液压回路实训指导书

2024-05-13

液压回路实训指导书（精选5篇）

篇1：液压回路实训指导书

篇一：液压基本回路综合实验实验指导书

液压基本回路综合实验

实验指导书

济南大学机械工程学院液压传动课程组 2010年3月前言

液压传动课程是基础理论、液压元件、液压系统三部分组成,而液压系统回路设计

既重要又灵活。学生在学了液压元件有关知识后,通过液压元件的装拆实验,在加深对液压元件实物形体、内部结构及功用理解的基础上,使用《qcs014液压系统拼装实验台》,根据在书本中学到的知识,参照本实验指导书选做(或由教师指定)若干个实验回路:自己拟定实验方案进行液压回路设计即元件及液压附件的选用,然后亲自动手安装元件、接油管、联导线、组成电液实际系统。

实验台所备有的插接式液压元件有：①溢流阀（3个，1个带遥控口）、②减压阀（2个）、③单向减压阀（1个）、④单向顺序阀（1个）、⑤压力继电器（1个）、⑥节流阀（2个）、⑦单向节流阀（1个）、⑧调速阀（1个）、⑨单向调速阀（1个）、⑩单向阀（1个）、⑾液控单向阀（2个）、⑿二位二通电磁换向阀（1个）、⒀二位三通电磁换向阀（2个）、⒁二位四通电磁换向阀（2个）、⒃三位四通电磁换向阀（2个）、⒄三位四通电液换向阀（1个）、⒅行程开关（4个）、⒆蓄能器（1个）、⒇液压缸（2个）、(21)流量计（1台）、(22)叶片泵（2个）。

为了使液压回路拆装方便迅速,安全可靠,故实验台油路的连接采用了快速接头, 电路电源及信号采用了24v驱动联接。

本实验指导书的编写,考虑到实验台的灵活性和可创造性,所以没对实验内容、步骤、方法等作硬性规定,只按液压传动系统课程要求,给出了一些基本的实验内容,并通过详细举例,使操作者懂得如何使用实验台。学生在受到启发后, 能准确地选用元件和进行设计,能够分析和解释使用中既定的规划和出现的问题, 并进一步探索解决问题的途径。故本实验指导书中所列实验项目及实验步骤,甚至液压回路,均仅供参考。目录

一、实验准备及注意事项„„„„„„„„„„„„.„„3

二、实验回路举例„„„„„„„„„„„„„„„„„.4

三、实验内容(仅供参考)实验(一)调速回路„„„„„„„„„„„„„„.„ 5 实验(二)增速回路„„„„„„„„„„„„„„„ 7 实验(三)速度换接回路„„„„„„„„„„„.„„.9 实验(四)调压回路„„„„„„„„„„„„„.„„10 实验(五)保压泵卸荷回路„„„„„„„„„„„„ 12 实验(六)减压回路„„„„„„„„„„„„„„„ 13 实验(七)多缸顺序控制回路„„„„„„„„„„„.15 实验(八)节流阀特性实验„„„„„„„„„„„„.17

一、实验注意事项

1、预习是做好实验的前提。在实验之前,应仔细阅读实验指导书,了解实验回路的目的、要求,掌握基本原理和主要实验步骤,视条件可在此实验前先做元件拆装实验。

2、必须熟悉所用液压元件的拼装方法和使用场合,随之安置在实验台面板合适位置,进行液压元件和电气线路连接,经实验指导教师审定通过,方可进行操作。在操作过程中仔细的观察,如实而有条理地记录,并且不放过可能出现的一些反常现象。操作要胆大心细,培养独立工作能力,克服一有问题就问教师的依赖思想。

3、实验完毕,把所用的液压元件放回原处,经指导教师同意后,方可离开实验台。

4、实验后应进行数据处理,结果分析(包括思考题),写好实验报告。

二、实验回路举例 1 差动回路示例

a.按照差动回路,取出所用的液压元件,检查型号是否正确。

b.将液压元件安装在试验台安装面合理位置,通过软管和快换接头按回路图连接。c.把所用电磁换向阀电磁铁和行程开关任意编号(图示lct、2ct、3ct、1xk、2xk、3xk)和(lct、2ct、3ct、lxk、2xk、3xk)对应编上,以免搞错。

d.把电磁铁lct、2ct、3ct插头线对应插入在面板输入磁铁”插座内。

e.根据差动回路的系统电器控制逻辑表输入信号顺序(工况表示2xk、3xk、lxk), 把行程开关插头线对应插入面板“行程输入”插座内。

f.根据电磁铁动作表输入框选择要求，确定控制的逻辑联接“通”或“断”。g.拧开溢流阀,启动yb-6泵,调节溢流阀压力为2mpa,调节单向调速阀(调至较小开口)。

h.按选择好的系统动作要求点动系统运行开始,即可实现动作。三实验内容〈仅供参考〉

实验〈一〉调速回路实验目的

速度调节回路是液压传动系统的重要组成部分,依靠它来控制工作机构的运动速度,例如在机床中我们经常需要调节工作台(或刀架)的移动速度,以适应加工工艺要求。液压传动的优点之一就是能够很方便地实现无级调速。液压传动系统速度的调节,一般有三种,即节流调速,容积调速,节流——容积调速。通过实验要求达到以下目的:

