一种液压实验装置存在的问题及解决措施

毕秋生

(山西工程技术学院 机电系,山西 阳泉 045000)

0 引言

根据国家《教育规划纲要》对学生能力的培养要求及应用型人才的基本特征，指标体系要求实验室场所、设施和教师队伍应基本满足人才培养的需要，加强实验实训的课程。任意快插组合式液压传动实验装置是根据现代教学特点和按照国家教育规划要求制订的液压传动课程最新教学大纲而设计的实验台,它采用了工业中常用的中压液压元件和模块化电气控制单元，构成了插接方便的系统组合，能够达到培养学生的实际操作、设计及综合应用能力，提高和加强学生的实践能力和创新设计能力的目的。因此，很多工科院校都购置了这种实验装置。但是，有些厂家为了降低设备成本，编制了不合理的原理图，使配套液压元件数目大量减少，而且指导书中内容存在多处错误，尤其出现了一些重大的理论性错误，给实验教学造成了不良的影响。本文以某厂家的YZ型快插组合式液压实验装置为例进行问题剖析，为相关部门和教师提供借鉴。

1 YZ型快插组合式液压实验装置问题剖析及解决措施

1.1 双向液压锁锁紧回路问题剖析及解决措施

图1为厂家提供的双向液压锁锁紧回路实验原理图。

图1中的液压实验原理图明显与教材中的锁紧回路原理图不同，教材里在液控单向阀组成的双向液压锁锁紧回路中提到，为了保证液压锁的安全可靠闭合，三位四通电磁换向阀的中位机能应该采用“H”型或“Y”型机能，而不能采用“O”型机能。如果采用了这种原理图，液控单向阀和换向阀之间的油路在换向阀处于中位时，就会出现封闭油路，这时内有高压油的油管(尤其是橡胶软管)在液动力的作用下会产生收缩和膨胀的振荡现象，使得液控单向阀不能可靠锁死，而且容易损坏液控单向阀，这种现象叫做零位漂移现象。因此，这个液压原理图存在严重的错误，极易误导学生汲取错误的理论知识。

解决措施：按教材中原理图进行修改，改正实验指导书中相关的错误内容，正确的原理图如图2所示，采用“H”型(或者“Y”型)中位机能换向阀，而且应该采用最新标准图形符号画法。

1.2 节流调速回路性能实验问题剖析及解决措施

厂家在许多实验项目中都存在一些相同的问题，例如原理图和说明书内容有不一致的地方，或者原理图的画法不规范，使用了几十年前的旧标准。以下以节流阀进口节流调速回路为例进行剖析，厂家提供的实验指导书中的节流阀进口节流调速回路原理图如图3所示。

1.2.1 原理图不符合标准问题及解决措施

从原理图中看出：绘图标准不符合液压与气动图形职能符号新标准，如溢流阀3、减压阀11、三位四通电磁换向阀5和9，其职能符号的画法仍然沿用多年前的旧标准。

解决措施：采用新标准绘制原理图。目前，GB/T786.1—2009《流体传动系统及元件图形符号和回路图第1部分：用于常规用途和数据处理的图形符号》已于2009年11月1日开始实施，应该按照新标准进行修改。

1-电动机；2-液压泵；3-溢流阀；4，10-压力表；5-三位四通“O”型机能电磁换向阀；6-节流阀；7，8-液压缸；9-三位四通“M”型机能电磁换向阀；11-减压阀

1.2.2 原理图元件选择不合理问题剖析及解决措施

按照图3选用液压元件连接成系统后，启动液压泵，通过溢流阀3调节系统压力时发现电磁换向阀都在零位时，压力表压力升不上来，系统的压力无法调节，一旦三位四通换向阀9左位或右位工作，溢流阀3手轮压力调至最大，系统最高压力可达7 MPa，很容易损坏溢流阀3、压力表4和10以及产生油缸的意外运行。究其原因，加载部分的回路主要使用的是减压阀11和中位机能是“M”型的三位四通电磁换向阀9，由于减压阀是进出油口互通的，而“M”型的三位四通电磁换向阀在中位时压力油口直接接通油箱，因此，液压泵出口相当于直接与油箱接通，所以建立不起压力，如果溢流阀3和减压阀11调至很高压力位置，换向阀9左位或右位动作时，系统压力会骤然升高，很容易损坏压力表以及油缸运动产生意外。

解决问题的措施如下：

(1) 设计合理正确的液压回路，将中位“M”型机能的三位四通换向阀更换成“Y”型机能的换向阀，如图4所示。

(2) 如果暂时没有“Y”型机能的换向阀，做实验时：①可以在换向阀9之前加一个截止阀，调整好所需压力后再打开截止阀；②把通向“M”型机能换向阀9的压力油P口先断开，调节到实验所需压力后再接通该换向阀；③使“M”型机能换向阀的左位先通电工作，将压力调节好后再进行实验。

1.3 其他问题剖析及解决措施

1.3.1 实验项目有些内容太简单不全面

例如锁紧回路项目只有液控单向阀组成的锁紧回路，保压回路项目也是只有换向阀组成的保压回路。

解决措施是：在锁紧回路项目中，最好增加三位四通“O”型和“M”型机能的换向阀组成的锁紧回路，并叙述这种回路的特点和应用场合；在保压回路项目中，增加蓄能器组成的保压回路，并叙述其回路的特点和应用场合，分别绘制相应的液压原理图。

1.3.2 实验项目中有些参数有必要修改

在一些实验项目中，实验系统压力参数选择不合理。例如在锁紧回路项目中，系统压力规定调到小于6 MPa，为了安全并保证实验的正常完成，实际压力应该调到4 MPa就可以，并且还可以节能。

1-电动机；2-液压泵；3-溢流阀；4，10-压力表；5-三位四通“O”型机能电磁换向阀；6-节流阀；7，8-液压缸；9-三位四通“Y”型机能电磁换向阀；11-减压阀

在节流调速回路性能的实验项目中，指导书规定系统压力参数为4 MPa，这个参数也不太合理，因为该实验需要两个液压缸，并且还要进行对顶，系统的压力损失会增大许多，而且实验压力测试点少，读取数值少会影响实验结果的准确性。该实验项目的解决措施是：将固定液压缸的普通T型螺丝螺母更换为淬火发黑处理的T型螺丝螺母，使液压缸固定可靠，系统压力至少调到5 MPa，然后可以多取一些测试点，保证实验结果的准确性。

2 结语

通过对这种组合式液压传动实验装置存在问题的剖析和解决，起到了纠错修正的作用，以及指导实验教师遇到这种设备时如何解决出现的问题，从而保证了实验的正确进行和给学生灌输正确的理论知识。另外注意到，该设备所有实验项目中，原理图在对三位四通电磁换向阀的使用中，都只采用“O”型和“M”型机能的换向阀，种类偏少，其他所需液压阀也有短缺现象，因此，高效相关部门采购时应引以为鉴，避免购置后对实验教学造成不良的影响。