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(jù)國家《教育規(guī)劃綱要》對學生能力的培養(yǎng)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(yǎng)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(jù)現(xiàn)代教學特點和按照國家教育規(guī)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(yè)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(tǒng)組合，能夠達到培養(yǎng)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(chuàng)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(shù)目大量減少，而且指導書中內容存在多處錯誤，尤其出現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)象叫做零位漂移現(xiàn)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(jié)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(guī)范，使用了幾十年前的舊標準。以下以節(jié)流閥進口節(jié)流調速回路為例進行剖析，廠家提供的實驗指導書中的節(jié)流閥進口節(jié)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(tǒng)及元件圖形符號和回路圖第1部分：用于常規(guī)用途和數(shù)據(jù)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(jié)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(tǒng)后，啟動液壓泵，通過溢流閥3調節(jié)系統(tǒng)壓力時發(fā)現(xiàn)電磁換向閥都在零位時，壓力表壓力升不上來，系統(tǒng)的壓力無法調節(jié)，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(tǒng)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(tǒng)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(jié)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(jié)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(shù)有必要修改

在一些實驗項目中，實驗系統(tǒng)壓力參數(shù)選擇不合理。例如在鎖緊回路項目中，系統(tǒng)壓力規(guī)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(jié)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(jié)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(jié)流調速回路性能的實驗項目中，指導書規(guī)定系統(tǒng)壓力參數(shù)為4 MPa，這個參數(shù)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(tǒng)的壓力損失會增大許多，而且實驗壓力測試點少，讀取數(shù)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(fā)黑處理的T型螺絲螺母，使液壓缸固定可靠，系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)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。