1、通过亲自拼装实验系统,了解进口节流调速回路的组成及性能,绘制速度——负载特性曲线,并与其它节流调速进行比较。

2、通过该回路实验,加深理解q=catδpm关系,式中at、δpm分别由什么决定,如何保证q=const。

3、利用现有液压元件拟定其它方案,进行比较。单向调速阀或单向节流阀进油路调速回路图(见图)。实验步骤

1、按照实验回路图的要求,取出所要用的液压元件,检查型号是否正确。

2、将检查完毕性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。通过快换接头和液压软管按回路要求连接。

4、安装完毕,定出两只行程开关之间距离,拧开溢流阀(i)(ii),启动ybx-16,yb-6 泵，调节溢流阀（ⅰ）压力为3mpa,溢流阀（ⅱ）压力为0.5mpa,调节单向调速阀或单向节流阀开口。

5、按电磁铁动作表输入框的选定、启动系统,使两个液压缸动作。在运行中记录单向调速阀或单向节流阀进出口和负载缸进口压力,以及液压缸的运行时间。

6、根据回路记录表,调节溢流阀门﹝i﹞压力(即调节负载压力),记录相应时间和压力,填入表中,绘制v-f曲线。思考题

1、该回路是否可使用不带单向阀的调速阀(节流阀),在出口或旁路中是否可行, 为什么?

2、单向调速阀进口调速为什么能保证工作液压缸速度基本不变?篇二：液压实验指导书

液压传动综合实验台

液压传动实验指导书

浙江大学城市学院工程分院二○○五年九月目录

(一)液压传动综合实验台基本操作指南 2-3(二)实验一液压传动基础实验指导书 4-7(三)实验二液压基本回路动作实验(四)实验三小孔—压力流量特性实验(五)实验四变量叶片泵静、动态特性实验(六)实验五溢流阀特性实验(七)实验六换向阀特性测试(八)实验七调速阀特性实验(九)实验八液压缸特性实验

(十)实验九液压系统节流调速实验附图1-1液压系统图

附图1-2液压试验台面板示意图

附图1-3台架背面各换向阀及压力表接口位置图

8-9 10-11 12-14 15-17 18 19-20 21 22-23 24 25 26(一)液压传动综合实验台基本操作指南

一、微机控制液压综合实验台液压系统

图1-1是微机检测液压综合实验液压系统图，整个实验台液压系统由a、b、c、d、e等5个液压模块组成。试验台的控制有手动和微机控制。

二、实验选择及选择液压模块组成实验系统 a、微机控制操作液压系统图

参照图1-1实验者每次可选择其中若干个液压模块组成自己所需同的实验系统。一共可组成四个实验系统。它们分别是：

1、液压传动基础实验

2、液压系统节流调速实验

3、溢流阀静、动态特性实验

4、变量叶片泵静、动态特性实验

开启计算机，根据屏幕提示，选择您想做的实验（代号为1、2、3、4）。然后选择若干液压模块（a、b、c、d、e）组成所需的实验系统。选择正确，可进入下一步的实验程序。如果选择不正确请重新选择一次，若三次错误，计算机提示“请您再仔细阅读实验指导书”（计算机使用方法参阅另一说明书）。b、手动操作

参照图1-1液压系统图及图1-2液压传动综合试验台面板示意图，试验台能完成的实验项目有：

1、液压传动基础实验；

2、液压基本回路实验；

3、小孔（薄壁孔和细长孔）流量—压力特性实验；

4、叶片泵特性实验；

5、溢流阀特性实验；

6、换向阀特性实验；

7、调速阀的流量—压力特性实验；

8、液压缸的运转试验及负载效率测定；

9、节流调速特性实验。

三、液压系统基本操作图1-2为面板及操作板布置示意图。对照图1-1与图1-2，实验系统共同的基本操作如下：

1、阀6为系统卸荷阀，启动液压泵8时所有电磁铁均失电，泵8启动后ad1得电，系统加载建立压力；

2、旋紧节流阀a3，泵出口封闭，溢流阀溢流，旋松安全阀6，旋紧溢流阀1，再将安全阀调至所需额定压力（6mpa）后锁紧，然后松开溢流阀1；

3、各个不同的实验操作请参阅相应的实验指导书。

四、液压系统基本参数 ◆ 液压系统最高压力：6.3 mpa ◆ 液压系统最大流量16 l/min（调定）◆ 电机功率：3 kw ◆ 电机转速：1000rpm ◆ 液压缸活塞直径：50mm ◆ 液压缸活塞杆直径：28mm ◆ 液压缸有效工作行程：250mm

