節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn)綜述報(bào)告

程迎松

摘? 要：綜述了《節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn)》的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)了解典型液壓回路及設(shè)計(jì)液壓回路并通過仿真演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭接設(shè)計(jì)回路，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)回路性能測(cè)試，加深學(xué)生對(duì)液壓基本回路的理解。

關(guān)鍵詞：液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái);仿真演示;節(jié)流調(diào)速回路

引言

《液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)》課程是高校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以提高學(xué)生對(duì)這門課程的掌握程度，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該課程內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。該門課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要任務(wù)是使學(xué)生了解液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本組成、各種元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理、掌握典型液壓與氣壓基本回路知識(shí).

節(jié)流調(diào)速回路是一種典型的液壓基本回路，通過液壓綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，學(xué)生動(dòng)手搭建液壓基本回路并做基本參數(shù)測(cè)試，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和分析、解決實(shí)際問題的能力。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

結(jié)合機(jī)械電氣控制，液壓傳動(dòng)課程所學(xué)的內(nèi)容完成液壓機(jī)械所實(shí)現(xiàn)的典型運(yùn)動(dòng)軌跡。從中熟悉可編程控制器的性能、編程技巧，常用液壓元件的性能和使用方法，油缸的速度控制、定位控制的基本方式。通過實(shí)驗(yàn)把電氣控制和液壓傳動(dòng)知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來。進(jìn)行小型工程設(shè)計(jì)、制作訓(xùn)練。從而提高學(xué)生把各科知識(shí)綜合結(jié)合運(yùn)用的能力。鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，故障分析、排除的實(shí)踐能力。

2 實(shí)驗(yàn)要求

1）通過實(shí)驗(yàn)熟練掌握液壓元器件，電器元件和可編程控制器的性能、結(jié)構(gòu)原理，能根據(jù)提供的元件、控制器設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的控制回路。

2）完成一個(gè)從方案設(shè)計(jì)、編程設(shè)計(jì)、油路設(shè)計(jì)到油路的組裝連接和調(diào)試、改進(jìn)的工程設(shè)計(jì)實(shí)施的全過程的培訓(xùn)和鍛煉。

3）以進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路為例了解節(jié)流調(diào)速回路的組成及調(diào)速原理，掌握變負(fù)載和恒負(fù)載工況下，速度-負(fù)載特性和功率特性曲線特點(diǎn)和測(cè)試方法

4）分析比較變負(fù)載和恒負(fù)載節(jié)流調(diào)速性能特點(diǎn)

3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1）設(shè)計(jì)節(jié)流調(diào)速回路并做仿真演示實(shí)驗(yàn)

①實(shí)驗(yàn)說明

進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路就是將節(jié)流閥（或調(diào)速閥）裝在進(jìn)油路上。油路的特點(diǎn)是調(diào)速范圍大，但油泵在溢流閥的恒壓下工作，由于油缸無背壓，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差，不能在負(fù)性負(fù)載下工作，且油缸兩腔壓差大。如果在高壓下工作時(shí)，油通過流量閥再進(jìn)入油缸，會(huì)使油溫升高快，導(dǎo)致油的粘度下降，引起較大的泄漏，影響工作性能。

②實(shí)驗(yàn)基本配置

雙作用單出桿油缸 1個(gè);二位四通電磁換向閥 1個(gè);節(jié)流閥 1個(gè);單向閥 1個(gè);三通 2個(gè);油管 7根。

③具體實(shí)驗(yàn)步驟

設(shè)計(jì)節(jié)流調(diào)速回路圖（如圖），按回路圖在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上搭接實(shí)驗(yàn)回路，將電磁鐵插頭按原理圖的標(biāo)示插入實(shí)驗(yàn)臺(tái)擴(kuò)展模板輸出區(qū)對(duì)應(yīng)的插座，如：Y2-Y2即可;實(shí)驗(yàn)時(shí)將PLC與繼電器控制旋鈕，旋到PLC控制位置。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)Y2通電時(shí)，油缸左行，調(diào)整J1的節(jié)流口的大小，可以得到油缸不同的速度。

④仿真軟件操作說明

雙擊電腦桌面上的“力控PCAUTO 3.62”，選擇“進(jìn)油節(jié)流調(diào)速”，單擊“進(jìn)入運(yùn)行”，單擊仿真界面的“啟動(dòng)”，單擊仿真界面的“前進(jìn)”或“后退”，便可實(shí)現(xiàn)畫面與實(shí)物同步的運(yùn)動(dòng)過程，需要停止操作時(shí)，單擊“停止”，再單擊“退出”即可，動(dòng)畫油缸速度的調(diào)整：用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)住“節(jié)流閥調(diào)節(jié)器”的綠色箭頭，左右拖動(dòng)即可達(dá)到調(diào)整節(jié)流開口的大小，達(dá)到調(diào)速的目的。注意，此窗口調(diào)節(jié)的油缸速度，只對(duì)仿真界面的動(dòng)畫有用，不能控制實(shí)物。

2）利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)做節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn)

①測(cè)試裝置液壓原理圖

②變負(fù)載速度-負(fù)載特性和功率特性的測(cè)試

測(cè)試裝置液壓原理圖中，工作缸和節(jié)流閥J2構(gòu)成進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路，負(fù)載缸用于給工作缸施加負(fù)載，它們分別由兩個(gè)泵驅(qū)動(dòng)。

