液压基本回路综合实验实验指导书

液压基本回路综合实验实验指导书济南大学机械工程学院液压传动课程组2010年3月2前言液压传动课程是基础理论、液压元件、液压系统三部分组成,而液压系统回路设计既重要又灵活。学生在学了液压元件有关知识后,通过液压元件的装拆实验,在加深对液压元件实物形体、内部结构及功用理解的基础上,使用《QCS014液压系统拼装实验台》,根据在书本中学到的知识,参照本实验指导书选做(或由教师指定)若干个实验回路:自己拟定实验方案进行液压回路设计即元件及液压附件的选用,然后亲自动手安装元件、接油管、联导线、组成电液实际系统。实验台所备有的插接式液压元件有：①溢流阀（3个，1个带遥控口）、②减压阀（2个）、③单向减压阀（1个）、④单向顺序阀（1个）、⑤压力继电器（1个）、⑥节流阀（2个）、⑦单向节流阀（1个）、⑧调速阀（1个）、⑨单向调速阀（1个）、⑩单向阀（1个）、⑾液控单向阀（2个）、⑿二位二通电磁换向阀（1个）、⒀二位三通电磁换向阀（2个）、⒁二位四通电磁换向阀（2个）、⒃三位四通电磁换向阀（2个）、⒄三位四通电液换向阀（1个）、⒅行程开关（4个）、⒆蓄能器（1个）、⒇液压缸（2个）、(21)流量计（1台）、(22)叶片泵（2个）。为了使液压回路拆装方便迅速,安全可靠,故实验台油路的连接采用了快速接头,电路电源及信号采用了24V驱动联接。本实验指导书的编写,考虑到实验台的灵活性和可创造性,所以没对实验内容、步骤、方法等作硬性规定,只按液压传动系统课程要求,给出了一些基本的实验内容,并通过详细举例,使操作者懂得如何使用实验台。学生在受到启发后,能准确地选用元件和进行设计,能够分析和解释使用中既定的规划和出现的问题,并进一步探索解决问题的途径。故本实验指导书中所列实验项目及实验步骤,甚至液压回路,均仅供参考。3目录一、实验准备及注意事项……………………………….……3二、实验回路举例…………………………………………….4三、实验内容(仅供参考)实验(一)调速回路…………………………………….…5实验(二)增速回路………………………………………7实验(三)速度换接回路…………………………….…….9实验(四)调压回路………………………………….……10实验(五)保压泵卸荷回路………………………………12实验(六)减压回路………………………………………13实验(七)多缸顺序控制回路…………………………….15实验(八)节流阀特性实验……………………………….17一、实验注意事项1、预习是做好实验的前提。在实验之前,应仔细阅读实验指导书,了解实验回路的目的、要求,掌握基本原理和主要实验步骤,视条件可在此实验前先做元件拆装实验。2、必须熟悉所用液压元件的拼装方法和使用场合,随之安置在实验台面板合适位置,进行液压元件和电气线路连接,经实验指导教师审定通过,方可进行操作。在操作过程中仔细的观察,如实而有条理地记录,并且不放过可能出现的一些反常现象。操作要胆大心细,培养独立工作能力,克服一有问题就问教师的依赖思想。3、实验完毕,把所用的液压元件放回原处,经指导教师同意后,方可离开实验台。4、实验后应进行数据处理,结果分析(包括思考题),写好实验报告。4二、实验回路举例1差动回路示例a.按照差动回路,取出所用的液压元件,检查型号是否正确。b.将液压元件安装在试验台安装面合理位置,通过软管和快换接头按回路图连接。c.把所用电磁换向阀电磁铁和行程开关任意编号(图示lCT、2CT、3CT、1XK、2XK、3XK)和(lCT、2CT、3CT、lXK、2XK、3XK)对应编上,以免搞错。d.把电磁铁lCT、2CT、3CT插头线对应插入在面板输入磁铁”插座内。e.根据差动回路的系统电器控制逻辑表输入信号顺序(工况表示2XK、3XK、lXK),把行程开关插头线对应插入面板“行程输入”插座内。f.根据电磁铁动作表输入框选择要求，确定控制的逻辑联接“通”或“断”。g.拧开溢流阀,启动YB-6泵,调节溢流阀压力为2Mpa,调节单向调速阀(调至较小开口)。