五、实验注意事项

1、安全阀6调好后，在做实验时，严禁调节安全阀6的调压旋纽。

2、实验时，如有异常声音或系统漏油，运行不正常，应停电机检查。

3、当实验停顿时间较长时，应使液压泵卸荷（ad1失电），以免油温过高。

4、油箱的液压油位应随时观察，保持在油标中间液面位置。

5、电机风扇为顺时针方向转动。开机后没有压力，首先观察泵的转向（电机反转极易损坏泵，绝对不允许）。

6、图1-2电磁铁ad1-ed13处于失电，通过按纽，油缸可以向左向右运动。椭圆齿轮流量计4，转一圈为10升。

7、每项实验按指导书说明，参阅系统图1-1和图1-

2、操作面板说明，如动作不

对，请核对模块控制阀和电磁铁控制旋纽位置，进行检查。压力油进入b模块或e模块工作时，a模块阀a3必须旋紧，否则泵分流，导致实验误差。

8、溢流阀a1、b4、e6，节流阀a3、e7、e8为顺时针关小，调速阀a2为顺时针开大。

9、保持液压油清洁度是系统正常运行的关键，在拆换液压阀时必须注意阀油口的密封，不允许杂质进入，若系统有故障，在排除电路故障外，一般为液压阀卡死，请拆下阀用煤油清洗，再使用。

六、位置示意图

图1-3为各换向阀及电磁铁在阀块上安装位置和各压力表接口布置简图（从试验台背面看阀块），以便拆换向阀后，重装换向阀及插电磁铁插头参考。

（二）实验一液压传动基础实验指导书液压传动是机械能转化为压力能，再由压力能转化为机械能而做功的能量转换传动机构。油泵产生的压力大小，取决于负载的大小，而执行元件油缸（油马达）按工作需要通过控制元件的调节提供不同的压力，速度及方向，理解液压传动的基本工作原理和基本概念，是学习本课程的关键。

本实验通过油缸的往复运动，了解压力控制、速度控制和方向控制的相关控制阀的作用及进一步理解液压传动基本工作原理和基本概念。

实验可分为二部分：

1、示范实验：边演示、边讲解、边提出问题；

2、学生自行实验：观察现象、记录数据、解答问题。可选一或均做。第一部分：液压传动基本示范实验

一、实验目的

通过教师边实验演示，边讲解，边提出问题，使学生进一步熟悉液压传动，掌握液压实验的基本操作，了解各种液压控制元件及在系统中的作用。理解液压传动基本工作原理和基本概念。

二、实验装置

实验台的液压系统如图1-1所示，它由a、e二个液压模块组成。

三、实验操作

1、熟悉元件：针对液压系统中相关元件的液压职能符号和实物，对照介绍，使学生有初步印象。

2、压力控制动作：

(1)调压：开泵、阀a3关紧，p1没有压力，ad1得电，p1开始有压力，顺时针

方向旋紧溢流阀a1，p1逐渐上升，松a1，p1逐渐下降，说明溢流阀1可调节系统压力。(2)卸荷：p1为某压力时，ad1失电，p1值降为零，何故?(3)过载保护（限压）：ad1得电，p1上升，旋紧a1，p1显示到6mpa后不再升压。（安全阀6已调好6mpa）何故?如没有阀6将出现什么情况?(4)压力大小取决于负载大小：调a1到5mpa，旋松a3，p1下降，旋紧a3，p1 上升。（节流阀a3为外负载）

3、方向控制:关紧a3，调a1使p1=2mpa。(1)按右行按钮（ed9得电），油缸18向右运动，到底后，按左行按钮（ed8得电），油缸18向左运动到底。往复几次，中途可按“停止”按钮，换向阀置于中位（ed9、ed8均失电），油缸停止运动。说明方向阀能改变油缸运动方篇三：液压与气动实验指导书

