一種液壓實驗裝置存在的問題及解決措施

畢秋生

(山西工程技術學院 機電系,山西 陽泉 045000)

0 引言

根據國家《教育規劃綱要》對學生能力的培養要求及應用型人才的基本特征，指標體系要求實驗室場所、設施和教師隊伍應基本滿足人才培養的需要，加強實驗實訓的課程。任意快插組合式液壓傳動實驗裝置是根據現代教學特點和按照國家教育規劃要求制訂的液壓傳動課程最新教學大綱而設計的實驗臺,它采用了工業中常用的中壓液壓元件和模塊化電氣控制單元，構成了插接方便的系統組合，能夠達到培養學生的實際操作、設計及綜合應用能力，提高和加強學生的實踐能力和創新設計能力的目的。因此，很多工科院校都購置了這種實驗裝置。但是，有些廠家為了降低設備成本，編制了不合理的原理圖，使配套液壓元件數目大量減少，而且指導書中內容存在多處錯誤，尤其出現了一些重大的理論性錯誤，給實驗教學造成了不良的影響。本文以某廠家的YZ型快插組合式液壓實驗裝置為例進行問題剖析，為相關部門和教師提供借鑒。

1 YZ型快插組合式液壓實驗裝置問題剖析及解決措施

1.1 雙向液壓鎖鎖緊回路問題剖析及解決措施

圖1為廠家提供的雙向液壓鎖鎖緊回路實驗原理圖。

圖1中的液壓實驗原理圖明顯與教材中的鎖緊回路原理圖不同，教材里在液控單向閥組成的雙向液壓鎖鎖緊回路中提到，為了保證液壓鎖的安全可靠閉合，三位四通電磁換向閥的中位機能應該采用“H”型或“Y”型機能，而不能采用“O”型機能。如果采用了這種原理圖，液控單向閥和換向閥之間的油路在換向閥處于中位時，就會出現封閉油路，這時內有高壓油的油管(尤其是橡膠軟管)在液動力的作用下會產生收縮和膨脹的振蕩現象，使得液控單向閥不能可靠鎖死，而且容易損壞液控單向閥，這種現象叫做零位漂移現象。因此，這個液壓原理圖存在嚴重的錯誤，極易誤導學生汲取錯誤的理論知識。

解決措施：按教材中原理圖進行修改，改正實驗指導書中相關的錯誤內容，正確的原理圖如圖2所示，采用“H”型(或者“Y”型)中位機能換向閥，而且應該采用最新標準圖形符號畫法。

1.2 節流調速回路性能實驗問題剖析及解決措施

廠家在許多實驗項目中都存在一些相同的問題，例如原理圖和說明書內容有不一致的地方，或者原理圖的畫法不規范，使用了幾十年前的舊標準。以下以節流閥進口節流調速回路為例進行剖析，廠家提供的實驗指導書中的節流閥進口節流調速回路原理圖如圖3所示。

1.2.1 原理圖不符合標準問題及解決措施

從原理圖中看出：繪圖標準不符合液壓與氣動圖形職能符號新標準，如溢流閥3、減壓閥11、三位四通電磁換向閥5和9，其職能符號的畫法仍然沿用多年前的舊標準。

解決措施：采用新標準繪制原理圖。目前，GB/T786.1—2009《流體傳動系統及元件圖形符號和回路圖第1部分：用于常規用途和數據處理的圖形符號》已于2009年11月1日開始實施，應該按照新標準進行修改。

1-電動機；2-液壓泵；3-溢流閥；4，10-壓力表；5-三位四通“O”型機能電磁換向閥；6-節流閥；7，8-液壓缸；9-三位四通“M”型機能電磁換向閥；11-減壓閥

1.2.2 原理圖元件選擇不合理問題剖析及解決措施

按照圖3選用液壓元件連接成系統后，啟動液壓泵，通過溢流閥3調節系統壓力時發現電磁換向閥都在零位時，壓力表壓力升不上來，系統的壓力無法調節，一旦三位四通換向閥9左位或右位工作，溢流閥3手輪壓力調至最大，系統最高壓力可達7 MPa，很容易損壞溢流閥3、壓力表4和10以及產生油缸的意外運行。究其原因，加載部分的回路主要使用的是減壓閥11和中位機能是“M”型的三位四通電磁換向閥9，由于減壓閥是進出油口互通的，而“M”型的三位四通電磁換向閥在中位時壓力油口直接接通油箱，因此，液壓泵出口相當于直接與油箱接通，所以建立不起壓力，如果溢流閥3和減壓閥11調至很高壓力位置，換向閥9左位或右位動作時，系統壓力會驟然升高，很容易損壞壓力表以及油缸運動產生意外。

解決問題的措施如下：

(1) 設計合理正確的液壓回路，將中位“M”型機能的三位四通換向閥更換成“Y”型機能的換向閥，如圖4所示。

(2) 如果暫時沒有“Y”型機能的換向閥，做實驗時：①可以在換向閥9之前加一個截止閥，調整好所需壓力后再打開截止閥；②把通向“M”型機能換向閥9的壓力油P口先斷開，調節到實驗所需壓力后再接通該換向閥；③使“M”型機能換向閥的左位先通電工作，將壓力調節好后再進行實驗。

1.3 其他問題剖析及解決措施

1.3.1 實驗項目有些內容太簡單不全面

例如鎖緊回路項目只有液控單向閥組成的鎖緊回路，保壓回路項目也是只有換向閥組成的保壓回路。

解決措施是：在鎖緊回路項目中，最好增加三位四通“O”型和“M”型機能的換向閥組成的鎖緊回路，并敘述這種回路的特點和應用場合；在保壓回路項目中，增加蓄能器組成的保壓回路，并敘述其回路的特點和應用場合，分別繪制相應的液壓原理圖。

1.3.2 實驗項目中有些參數有必要修改

在一些實驗項目中，實驗系統壓力參數選擇不合理。例如在鎖緊回路項目中，系統壓力規定調到小于6 MPa，為了安全并保證實驗的正常完成，實際壓力應該調到4 MPa就可以，并且還可以節能。

1-電動機；2-液壓泵；3-溢流閥；4，10-壓力表；5-三位四通“O”型機能電磁換向閥；6-節流閥；7，8-液壓缸；9-三位四通“Y”型機能電磁換向閥；11-減壓閥

在節流調速回路性能的實驗項目中，指導書規定系統壓力參數為4 MPa，這個參數也不太合理，因為該實驗需要兩個液壓缸，并且還要進行對頂，系統的壓力損失會增大許多，而且實驗壓力測試點少，讀取數值少會影響實驗結果的準確性。該實驗項目的解決措施是：將固定液壓缸的普通T型螺絲螺母更換為淬火發黑處理的T型螺絲螺母，使液壓缸固定可靠，系統壓力至少調到5 MPa，然后可以多取一些測試點，保證實驗結果的準確性。

2 結語

通過對這種組合式液壓傳動實驗裝置存在問題的剖析和解決，起到了糾錯修正的作用，以及指導實驗教師遇到這種設備時如何解決出現的問題，從而保證了實驗的正確進行和給學生灌輸正確的理論知識。另外注意到，該設備所有實驗項目中，原理圖在對三位四通電磁換向閥的使用中，都只采用“O”型和“M”型機能的換向閥，種類偏少，其他所需液壓閥也有短缺現象，因此，高效相關部門采購時應引以為鑒，避免購置后對實驗教學造成不良的影響。