h.按选择好的系统动作要求点动系统运行开始,即可实现动作。5三实验内容〈仅供参考〉实验〈一〉调速回路§1实验目的速度调节回路是液压传动系统的重要组成部分,依靠它来控制工作机构的运动速度,例如在机床中我们经常需要调节工作台(或刀架)的移动速度,以适应加工工艺要求。液压传动的优点之一就是能够很方便地实现无级调速。液压传动系统速度的调节,一般有三种,即节流调速,容积调速,节流——容积调速。通过实验要求达到以下目的:1、通过亲自拼装实验系统,了解进口节流调速回路的组成及性能,绘制速度——负载特性曲线,并与其它节流调速进行比较。2、通过该回路实验,加深理解q=CATΔPm关系,式中AT、ΔPm分别由什么决定,如何保证q=const。3、利用现有液压元件拟定其它方案,进行比较。§2单向调速阀或单向节流阀进油路调速回路图(见图)。§3实验步骤1、按照实验回路图的要求,取出所要用的液压元件,检查型号是否正确。2、将检查完毕性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。通过快换接头和液压软管按回路要求连接。3、根据电磁铁动作表输入框选择要求，确定控制的逻辑联接“通”或“断”。4、安装完毕,定出两只行程开关之间距离,拧开溢流阀(I)(II),启动YBX-16,YB-6泵，调节溢流阀（Ⅰ）压力为3Mpa,溢流阀（Ⅱ）压力为0.5Mpa,调节单向调速阀或单向节流阀开口。5、按电磁铁动作表输入框的选定、启动系统,使两个液压缸动作。在运行中记录单向调速阀或单向节流阀进出口和负载缸进口压力,以及液压缸的运行时间。6、根据回路记录表,调节溢流阀门﹝I﹞压力(即调节负载压力),记录相应时间和压力,填入表中,绘制V-F曲线。§4思考题1、该回路是否可使用不带单向阀的调速阀(节流阀),在出口或旁路中是否可行,为什么?2、单向调速阀进口调速为什么能保证工作液压缸速度基本不变?63、由实验可知,当负载压力上升到接近于系统压力时,为什么液压缸速度开始变慢?4、列出三种节流阀的节流调速方案性能表(调速方法,V-F特性,承载能力,调速范围,功率消耗等)。动作工况1DT2DT3DT4DT输入信号负载缸进---+工作缸进+--+1XK工作缸退-+-+2XK负载缸退-++-7实验〈二〉增速回路§l实验目的有些机构中需要二种运动速度,快速时负载小,要求流量大,压力低;慢速时负载大,要求流量小,压力高。因此,在单泵供油系统中,如不采用差动回路,则慢速运动时,势必有大量流量从溢流阀流回油箱,造成很大功率损耗,并使油温升高。因此,采用增速回路时,要满足快速运动要求,又要使系统在合理的功率损耗下工作。通过实验要求达到以下目的:1、通过亲自拼装实验系统,了解增速回路(差动回路)的组成和性能。2、利用现有液压元件,拟定其它方案,进行比较。§2增速回路图(见图)。§3实验步骤参阅本指导书中示例。§4思考题1、在差动快速回路中,两腔是否因同时进油而造成“顶牛”现象?2、差动连接与非差动连接,输出推力哪一个大,为什么?3、慢进时为什么液压缸左腔压力比快进时大,根据回路进行分析。4、如该回路中液压缸,改为双杆液压缸,在回路不变情况下,是否能实现增速,为什么?5、该回路中,如把二位三通阀两个出口对换,是否能实现上述工况,可能会出现什么问题〈由实验现象进行分析〉?6、该回路如要求记录工进时间,工况表如何编排?89实验〈三〉速度换接回路§l实验目的机床工作部件在实现自动工作循环过程中,往往需要不同速度(快进一→第一工进一→第二工进一→快退一→卸荷),如自动刀架先带刀具快速接近工件,后以I工进速度(有时慢速有二档速度)对工件进行加工,加工完迅速返回原处,在泵不停转情况下,要求泵处于卸荷状态。这种工作循环,是机床中最重要的基本循环。因此在液压系统中,需用速度换接回路来实现这些要求,通过实验达到以下目的:1、通过亲自拼装实验系统,了解速度换接回路组成和性能。2、利用现有液压元件,拟定其他方案进行比较。