液压与气动实验指导书实验一气压调速回路

一、实验目的

1.理解调速回路的顺序过程，了解各种元件的特性。2.掌握根据单向节流阀控制气缸速度方法。

二、实验设备 1．双作用气缸（两个）、气泵 2．单向节流阀（两个）、气控二位五通换向阀（两个）

三、实验原理

图a，图示位置时，当机控换向阀不换向时，进入气缸左腔的气流流经节流阀，右腔排出的气体直接经换向阀快排。当节流阀开度较小时，由于进入左腔的流量较小，压力缓慢上升。当气压达到能克服负载时，活塞前进，此时左腔容积增大，结果使压缩空气膨胀，压力下降，使作用在活塞上的力小于负载，因而活塞停止前进。

图b，图示位置时，当机控换向阀不换向时，从气源来的压缩空气经机控换向阀直接进入气缸的a腔，而b腔排出的气体必须经节流阀到机控换向阀而排入大气，因而b腔中的气体具有一定的压力，此时活塞在a腔和b腔的压力差作用下前进，而减少爬行发生的可能。图c，图示位置时，机控换向阀无论处于左右位时，从气源来的压缩空气经机控换向阀流经节流阀进入气缸的a腔，而b腔排出的气体也经节流阀到机控换向阀而排入大气，减小活塞的爬行的可能性。

四、实验步骤： 1．根据原理回路图组建气动回路

已知回路图，根据图中给出的连接顺序，连接气动回路。

图a 图b 图c 2．根据回路图检查气动回路 3．试运行回路，调整单向节流阀注意事项：（1）气泵的压力值不得随意调整。

（2）各个元件连接顺序严格按照回路图连接。

（3）注意单向节流阀的调整。

五、实验报告要求： 1．分析回路图，写出三个回路的工作过程。

2．观察实验，随时记录三个气动回路中的现象。3．通过实验，分析气动回路并列表比较。

一、实验目的

1.理解双手操作回路的顺序过程。

2.掌握根据机械两位三通换向阀和气控两位四通换向阀控制气缸方法。

二、实验设备 1．双作用气缸（两个）、气泵 2．机械两位三通换向阀（两个）、气控二位四通换向阀（一个）

三、实验原理

如图所示，使用逻辑“与”回路，为使气控二位换向阀换向，必须使压缩空气信号进入气控二位换向阀左侧，为此必须使用两只三通手阀同时换向，而且，这两个阀必须安装在单手不能同时操作的位置上。在操作时，如任何一只手离开时则控制信号消失，气控二位换向阀控制信号消失，换向阀复位，则活塞杆后退。

四、实验步骤： 1．根据原理回路图组建气动回路

已知回路图，根据图中给出的连接顺序，连接气动回路。

2．根据回路图检查气动回路 3．试运行回路，调整单向节流阀注意事项：（1）气泵的压力值不得随意调整。

（2）各个元件连接顺序严格按照回路图连接。

（3）注意单向节流阀的调整。

五、实验报告要求： 1．分析气压回路图，写出双手操作回路工作过程。

2．通过实验，举一反三设计出一种双手操作回路。

一、实验目的 1.理解单往复动作的顺序过程。

2.掌握根据行程阀控制往复回路的方法。

二、实验设备 1．双作用气缸（两个）、气泵 2．气控二位四通换向阀（两个）、机械二位三通换向阀（两个）、行程阀（一个）、单向阀（一个）和直动溢流阀（一个）

三、实验原理如图所示，行程阀控制的单往复回路，当按下左侧手动换向阀的手动按钮后，压缩空气使二位四通换向阀换向，活塞杆向前伸出，当活塞杆上的挡铁碰到右侧二位三通行程阀，二位四通换向阀复位，活塞杆返回。

四、实验步骤： 1．根据原理回路图组建气动回路

已知回路图，根据图中给出的连接顺序，连接气动回路。2．根据回路图检查气动回路

3．试运行回路，调整行程阀的位置注意事项：（1）气泵的压力值不得随意调整。

（2）各个元件连接顺序严格按照回路图连接。

（3）注意行程阀的位置调整。

五、实验报告要求： 1．分析气压回路图，写出单往复动作回路工作过程。2．通过实验，举一反三设计出一种单往复动作回路。篇四：液压实验指导书

节流调速回路性能实验指导书

课程名称：液压传动与控制技术指导老师：

商执亿

节流调速回路性能实验

节流调速回路是由定量泵、流量控制阀、溢流阀和执行元件等组成，它通过改变流量控制阀口的开度，即通流截面积来调节和控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。节流调速回路按照其流量控制阀安装位置的不同，有进口节流调速出口节流调速和旁路节流调速三种。流量控制阀采用节流阀或调速阀时，其调速性能各有自己的特点，同是节流阀，调速方式不同，它们的调速性能也有差别。

