挖掘機液壓控制系統實驗實訓設備的開發探討

李園園

（撫順職業技術學院機電系，遼寧 撫順 113001）

Research and Exploration | 研究與探索·探討與創新

挖掘機液壓控制系統實驗實訓設備的開發探討

李園園

（撫順職業技術學院機電系，遼寧 撫順 113001）

挖掘機液壓控制系統實驗實訓設備的開發對學生液壓控制原理和維修技能的提升發揮著重要的作用。高職院校進行的實驗實訓教學要將理論知識與工程實踐相互結合，整體上深入性分析挖掘機液壓控制系統的結構特點，采用多種教學方式，創新實驗實訓教學手段，為培養更多的專業人才發揮重要的作用。本文對挖掘機液壓控制系統實驗實訓設備的開發進行相應的探索。

挖掘機；液壓控制系統；實驗實訓；設備開發

挖掘機被廣泛的應用到各個行業中，作為一種多功能機械，既能夠減輕體力勞動，保證生產質量，同時也能夠加快工作效率，保證在單位時間內完成工作。實驗實訓設備的開發能夠提升對挖掘機液壓控制系統的研究水平，保證挖掘機在惡劣的環境中也能夠完成相應的復雜動作，對于促進學生的實踐能力發揮著重要的作用。液壓控制系統是最為復雜的工程機械，只有在根本上認識到液壓控制系統的運行狀況，才能夠更好地利用挖掘機開展工作。實驗實訓設備的開發為學生提供認識的機會，更好地開展挖掘機的使用。

1 挖掘機液壓控制系統實驗實訓設備開發的必要性

挖掘機的應用逐漸的擴大，對挖掘機進行維護管理，需要配置專業人才才能夠適應。但是大部分從業人員并沒有經過相關培訓，對挖掘機的故障只能夠通過簡單拆卸進行零件的更換，這樣不利于挖掘機的使用壽命的延伸，無法保證在根本上解決挖掘機的問題。為今后維修管理工作的開展設置很大的障礙。挖掘機設備昂貴，進行拆卸組裝檢測需要花費大量的人力物力。高校中對于挖掘機的模擬教學設備相對短缺，只能夠將普通的液壓元件進行簡單組裝，這樣導致學生不能夠充分的了解到液壓控制系統的整體結構和運行工作原理，簡單的進行操作模擬并不適合挖掘機液壓控制系統教學。因此急需要專業的適用于高校教學的實驗實訓設備改善教學條件，提升整體學生的綜合實踐能力。這樣也有助于今后挖掘機維護管理工作的開展。

2 實驗實訓設備的開發

2.1 開發思路

挖掘機液壓控制系統是工程機械專業主體課程。學生需要掌握詳細的液壓氣動技術相關理論知識，這樣才能夠對液壓控制系統進行簡單的應用。實驗實訓設備注重開發挖掘機液壓控制系統的整體結構，保證液壓控制系統的原理能夠直觀的進行展現，并且當液壓控制系統出現問題的時候進行及時的診斷維修。學生在利用實驗實訓設備進行學習的過程中將會清晰的明確整體液壓控制原理，掌握基礎的液壓控制系統的拆卸，針對液壓控制系統的情況進行維修。準確快速的分析出挖掘機出現故障的主要原因。這是實驗實訓設備開發的主要內容。

2.2 實驗實訓設備組成

液壓控制系統在部件的組成上應該積極的進行確認功能。主要有電磁調速電動機、電動機控制器、雙聯柱塞泵、主控閥、行走馬達、先導手柄、液壓缸、鏟斗等。根據液壓控制系統的運行原理，進行系統的組裝，這樣就能夠完成相應的實驗實訓設備。

2.3 實驗實訓設備基本功能

電動機轉速調節器對于液壓控制系統的運轉情況進行調節，并且保證轉速在800r/min左右。同時在模擬發送機啟動之下，對于電動機的運轉情況進行控制。保證挖掘機能夠在標準的模式下開展工作，需要避免重載、輕載等情況的出現。實驗實訓設備中操作手柄將要保證各項挖掘機動作的標準性。實驗實訓設備能夠模擬各種挖掘機動作。對挖掘機液壓控制系統運行情況要在動作原理下進行拆裝。這樣能夠提升學生對于雙聯柱塞泵的理解，對于液壓控制系統內部結構可以進行實際檢測，調整各分部的控制狀況。液壓控制系統在執行元件運行要求之后，將會保證運動方向與速度能夠進行液壓回路的模擬，并且對于核心邏輯控制單元上的小流量的液壓控制系統，通過轉換有機組合實現對高壓下大流量液壓控制系統的運行要求。采用先導控制邏輯組合是實驗實訓設備的重點，根據液壓執行元件的實驗實訓結果上看，在執行元件要求的同時，需要調整節流速度，能夠對容積狀況進行定量供油，在改變控制閥的時候要根據結構狀況降低效率，避免發熱量過大。這種調速方式在功率較大、速度較快的液壓控制系統中應用較為頻繁，學生會通過學習更好地掌握液壓控制系統運行狀況。避免在實踐應用中出現不適感。

