元件和管路中流动时产生压力差及各元件存在间隙等引起泄漏。另外,恶劣工况条件也会对飞机的密封产生一定的影响。液压系统一旦发生泄漏,将会引起系统压力建立不起来,液压油泄漏还会造成环境污染,影响生产甚至产生无法估计的严重后果。下面针对一些影响飞机液压系统泄漏的因素来简单的谈一下其泄漏原因及对策。

4 总结

4.1 设计总结

本文针对飞机液压系统供压部分进行设计,并重点对供压部分系统参数进行了计算和对液压元件进行了选择和设计。

作为一名本科学生,毕业设计是对所学知识运用的一次很好的考验,在设计的过程中本人充分运用本科四年所学的知识。翻译外文用到英语知识;在设计主要回路时用到《液压与气压传动》的知识;在设计液压阀部分时用到《机械设计学》、《液压系统设计》《机械系统设计》、等;在计算选择元件时用到了一些物理知识和机械学基础知识,还用到了一些专业技巧。

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由这次毕业设计本人学会了怎样对一项从没见过的课题进行设计。从分析课题,搜集相关材料,阅读并综述相关资料以及设计计算等过程有了清晰的思路。这次设计培养了本人的设计能力,为将来工作奠定了一定的基础。 4.2 工作展望

未来的飞机存在五大发展趋势:第一,大小往两极发展,质量向轻里发展。大的像安225飞机,550吨起飞重量,商载250吨!第二,从高度来看,从低空到高空,甚至是航天器接轨,模糊了航空航天的界限。从速度来看,从低速每秒钟二十米、十米的飞行速度,一直到高超音速Ma15,甚至是大于音速的二十倍。第三,飞行器本身的各个组成部分都智能化、自动化、集成化,这是将来发展的一个趋势。第四,飞行器的无人化、飞机设计的数据化、一体化,这是将来的大方向。第五,飞行器的制造全部数字化、精益化,精益化的效率非常高,像美国精益化的设计部件零件可以减少百分之二三十,它的成本降低50%。

本次对飞机液压系统供压部分进行设计计算只是一些表面设计工作,如果要进一步细致研究的话内容还很多。主要有以下几方面:

(1) 总体布局技术研究 (2) 先进气动力设计技术研究 (3) 长寿命结构设计技术研究 (4) 系统综合技术研究 (5) 新材料选用 (6) 起落架系统研究

(7) 非常规布局大型飞机总体技术 (8) 减小飞机飞行噪声方面面的研究

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本团队全部是在读机械类研究生,熟练掌握专业知识,精通各类机械设计,服务质量优秀。可全程辅导毕业设计,知识可贵,带给你的不只是一份设计,更是一种能力。联系方式:QQ712070844,请看QQ资料。

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参 考 文 献

[1] 李培滋、王占林.飞机液压传动与伺服控制(上).北京:国防工业出版社,1979.17~94 [2] 李培滋、王占林.飞机液压传动与伺服控制(下).北京:国防工业出版社,1979.314~375 [3] 王占林.飞机高压液压能源系统.北京:航空航天大学出版社,2004.11~27 [4] 黎启柏.液压无件手册.北京:冶金工业出版社、机械工业出版社,1999.112~235 [5] 李壮云.液压元件与液压系统 第二版.北京:机械工业出版社,2005.67~102 [6] [苏]巴斯特.飞机液压传动与附件(上册).1956.76~131 [7] [苏]巴斯特.飞机液压传动与附件(下册).1956.253~257 [8] 徐灏.机械设计手册 第五卷.北京:机械工业出版社,1992.78~356 [9] 成大先.机械设计手册 下册.北京:机械工业出版社,1992.106~118 [10] 何存兴.液压无件.北京:机械工业出版社,1982.37~78 [11] 张宏甲,黄谊.液压传动.北京:机械工业出版社,1997.55~61 [12] 周开勤.机械零件手册 第五版.北京:高等教育出版社,2001.217~219 [13] 王占林.液压伺服控制.北京:北京航空学院出版社,1987.130~133 [14] 张利平.液压气动系统设计手册[M].北京: 机械工业出版社,1997.97~99 [15] Yeaple F. Aerospace climbs higher with fluid power. Design News,1992(7):55~58 [16] Brahney J H. Hydraulic pumps: the key to power generation. Aerospace Engineering,1991(12):9~13 [17] 雷天觉.液压工程手册.北京:机械工业出版社,1990.41~47 [18] 俞启荣.液压传动.北京:机械工业出版社,1990.124~127

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第二篇:伟星地暖系统组成

本文转载自PE管材 http:///

伟星地暖系统由前端管道F-PERT、集分水器、过滤阀、温控阀、地埋管(PB、PE-RT)、护套弯管、地暖发射膜等这几个部分组成。

管道:伟星地暖管道主要有采暖前端管F-PERT管、PE-RT管、PB管。

(1) PE-RT管道:伟星PE-RT管道可分为一代和二代两种类型。自2000年伟星就开始生产一代PE-RT管道,作为行业内最早生产一代PE-RT的管道生产商,以先进的理念,卓越的品质,将低温地板采暖的新式采暖方式带入国内。在2008年时,伟星又推出第二代PE-RT产品,依据最新的国际标准ISO 22391采用巴塞尔(BASELL)伟星建材出品的Ⅱ型PE-RT原料。该产品在耐温耐压方面比一代PE-RT有很大的提高。在普通PE-RT管道的基础上,伟星开发了带有阻氧功能的PE-RT管道,有效的保护采暖系统中氧气对金属配件的腐蚀。