一、实验目的：

1、通过节流阀的进口、调速阀进口、节流阀旁路三个节流调速回路的实验，得出各自的调速回路特性曲线（速度—负载特性）。并分析比较它们的调速性能（速度—负载特性和功率特性）。

2、学习、掌握液压传动节流调速系统的基本调试方法

3、初步掌握比例溢流阀的特性（压力－信号特性）

二、实验内容：

1、节流阀的进口节流调速回路的调速性能

2、调速阀的进口节流调速回路的调速性能

3、节流阀的旁路节流调速回路的调速性能

4、比例溢流阀的压力－信号性能测试

三、实验结构及参数

实验台采用插件板及带有连接插头的各种液压元件，可以在不使用其他工具条件下，快速、灵活、方便的插接成所需要的实验回路。主要由插件板、电机、泵站（带油箱）、抽屉、油管、电控元件、液压元器件等构成。插件板为带“t”沟槽形式的铝合金型材结构，可以方便地安装液压元件，搭接实验回路。

工作台尺寸：长×宽×高=2160mm×1050mm×1860mm 液压泵额定工作压力：6.3mpa，额定流量： 4 l/min 电源电压：220伏 22 液压缸无杆腔面积：256mm，液压缸有杆腔面积：156mm，液压缸有效行程：200mm

四、注意事项

1、操作人员在使用本实验台前必须详细阅读本实验台说明书，指导教师必须向学生介绍本实验台的使用方法。

2、请不要带负载启动（要将溢流阀旋松），以免损坏压力表。

3、必须先实验液压系统原理图，按图进行连接。连接胶管两端带有自闭式快速接头，将胶管接头与各元件接头连接时，需用力将接头的外套往后拨，插接后再往前推。用一只手压住元件底座，一只手往外拉胶管，以确认连接是否可靠。

4、搭接液压回路前，先停泵，以免带压操作；确认连接正确后，松开回路溢流阀的旋钮，启动电机，然后通过调节溢流阀调整系统压力，调整过程中速度不得太快，一边调整一边观察压力表的显示值。

5、学生做实验时不应将压力调的太高(一般为4-6mpa)。

6、实验结束后，首先要松开溢流阀，先将液压回路中的压力卸掉，以免油管中的压力过高，给插接带来困难，即必须卸压后再关电机。

7、油管及元件用后要放回原处，以备后用。

五、实验原理

实验原理图如下图所示：1y1 a、节流阀进口节流调速回路 b、调速阀进口节流调速回路 c、节流阀旁路节流调速回路液压控制回路 4 25 2 46 电气控制回路比例溢流阀控制回路

实验回路由液压控制回路、电气控制回路、比例溢流阀控制回路组成。当流量控制阀装在液压回路的进油路时，构成进口节流调速回路；当流量控制阀装在液压回路的旁路时，构成旁路节流调速回路。

负载不变时，当改变流量控制阀的通流截面积时，即可使得进入液压缸无杆腔的流量发生变化，液压缸活塞杆的速度相应变化，达到调速的目的。（调速特性）

若流量控制阀的通流截面积给定时，改变负载的大小，不同的节流调速回路其速度负载特性不同。电气控制回路用于控制三位四通换向阀的两个电磁铁的得电失电状态，改变液压油路走向，实现液压缸的前进或退回。

比例溢流阀控制回路由信号源、比例放大器、比例溢流阀组成。信号源可以按照要求给出不同的电压值，经比例放大器放大并进行将电压信号转换为相应电流信号后，供比例溢流阀使用，比例溢流阀则会产生相应的压力值，即比例溢流阀的压力大小与输入其中的电流信号成一定比例。

六、实验方法

１、节流调速回路性能实验

当节流阀的结构形式和液压缸的尺寸大小确定之后，液压缸活塞的工作速度v与节流阀的通流截面积a，溢流阀的调定压力（泵的供油压力）及负载f有关。

调速回路中液压缸活塞杆的工作速度v和负载f之间的关系，称为回路的速度－负载特性，也称为机械特性。若流量控制阀的通流截面积给定时，当每次按不同数值改变负载大小时，测得液压缸活塞杆相应的速度大小，则可得到回路的速度－负载特性。

以速度v为纵坐标，以负载f为横坐标，可根据测得数据按调速方式不同做出各自的一组速度一负载的特性曲线。

2、根据测算数据，按不同的调速回路，作出各自回路的特性曲线（v-f）。

3、根据测算数据，作出比例溢流阀的压力信号特性曲线（p-i）。

七、实验方案

1、工作缸活塞杆的速度ｖ的测量

直接用秒表测量时间t，通过前进路程与测量的时间计算速度ｖ。

2、加载（负载的变化）实验中采用比例溢流阀来模拟外负载（简单的用一个元件来代替完整的加载系统），把溢流阀接在液压系统的回油路上，就等于加上了一个可以调节的液压阻力，造成一个回油压力，起到背压作用，如图中所示。通过改变比例溢流阀的给定信号的大小，即可方便的实现负载的改变。