2.4 指定順序動作方案

實驗實訓中，不同類型的設備在執行過程中所指定的動作也有明顯的差異。固定程序在運行的時候會產生隨機或者人為兩種狀況。由于工程機械運行狀況較為復雜，手動操控會產生較多的故障問題。在一般的時候學生進行操控的時候會調整為多路換向閥控制。這樣能夠保證機械運行過程中執行順序會采用多元化的控制方式，避免一種操控方式不能夠滿足多種運行效果。并且實驗實訓設備在運行到相對位置的時候，會發出一定的電信號進行電氣行程的控制，推動電磁閥液壓下的連續動作。行程閥更多的需要進行油路的連接，管路連接在開關安裝過程中能夠對壓力、時間等進行控制。同時液壓泵啟動的過程中要保證正常的運轉就要利用繼電器發射一定的電信號，建立工作壓力，使控制壓力能夠更好地進行機床等方面的連接。實驗實訓設備啟動下一個動作的時候，可以利用手動控制，根據壓力控制的系統要求調整為自動操作。在計算機的直接操縱下自動完成給定的挖掘任務，并具有一定得局部自主能力。

2.5 液壓動力源

液壓控制系統的運行要依靠液壓源才能夠維持運行。液壓源的核心主體為液壓泵，對于節流調速有著直接的影響，在定量泵進行供油的時候，將不會得到其他輔助油源的共贏，這時候的供油量將明顯大于需求。多余的油就會流回到油箱中，溢流閥也會起到穩固的作用，保證油源壓力的穩定性。在容積調節系統中應用變量泵進行供油調節，系統將會限定最高的壓力，保證能源得到最大限度的節省，并且提升系統運行的效率。學生根據這種情況將會確認液壓泵在進行供油時的操作流程，并且會遵循各個環節中的系統供油狀況進行調節。供油量會隨著時間的增強逐漸的趨于穩定。進入到液壓控制系統中的油會起到一定保護元件的作用，實驗實訓設備會再次進行過濾，避免系統中摻雜其他的雜質流入到油箱中。在回油路上設置過濾器，并且隨著環境的變化，對于液壓控制系統的要求也會進行調速方案的設計，選擇質量較高的工程機械進行實驗實訓設備的構建，這樣能整體上提升學生的學習成果。

2.6 實驗實訓設備特點

在原有透明液壓PLC控制實驗裝置幾十種基本回路上增加了可模擬真實挖掘機工作裝置各種動作。透明挖掘機液壓試驗臺可模擬真實挖掘機工作裝置的各種動作。液壓系統采用進口透明機玻璃液壓元件、透明尼龍軟管搭接而成，液壓元件結構、工作原理，液壓回路工作原理一目了然。整個試驗臺具有形象、直觀、方便、可靠等優點。透明液壓試驗臺主要由實訓桌、實訓支架、液壓元件和電器控制器件、可編程控制器（PLC）等組件組成。配備全常用液壓元件：每個液壓元件均配有安裝底板，可方便、隨意地將液壓元件安放在鋁合金型材面板上（面板帶“T”溝槽形式的鋁合金型材結構）。液壓實驗泵電機功率：250W，調速范圍0～1700r/min，液壓泵工作時噪聲≤58dB演示實驗油路液流要求壓力僅需0.8～1.3MPa (油泵最高壓力：Pmax＝2.5MPa)油路搭接采用快換接頭，拆接方便，不漏油。電氣主控單元采用PLC可編程序控制器控制，可與PC微機通訊實現微機智能控制，同時以液壓回路為控制對象，加強對PLC控制可編程序控制器的學習及應用。實驗控制單元也可以采用獨立的繼電器控制單元進行電氣控制，通過比較，突出PLC可編程序控制的優越性和先進性，加深對PLC編程器的了解與掌握。掌握挖掘機液壓控制系統實驗實訓設備特點能夠進一步的推動開發工作的順利進行。

3 結束語

挖掘機液壓控制系統的實驗實訓設備的開發要與主體結構相互適宜。在設計的時候能夠根據實際情況出發，結合多種傳動形式，充分的體現出液壓控制系統的優勢。保證結構簡單、成本較低、工作效率高等，方便工作人員進行實際操作，同時能夠保證今后維修工作順利的開展。為了能夠強化實驗實訓設備的應用效果，高職院校要強化對挖掘機液壓控制系統的研究，深入性的開展結構原理的創新實踐，為培養更多的專業人員發揮重要的作用。

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TU621-4；G712

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1671-0711（2016）11（上）-0140-02