劉偉洪　劉海波

摘 要 針對液壓傳動技術專業(yè)性強、液壓元件繁多、回路復雜、枯燥抽象等問題，本文結合多年的實踐教學經驗，總結出面向生產實際的基于CAD設計的綜合性實驗研究方法，優(yōu)質高效地實現了液壓傳動技術從繪圖、計算、設計到加工制造的綜合應用。

關鍵詞 液壓傳動技術 CAD 面向生產實際

中圖分類號：TH137 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.03.021

Abstract Aimed at the problems of the hydraulic transmission technology such as strong professional strength， high component， complex circuit and boring abstract， this paper combined with many years of practice teaching experience， summed up the practical design of the comprehensive experiment method based on CAD， fleetly achieved the hydraulic transmission technology from the drawing， calculation， design to the comprehensive application of manufacturing.

Key words the hydraulic transmission technology； CAD； Oriented production practice

0 引言

液壓傳動技術是機械類專業(yè)人才必備的知識之一。內容包含掌握各種液壓元件的工作原理、結構、應用及選用方法，熟悉各類液壓基本回路的組成和應用，了解國內外先進的液壓技術成果。①其專業(yè)性過強、內容枯燥抽象、液壓元件涉及太多、回路連接復雜等因素令初學者難以理解掌握，不能靈活運用服務生產。因此，如何優(yōu)質高效掌握液壓技術基礎知識并加以實踐運用就成為一個迫切解決的大問題。

通過多次的液壓傳動技術的授課方法論證，結合多年的實踐教學的經驗，②本文探索出一種行之有效的基于CAD的液壓傳動技術綜合性實驗研究方法，不僅能夠幫助初學者全面了解液壓理論知識、激發(fā)學習興趣而且對綜合運用機械專業(yè)知識、促進實踐設計能力有著很大的作用。

基于CAD的液壓傳動技術綜合性實驗研究首先采用CAD技術支撐創(chuàng)建液壓元件圖形符號庫，然后面向生產實際進行液壓系統和執(zhí)行裝置的設計、計算、制造、裝配和調試等。其具體過程如圖1所示。

1 采用CAD技術支撐創(chuàng)建液壓元件圖形符號庫

AutoCAD 作為最為流行的通用計算機輔助設計系統之一具有簡單快捷卻又強大的繪圖、共同作業(yè)等功能，③利用CAD技術建立圖形符號庫，不僅可以提高液壓原理圖圖形符號的標準化程度，還可以在繪制具體原理圖時，根據需要隨時調用，提高了工作效率和設計質量。④

利用CAD技術建立圖形符號庫，方法多樣，初學者可以查閱圖書館或網絡資源選擇比較進行創(chuàng)建，一般常用的技術是 “塊”技術，結合系統自身的設計中心完成。通過這一過程的鍛煉不僅可以加強對軟件的認識和靈活運用，更主要的是在繪制過程中，對液壓元件的結構、種類、特點和功能等有了充分的認識，加深了對多種類的液壓泵、液壓閥等元件的理解和掌握。如圖2為繪制的部分液壓符號庫的內容。建庫完畢，可以選擇一個或多個典型的液壓回路練習自動化繪制。

2 面向生產實際的液壓系統設計及計算

理解掌握液壓傳動技術最終目的是為了應用。本項目從生產實際出發(fā)，以組合機床動力滑臺實現直線進給運動為例進行液壓系統的設計和計算。首先要依據機床的功用、運動循環(huán)和性能等要求進行工況分析、運動分析及負載分析，再經過必要的壓力和流量等液壓系統的主要參數計算，確定系統方案，選擇執(zhí)行元件，設計出合理的液壓系統圖，從而完成鉆、擴、鉸、鏜等加工工序，實現多種自動工作循環(huán)，滿足不同的生產要求。表1為部分計算公式和結果。

如圖3所示為利用前期創(chuàng)建的液壓元件圖形符號庫設計的液壓回路原理圖，實現快進→工進→快退→原位停止的工作循環(huán)。

其具體工作順序為：（1）電磁鐵6得電，泵→換向閥中位→實現差動回路→滑臺向右快進；（2）電磁鐵5得電，泵→節(jié)流閥→油缸左腔→滑臺向右工進；（3）電磁鐵3得電，泵→油缸右腔→單向閥→滑臺向左快退。

3 執(zhí)行裝置的設計、制造、安裝

執(zhí)行裝置包括機床模擬工作臺及控制閥組集成塊裝置的設計和制造等。執(zhí)行裝置工作臺要求能模擬工作負載及機床工作臺的具體工作循環(huán)，滿足節(jié)流調速、雙向順序動作等工作需要；設計相應的控制閥組集成塊裝置方便安裝插裝件和其它控制閥等，可以簡化管路，縮小液壓設備占用面積。

在任務進行之前，應該實地調研，到工廠考察實際的組合機床生產線的動作實現，直觀感受本項目要完成的任務，明確努力的方向。然后查閱資料、熟悉國標及各種加工相關數據，最終繪制圖紙交付加工，圖4為組合機床動力滑臺裝配圖。

4 電氣控制系統的設計、安裝

本實驗研究應用到的電氣理論知識非常典型和基礎，實際操作需要扎實的基本功和豐富的生產實踐經驗?？梢酝ㄟ^查找資料、向有經驗的師傅請教等辦法實現。經過反復論證，最終設計圖紙及安裝實物圖如圖5所示：

在實際調試過程中出現的問題及解決方案如下：

第一次調試：電動機空轉，油泵不吸油；原因是電動機的三根線接反，電動機反轉，導致油泵不吸油；

解決方法：改正接線順序，重新調試；

第二次調試：動力滑臺不動；原因是溢流閥調整壓力過小，主油路壓力不足以帶動滑臺動作；

解決方法：轉動溢流閥螺母，逐漸加大溢流閥壓力，直至啟動；

第三次調試：滑臺只有前進、后退兩個動作，沒有快進和工進；原因是無觸點接近開關調整不當，超出反應范圍；

解決方法：重新調整開關接觸位置，保證在其工作范圍之內；

第四次調試：滑臺沒有工進動作；在排除了接近開關的有效工作范圍和行程問題后，考慮到是否與調速閥調整量過大有關，使得快進與工進速度區(qū)分不明顯，導致滑臺速度變化不明顯。

解決方法：轉動調速閥旋鈕，滑臺行進到接近開關位置時，速度發(fā)生明顯變化。

……

最終整個系統調試成功。

5 總結

基于CAD的液壓傳動技術綜合性實驗研究通過先進的CAD技術平臺支撐，實現模擬負載和工作臺運動的典型液壓試驗系統的設計；結合具體的生產任務，進行負載、壓力和流量等參數的計算，完成液壓裝置的結構設計、加工、組裝及電氣布置。

面向生產實際的實驗研究方法不僅加深了初學者對機床結構、動作循環(huán)及相關的液壓電氣等專業(yè)知識的理解和完善，而且培養(yǎng)了應用所學解決實際問題的能力，達到“用理論指導實踐，用實踐驗證理論”的目的。

注釋

① 劉軍營.液壓與氣壓傳動[M].西安：西安電子科技大學出版社，2010.1.

② 劉偉洪.循環(huán)漸進式的液壓回路實驗方法探索及應用[J].當代教育理論與實踐，2014.6（10）：50-51.

③ 李長春，張慶濤.AutoCAD 2008基礎教程北京大學出版社[M].北京：北京大學出版社，2009.2.

④ 陳季萍，楊瑞軍，張兆龍.液壓CAD系統圖形符號庫的建立[J].煤礦機械，2005.5：114-116.