八、实验数据记录及处理

1、采用节流阀的进口节流调速回路

3、采用节流阀的旁路节流调速回路

4、节流调速回路速度负载特性曲线（3种节流调速回路特性画在同一坐标下）（v-f）

5、比例溢流阀的压力信号特性曲线（p-i）

九、思考题

1、液压系统中直动溢流阀的功用是什么？

2、采用节流阀的进口节流调速回路与采用调速阀的进口节流调速回路特性有什么不同？

3、请解释采用调速阀的进口节流调速回路速度负载特性。

4、在实验中，液压缸活塞杆退回时的速度是否变化？为什么？

5、比例溢流阀与传动的直动溢流阀有什么不同？用在回路中其优点是什么？

篇2：液压回路实训指导书

1．学生应按照实验教学计划和约定的时间，准时上实验课，不得迟到早退。

2．实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。

3．进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。

4．做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，服从实验教师和技术人员指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。

5．实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。

6．实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。

7．实验完毕，应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。

8．实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间内交指导教师批改。

9．在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、器皿、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。

10．凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按学院有关规定予以赔偿。

油缸液压回路设计与组装实验

实验指导书

说

明

1.同学可以登录学校的“实验选课系统”（从学校首页登陆：syxk.cqit.edu.cn或从数字校园登录），自己进行实验项目的选择。希望同学们能在每个实验项目开放的时间内尽早进行实验预约（预约时间必须比实验上课时间提前3天），因为学生数量比较多，如果某实验项目开放的时间内同学未能进行实验预约，则错过该实验项目的实验机会，补做就要在该实验项目下一次开放时进行。

2.在学期末因无法完成规定的实验项目个数，该门课程就必须重修。

3.如有什么问题，同学可以拨打电话62563127联系李鑫老师。

油缸液压回路设计与组装实验

一．实验目的

为了提高综合运用各科知识的能力，结合机电传动控制，液压传动与气压传动课程所学的内容，通过对组合机床动力滑台液压系统的分析，结合现有的液压元件，设计出能实现机床的一个典型运动轨迹的运动方案。通过对该液压系统的组装、调试,使之最终能够实现预期的运动轨迹。

通过本实验，要求熟悉常用液压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，进行一次小型工程设计、制作训练。锻炼大家的动手能力，以及分析和排除故障的能力。二．实验要求 1． 2．熟悉液压元件，电气元件，基本油路的构成。能根据提供的元件设计一个液压系统的动作循环，可参照油缸 “快进-〉一工进-〉二工进-〉停留-〉快退-〉原位停止”的速度控制和往复位移控制方案，也可自行选题。3．掌握液压元件的工作原理及连接方法，完成基本油路的设计及组装。4．完成一个从方案设计、油路设计到油路组装、连接以及系统调试、优化等涵盖工程设计实施全过程的训练。三．实验原理：

本实验要求同学根据如下液压系统的动作循环设计液压系统原理图

图

1、液压系统的动作循环

四．实验器材和设备

1.机电液综合实验台一台

2.液压泵站（含油箱、液压泵、电动机、三位四通阀、溢流阀、液压表）一套

3.三通接头两个 4.油管（含快换接头）若干 5.油缸、三位四通换向阀，各二个 6.减压阀，节流阀、溢流阀各一个五．实验步骤及内容

（一）检查、熟悉实验器材和设备：

熟悉实验台上的所有实验器材和设备的性能、用法,本次实验不涉及电气连接。

（1）液压泵站：我们采用的液压泵站包含油箱、液压泵、电动机、溢流阀、液压表。液压泵站的输出油压可以通过溢流阀进行调节，在实验中我们的油压一般限制在2MP-3MP之间。（2）油管、三通接头、油缸、三位四通换向阀，节流阀减压阀等都是用快换接头连接的，操作十分方便、连接可靠。（3）

（二）设计组装油路：

（1）油路设计：进行基本油路的设计并根据图1所示液压系统的动作循环设计液压系统原理图，经指导老师检查确认。根据同学所设计液压系统原理图，找齐搭建液压回路所需的液压元件。（2）基本油路的组装：根据自己设计的基本油路进行基本油路的组装。