§2速度换接回路图(见图)。§3实验步骤步骤l～３与实验(一)中实验步骤1～3相同1、装完毕,拧开溢流阀,启动YBX-6泵,调节溢流阀压力为3Mpa,分别调节单向调速阀的开口(QI(I)开口大于QI（II）开口)。102、根据电磁铁动作表输入框选择要求，确定控制的逻辑联接“通”或“断”，即可实现动作。§4思考题1、在该回路中,为什么选用带有单向阀的调速阀,如用不带单向阀的调速阀,该回路是否能工作,为什么?2、如使用单向节流阀和调速阀串联,在实际工况中与使用二只单向调速阀串联,哪一种方案好,为什么?3、单向调速阀(I)开口是否可以小于单向调速阀(Ⅱ)开口,为什么?实验〈四〉调压回路§l实验目的采用液压传动的装置,液压系统必须提供与负载相适应的油压,这样可以节约动力消耗,减少油液发热,增加运动平稳性,因此必须采用调压回路。调压回路是由定量泵、压力控制阀、方向控制阀和测压元件等组成,通过压力控制阀调节或限制系统或其局部的压力,使之保持恒定,或限制其最高峰值。通过实验达到以下目的:1、通过亲自拼装,了解调压回路组成和性能。2、通过三个不同调定压力的溢流阀,加深对溢流阀遥控口的作用理解。3、利用现有液压元件,拟定其它调压回路。§2调压回路图(见图)。§3实验步骤步骤l～3与实验(一)中实验步骤l～3相同。1、拧开溢流阀(Ⅰ)(II)(III)，启动YB-6泵，调节溢流阀(Ⅰ)压力为4Mpa。2、根据电磁铁动作表输入框选择要求，使电磁铁lCT处于通电状态,调节溢流阀(II),压力为3Mpa,调整完毕使lCT至断开的状态。3、按所选定的电磁换动作要求启动系统,使电磁铁2CT处于通电状态,调节溢流阀(III),压力为2Mpa,调整完毕2CT至断的状态。4、调节完毕,回路就能达到三种不同压力,重复上述循环,观察各压力表数值。11§4思考题1、多溢流阀调压回路中,如果三位四通换向阀的中位改变、为“M”型,则泵启动后回路压力为多大?是否能实现原来的三种压力值。2、该回路中,如溢流阀(II)(III)调整压力都大于溢流阀(I)压力值,将会出现什么问题?3、该回路中,如不采用遥控式溢流阀,三只溢流阀并联于回路中,情况如何?12实验〈五〉保压、泵卸荷回路§l实验目的有些装置要求工作过程中保压,即液压缸在工作循环某一阶段,须保持规定的压力值,例如在夹紧装置的液压系统中,当工件夹紧后,活塞就不动,如果液压泵还处于高压状态工作,则全部压力油通过溢流阀流回油箱,使系统发热,降低液压泵使用寿命和效率。因此功率较大,工作部件停歇时间较长的液压系统,一般采用保压、泵卸荷回路,以节省功率消耗。所谓液压泵卸荷指的是泵以很小功率运转(N=pq≈O)。通过实验达到以下目的:1、通过亲自拼装实验系统,了解其工作性能。2、利用现有元件,拟定其它方案,进行比较。§2保压、泵卸荷回路图(见图)。13§3实验步骤步骤l～3与实验(一)中步骤1～3相同。1、拧开溢流阀,启动YB-6泵,调节溢流阀压力为3Mpa。2、根据电磁铁动作表输入框选择要求，让lCT通电，使系统开始动作。3、当液压缸前进到底时,使电磁铁2CT处于通电状态,泵在很低压力下工作,并观察液压缸进口压力在一定时间里基本不变。4、每一次循环,按上述的步骤重新操作。§4思考题1、分析蓄能器、压力继电器和行程开关等液压元件组成的保压、卸荷回路,当泵从卸荷转换成溢流状态时,为什么液压缸的动作会出现滞后现象?2、假设用二位三通换向阀代替二位四通换向阀,是否能实现工况表右序动作的要求,为什么?实验〈六〉减压回路§1实验目的液压系统中,某些支路的压力不宜太高,即要小于系统的工作压力。例如夹紧油路中,当系统压力较高时,会使工件变形。为了降低夹紧油路中的压力,必须使用减压回路(在单泵系统中),减压回路的功能是降低系统中某些支路的压力,使该油路获得一种低于液压泵供油压力的稳定压力,以减少由于主系统动作切换对支路压力的影响。通过实验达到以下目的:1、通过亲自拼装系统,了解减压回路组成和调压方法。2、利用现有液压元件,拟定其他方案。