(2) F-PERT管道:伟星F-PERT管道通过纤维改性增强管道的强度和刚性能,用于采暖系统的前端连接管道,安装之后平直美观。

(3) PB管道:伟星PB管道采用世界上最优秀的BASELL PB-1管道专用料,德国进口Krauss Maffei专用挤出设备进行生产。其高端的价格以及优异的应用性能,被塑料管道行业誉为“塑料黄金”。可用于较为高端的地板采暖领域。2008年,伟星又推出具有很高性价比的PB地暖专用管道,作为伟星目前主推的PB类地暖专用产品。

集分水器:伟星根据各异化的市场的需求,设计了A、B、C、D这四种型号的集分水器,每种集分水器采用的都是三重密封结构,保证产品滴水不漏。

过滤阀:用于连接管道及集分水器,采用全铜精工制造,全面镀镍。可有效过滤杂质、水垢,使地暖管清洁无粘泥,解决地暖管局部堵塞,和因地暖管内壁不清洁导致温度降低的问题。

护套弯管:用于分水器与地暖管道快速弯曲定型,可有效防止地暖管因扭曲、回弹、缩径、死折、松脱而导致地暖不热。

温控阀:供暖系统流量调节最主要调节设备。采用全铜精工制造,全面镀镍,通过控制水流量,达到控制室内温度的效果。

地暖反射膜:坚韧挺括,有效保温节能,并方便地暖管科学安装。

第三篇:油研油泵液压系统的工作原理及组成

液压技术是以液体为工作介质,利用封闭系统中液体的静压能实现信息、运动和动力的传递及工程控制的技术。由于液压技术在功率质量比、结构组成,响应速度、调速范围、过载保护及电液整合等方面独特的技术优势,使其成为现代传动与控制的重要技术手段和不可替代的关键基础技术之一,其应用囊括了国民经济各领域。

一个完整的液压传动或控制系统(以下简称液压系统)通常都是由能源元件(液压泵)、执行器(液压缸、液压马达和摆动液压马达)、控制元件(各类液压控制阀)及辅助元件(油箱和管件等)四类液压元件和工作介质所组成的。液压传动与控制的机械设备或装置工作时,其液压系统以具有连续流动性的液压油或难燃液压液或水(多使用液压油)作为工作介质,通过液压泵将驱动泵的原动机(电动机或内燃机)的机械能转换成液体的压力能,然后经过封闭管路及控制阀,送至执行器中,转换为机械能驱动负载,实现工作机构所需的直线运动、回转运动或摆动。

第四篇:一个完整的液压系统由五个部分组成

一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。

动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。

控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、比例控制阀、伺服控制阀和数字控制阀。

辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表等。

液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。

当液压系统油液中混有杂质微粒时,会卡住滑阀,堵塞小孔,加剧零件的磨损,缩短元件的使用寿命。油液污染越严重,系统工作性能越差,可靠性就越低,甚至造成故障、液压元件过早磨损。

第五篇:泌尿系统的组成及功能

〖教学目标〗 1.知识:

(1)阐述泌尿系统的组成及各器官的功能。

(2)概述肾脏的结构特点。 2.能力:

通过观察、解剖肾脏的分组实验,培养学生的观察能力,实验能力及分析和解决问题的能力。

3.情感态度与价值观:

通过对泌尿系统结构的学习,使学生树立结构与功能相适应的生物学观点,培养学生实事求是的科学态度。

〖教材分析〗

在第一节的学习中,学生已经知道泌尿系统通过尿液的形式排出多种代谢废物。至于如何形成尿液,形成尿液的器官有什么特点,这是本节教学内容要解决的问题。第1课时重点要学生了解泌尿系统的结构,会概述肾脏的结构特点,老师需帮助学生从肾脏的外部形态到内部结构,从宏观结构到微观结构逐步认识、理解,达到掌握知识的目的,结合学过的血液循环的作用,分析肾脏的血流特点,

从而也为下节课尿的形成打好基础。 〖设计思路〗

知识回顾,提出问题,导入新课→学生观察解剖实验建立感性认识,了解肾脏的形态结构特点→教学课件展示肾脏微观结构,结合模型,使学生了解肾脏的微观结构→录像播放肾脏内的血液流动特点,使学生了解血液流动途径,为下节课打好基础→师生共同总结泌尿系统的结构及功能

〖教学设计〗

1.导入:通过上节课学生对尿液成分的测定,设疑:尿的形成与排出需要人体内的哪个系统来完成?导入课题:“泌尿系统的组成及功能”。

2.关于肾脏的外形和结构的学习:

肾脏是形成尿的器官,也是泌尿系统的最重要器官。为了使学生更准确地了解肾脏的结构,先组织学生对肾脏外形的观察(注意让学生通过观察了解肾脏与输尿管的关系以及与肾脏相连的肾动脉、肾静脉)。然后组织学生解剖肾脏,观察内部结构(注意对学生进行观察能力和实验操作能力的培养和指导)。

3.关于对肾脏内部微观结构的学习:

教师先出示多媒体教学课件(肾脏的内部结构)引导学生将宏观结构与微观结构相结合,了解肾单位的组成,利用模型进一步掌握肾小体的结构。最后让学生总结肾单位的结构。另外,通过录像教学,让学生熟悉肾脏中血管的分布特点和血液流经过程,为下一节课学习尿液的形成作好知识储备。

4.总结归纳:

通过以上的解剖实验、

课件展示和录像播放,使学生从宏观到微观对肾脏的形态结构有了感性认识,并在此基础上产生飞跃,获得理性知识,教师因势利导与学生一起归纳总结泌尿系统的组成及功能,

使学生获得完整、清晰的知识体系。

5.练习、反馈、矫正:

在新授课结束后,出示《达标练习》对所学知识进行巩固和提高,习题选择要面向全体学生,针对不同情况,设置不同要求,体现练习的层次性。 〖板书设计〗

附件一:达标练习

一、基础演练:

1.肾门是肾脏一侧有凹陷的地方,它是()

A.肾动脉、肾静脉、输尿管出入肾脏的部位

B.肾动脉、输尿管出入肾脏的部位

C.肾动脉、肾静脉出入肾脏的部位

D.肾静脉、输尿管出入肾脏的部位

2.肾脏的基本结构和功能单位是()

A.皮质 B.髓质 C.膀胱 D.肾单位

3.进出肾小球的血管依次是()

A.小动脉、小动脉 B.小静脉、小动脉

C.小静脉、小静脉 D.动脉、小静脉

4.人体泌尿系统由_、_、_、和_组成,形成尿液的器官是_。

二、拓展延伸:

1.关于肾脏位置的描述,错误的是()

A.左肾略高于右肾

B.位于人体腹腔后壁

C.位于人体脊柱两侧 D.右肾略高于左肾

2.下图为肾脏的纵剖示意图,请据图回答。

(1)图中[1]是指_, 新鲜肾脏这部位的颜色_,里面的主要结构是_。

(2)图中[2]是指_,新鲜肾脏这部位的颜色_,里面的主要结构是_。

3.下图中为肾小体结构图,请据图回答:

(1)图中[2]是_,[4]是_, 里面都流着_血。

(2)图中[3]叫_,由_组成,它的外面包着_,其腔与[]_相通。

三、创新提高:

下图是人体某部位的毛细血管示意图,请据图回答:

(1)如果在A中流动的是静脉血,C中流动的是动脉血,那么B可能是_处的毛细血管网。

(2)如果B为肾小球的毛细血管网,那么在A、C内流动的都是_血。

(3)如果B为臀大肌内的毛细血管网,那么在B处进行物质交换时,血红蛋白质与氧_,C内流动的是_血。

(4)如果B为胃壁内的毛细血管网,则B处可吸收_等物质。

附件二:开拓视野

尿毒症

肾机能不全所导致的一个重要结果就是废物不能及时排出体外而使它们在体液中积留得太多。主要表现在以下几个方面:一是由于水积留造成全身水肿;二是由于肾脏不能排掉代谢产生的酸性物质造成酸性中毒;三是由于肾不能排掉代谢终产物造成非蛋白氮(尤其是尿素)的浓度升高;四是由于其他在尿内储留的产物浓度升高。尿毒症所造成的酸中毒可使病人的神志模糊,并很快使病人进入昏睡状态。

肾脏在维持水、盐平衡中的作用

正常成人每天随饮食进入体内的水分与排出的水分大致相等。如进入体内的水分过多,多余的水将由肾脏排出,而使尿量增加,反之则减少。人体内的无机盐种类很多,

它们是构成体内各个组织器官的重要成分,并且在维持人体正常渗透压、酸碱平衡兴奋中,起着重要的作用。氯化钠(食盐)随食物进入体内的量和排出的量基本相等。食物中完全缺食盐时,肾小球滤出的钠几乎全部被肾小管重新吸收,排出的尿中则可以无钠。临床上将尿中钠的排出规律概括为:多进多排,少进少排,不进不排。而钾则是:多进多排,少进少排,不进也排。因此,不能进食的病人,只靠注射葡萄糖和生理盐水维持代谢时,应注意补钾。

总之,通过肾脏的调节作用,能使人体内的水和盐的含量经常保持相对的恒定。 〖教学反思〗

“肾的结构与功能”的教学属生物学教学中一种常见的类型,本教案教学设计思路合理,教学结构严谨,教学媒体运用得当,教学结果是可想而知的。在这节课中,达标练习很有特色,用于当堂的测试、反馈和矫正,这种做法效果很好。