（3）参看原理图一一连接液压元件：从液压泵站供油口开始连接，注意连接快换接头一定要连接到位，否则在实验中漏油。对三位四通换向阀要找准其P、T、A、B口。

实验完成之后，拆除油路，将液压元件清点无误后，放回原处，并通知指导老师检查。

六．实验结果及分析：

1、谈谈你在油路组装调试过程中的心得体会。

2、绘制设计的液压系统回路图

3、实验之后，你认为自己设计的液压系统回路有哪些地方需

要改进，请详细说明。七．预习要求

1．复习组合机床动力滑台液压系统的工作原理。

2．设计并绘制基本油路图：液压站基本回路、换向回路、调速回路。

3．复习实验中用到的液压元件的工作原理及用法。

4．参考相关资料，自己设计一个液压系统的动作循环,根据既定的动作设计油路图。

实验要求

1．实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下：

1)认真阅读实验指导书，分析、掌握实验回路的工作原理，并进行必要的分析。

2)预习思考题。

3)了解实验目的，弄清实验现象，收集必要的资料（包括实验理论、实验方法、实验条件等）。

4)预习实验中所用各仪器设备的使用方法及注意事项。5)预习实验指导书，了解实验所需完成的内容（带问题听课），对指导书要求的内容做到心中有数，力争在听课、实验操作、实验报告答疑过程中取得全面收获，以提高实践技能，为毕业后尽快适应实际工作，打下良好的实践基础。

2．使用实验仪器设备前必须了解其性能、操作方法及注意事项，并在使用时应严格遵守。

3．实验前将所属回路的压力控制阀的调压手柄松开，相互仔细检查，确定无误方可接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。

4．按实验操作步骤认真、细致完成实验内容。

5．实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味及异常声音等情况时)应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障，经指导教师同意

方可继续完成实验。

6．实验过程中，应仔细观察实验现象，要不断地对实验结果进行分析判断，认真记录实验数据。并将所记录的实验数据结果经指导教师审阅签字或认可后再结束实验。

7．认真回答指导教师提出的质疑（包括口头回答和书面回答）。

8．实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具等按规定整理归位。

9．实验后每个同学必须按要求整理实验数据（包括计算依据、计算结果、曲线绘制和表达式等等），分析实验结果（包括思考题），独立完成实验报告，及时把实验报告上交到老师审阅。

篇3：液压同步回路专利申请分析

液压系统作为先进的执行控制系统已经广泛应用于各个行业中, 在液压系统中同步控制系统是不可或缺的一部分, 如履带式挖掘机的行走机构、起重机伸缩臂同步伸缩机构等都有同步要求, 但是高精度多执行机构的同步问题一直是本领域的一个难题, 尤其是在配重或重载不平衡的工况下, 同步要求显得尤为重要。

液压同步回路是液压系统最重要的回路之一, 其是指在各类机器、设备、装置中, 实现同步运行功能, 由液压元件、管路按一定规律组合, 并以液流介质传递, 控制驱动两个以上的执行器产生相同的线位移或角位移。

液压同步回路分为等同模式和主从模式, 常见的有:机械液压同步回路、节流调速同步回路、同步阀同步回路、液压缸串联同步回路。以下就针对国内外关于液压同步回路专利申请的状况进行分析。

数据库的选择和检索

液压同步系统在IPC中的分类号为F15B11/22。根据数据库收集的文献量以及分布特点对中文和外文数据库进行选择, 中文库选择CNABS (收录了自1985年至今在中国申请的全部专利文献) , 外文数据库选择虚拟数据库VEN (SIPOABS、DWPI组成) , 考虑到液压同步系统的分类号较准确, 本文以分类号为主, 关键词为辅检索, 检索截止日期为2015年12月8日。

液压同步系统专利申请量整体情况

中文库专利申请情况

如图1所示, 在中文库检索得到的最早的液压同步系统的专利出现在1985年 (CN85103699) , 1985-2005年间一直处于稳定上升阶段, 而2006-2010年间申请量显著增加, 到2011年后申请量激增。图1也恰好反映了我国在液压同步领域的发展概况, 由于重工业起步较晚, 早期液压同步系统的研究甚少。而2006-2010年我国正处于经济飞速增长的阶段, 同时也是工业飞速发展的阶段, 液压领域逐渐被重工业企业重视起来, 到了2011年后, 我国许多重工企业掌握的技术已经在世界范围内领先, 以三一重工、徐州重型机械及中联重科为主要代表。