變負(fù)載速度-負(fù)載特性和功率特性是指當(dāng)工作缸的負(fù)載變化時(shí)，工作缸的速度v隨負(fù)載F的變化特性及回路功率參數(shù)（有用功率、節(jié)流損失、溢流損失、泵輸入功率）隨工作缸工作壓力p2變化特性。

測(cè)試時(shí)，調(diào)節(jié)溢流閥7為一個(gè)系統(tǒng)設(shè)定壓力，鎖緊手柄;調(diào)節(jié)節(jié)流閥J2為一個(gè)設(shè)定開度，鎖緊手柄;設(shè)定若干個(gè)加載壓力測(cè)量點(diǎn)，由小至大調(diào)節(jié)溢流閥3（即調(diào)節(jié)負(fù)載缸的工作壓力，調(diào)節(jié)工作缸的負(fù)載），測(cè)量記錄各測(cè)量點(diǎn)的壓力值（MPa）p1，p2，p3，p4，p5、流量q（L/min）及位移L（mm），并計(jì)算數(shù)據(jù)，繪制變負(fù)載工況下速度v-負(fù)載F曲線和功率-p2曲線。

③恒負(fù)載功率特性的測(cè)試

恒負(fù)載功率特性是指當(dāng)工作缸的負(fù)載不變時(shí)，回路功率參數(shù)（有用功率、節(jié)流損失、溢流損失、泵輸入功率）隨工作缸輸入流量q（或工作缸速度v）變化特性。

測(cè)試時(shí)，調(diào)節(jié)溢流閥7為一個(gè)系統(tǒng)設(shè)定壓力，鎖緊手柄;調(diào)節(jié)溢流閥3為一個(gè)設(shè)定壓力（即調(diào)節(jié)工作缸負(fù)載恒定），鎖緊手柄;設(shè)定若干個(gè)流量測(cè)量點(diǎn)，由小至大調(diào)節(jié)節(jié)流閥J2的開度，測(cè)量記錄各測(cè)量點(diǎn)的壓力值（MPa）p1，p2，p3，p4，p5、流量q（L/min）及位移L（mm），并由和變負(fù)載工況相同公式計(jì)算出相關(guān)參數(shù)，由測(cè)試計(jì)算數(shù)據(jù)，繪制恒負(fù)載工況下功率參數(shù)-p2曲線。

④實(shí)驗(yàn)軟件功能

軟件的操作功能：顯示液壓原理圖、變負(fù)載速度-負(fù)載特性和功率特性的測(cè)試、恒負(fù)載功率特性的測(cè)試、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表顯示、變負(fù)載實(shí)驗(yàn)曲線顯示、恒負(fù)載實(shí)驗(yàn)曲線顯示、變負(fù)載輸出實(shí)驗(yàn)報(bào)告（HTML格式）、恒負(fù)載輸出實(shí)驗(yàn)報(bào)告（HTML格式）、刪除實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖查詢、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表查詢等。

⑤實(shí)驗(yàn)操作步驟

實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先按照原理圖在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上搭接實(shí)驗(yàn)回路，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置正確地輸入實(shí)驗(yàn)參數(shù)：液壓缸的直徑、活塞桿直徑、液壓泵的實(shí)際流量（實(shí)測(cè)平均值）等。

變負(fù)載功率特性（速度負(fù)載特性）測(cè)試步驟：

按液壓原理圖連接好回路，電磁鐵1YA和2YA由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，電磁鐵3YA和4YA由手動(dòng)控制;啟動(dòng)兩個(gè)液壓泵，調(diào)節(jié)Py2為系統(tǒng)最高壓力（7MPa），Py1系統(tǒng)最低壓力，按最高工作壓力，由小到大預(yù)設(shè)若干個(gè)加載點(diǎn)（加壓點(diǎn)）;手動(dòng)調(diào)整節(jié)流閥J2的開度，使工作缸的速度合適;手動(dòng)開啟電磁鐵3YA，使負(fù)載缸左行至終點(diǎn);在[變負(fù)載速度-負(fù)載/功率特性測(cè)試]欄填寫[測(cè)試次數(shù)]、[測(cè)試數(shù)據(jù)文件]等;在[實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇]欄選中[變負(fù)載速度負(fù)載/功率特性測(cè)試]，按[項(xiàng)目運(yùn)行]鍵，[AD卡]指示變?yōu)榫G色，說明測(cè)試系統(tǒng)工作正常;同時(shí)彈出一個(gè)[開始下次測(cè)試]的對(duì)話框;鼠標(biāo)按對(duì)話框上的[OK]鍵，工作缸右行;當(dāng)達(dá)到[測(cè)試行程]時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)顯示在[實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（BF）]一行內(nèi)，工作缸左行返回;測(cè)試數(shù)據(jù)顯示在[實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（BF）]一行內(nèi)，工作缸左行返回;此時(shí)彈出一個(gè)[工作缸停止返回]的對(duì)話框;當(dāng)工作缸左行至末端，鼠標(biāo)按對(duì)話框上的[OK]鍵，該測(cè)壓點(diǎn)測(cè)試結(jié)束;同時(shí)又彈出一個(gè)[開始下次測(cè)試]的對(duì)話框;調(diào)整Py1至下一個(gè)加壓點(diǎn)，重復(fù)部分操作，直至測(cè)試全部完成。

⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中記錄的數(shù)據(jù)，軟件自行繪制特性曲線，分析特性曲線，了解回路的性能特點(diǎn)。

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