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        一種液壓實驗裝置存在的問題及解決措施

        2020-06-23 00:59:36畢秋生
        機械工程與自動化 2020年3期
        關(guān)鍵詞:四通減壓閥換向閥

        畢秋生

        (山西工程技術(shù)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(shè)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(shè)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(gòu)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(shè)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(shè)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(shè)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(nèi)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(guān)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(nèi)有高壓油的油管(尤其是橡膠軟管)在液動力的作用下會產(chǎn)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(guān)的錯誤內(nèi)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(diào)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(nèi)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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(chǎn)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(diào)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(chǎn)生意外。

        解決問題的措施如下:

        (1) 設(shè)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(diào)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(diào)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(diào)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(nèi)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(diào)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(diào)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(diào)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(jié)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(diào)到5 MPa,然后可以多取一些測試點,保證實驗結(jié)果的準確性。

        2 結(jié)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(shè)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(shè)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(guān)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。

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