外文库专利申请情况

从图2可知, 国外早在1921年就已经对液压同步系统进行了研究 (US19210484266) 。从1960年开始, 申请量增长较快, 1971-1980年间的申请量达到高峰, 而从1981年后, 申请量逐渐下降, 目前降至最低点。可见, 国外对液压同步回路的研究高峰期在1971-1990这20年间, 同时也是液压领域发展最快的时间段, 液压动力装置逐渐取代机械动力装置。而后申请量的逐渐下降也代表了液压同步回路技术逐渐趋于成熟。相比图1显示的信息, 我国目前正处于液压同步回路专利申请的高峰期, 落后其他发达国家30年左右的时间, 以全球专利申请的发展趋势, 我国液压同步回路专利申请量同样会在5~10年后逐渐下降。

向主要国家和地区申请量

下图为液压同步回路专利申请向主要国家和地区申请量的百分比, 向中国专利局的申请量占了全球总申请量的16.7%, 以目前我国液压同步回路的发展状况, 这一数据还会不断增加。向日局的专利申请量达到了33.3%, 这也侧面反映了日本液压领域的发展状况, 其重工业发达, 其中以日立建机、株式会社小松制作所、三菱重工、川崎重工等为主要代表。向美局和欧局的申请量相差不大, 也几乎与中国局持平。

图4为液压同步回路专利申请主要来源国分布。来源国的分布从一定程度上代表了各个国家或地区在该领域的发展状况。由图可知, 以日本为优先权的专利申请达到了31%, 可见日本在液压领域的技术处于领先地位;美国次之, 达到了21%, 以卡特彼勒和伊顿等企业为代表, 美国在液压同步领域的技术也相当领先;以中国为优先权的专利申请为16%, 而欧洲仅为13%, 可见, 中国在液压同步领域的发展迅速, 值得一提的是, 三一重工已经强势进入美国市场, 而其进入美国市场的主要依靠即为专利布局。

国内主要申请人及掌握的主要技术

国内液压同步系统申请人主要以徐州重型机械有限公司和三一重工为代表。

国内目前掌握的技术主要以节流调速同步和同步阀同步控制为主, 以徐州重型机械有限公司为例, 其于2007年申请的专利 (CN200720046838X) 中将双缸的同步伸缩改进为由同步控制阀控制, 主要由两个电磁换向阀、梭阀和液控单向阀构成, 通过压力传感器监测油缸的内腔压力反馈至电磁阀, 但结构复杂且成本高;后于2011年的专利申请 (CN2011104193353) 提出以分流集流阀控制双缸同步, 同时增设同步控制方向阀, 通过分流集流阀的分流和集流功能分别实现油缸同步外伸和回缩, 但分流集流阀的精度直接影响双缸的同步, 其于2012年申请的专利 (CN2012100034992) 中提出了对传统分流集流阀的改进, 根据双缸同步起或落时承受的负载大小不等而产生的不同步性, 通过在分流集流阀中设置节流元件消除同步误差;但实现分流集流阀功能时由于被切断的油路进油量非常小, 系统会憋压溢流导致发热, 基于上述问题, 申请人在后又提出了一种实现双缸同步独立控制的油路系统 (CN2012100424654) , 在分流集流阀下游设置双缸同步独立控制阀, 使单缸控制时分流集流阀的一路油路直接进入油箱, 防止憋压溢流。

徐州重型机械对液压同步回路的专利申请均为双缸或多缸并联, 根据徐州重型机械有限公司专利申请的特点, 将其专利申请分为两类:基于分流集流阀和基于方向控制阀, 如表1所示。

综上, 徐州重型机械有限公司对双缸同步回路的研究延续性较强, 在后申请均是对其在前申请的改进, 主要集中于基于分流集流阀的液压同步回路。

三一重工以双缸的串联同步技术为主, 其于2010年的专利申请中 (CN2010102016218) 将两个活塞杆油缸首尾相连实现串联同步控制, 2011年进行了改进 (CN201120330272X) , 在双缸串联的基础上, 设置连接换向供油模块, 实现串联油缸的单独控制, 适时补油;但串联油缸易泄漏而导致精度差, 其在后来的专利申请中主要以分流机构的同步控制方式为主, 如2012年的CN2012101070885和CN2012105812285、2013年的CN201320074171X, 均以分流机构的形式对液压同步控制系统提出了改进;以串联油缸或分流机构的同步控制方式实时性始终不高, 三一重工于2013年又提出了 (CN2013102328181) 以两个液压缸为基准液压缸, 通过检测随动液压缸的压力反馈至控制单元, 实时控制随动液压缸控制阀的开度, 调节进油量实现同步。可见, 三一重工早期集中于串联同步, 而后集中基于分流机构的并联同步, 相比徐州重型机械有限公司, 其并联同步的研究较晚。

国外主要申请人及掌握的主要技术

国外申请人以日立建机 (HITACHI) 和卡特彼勒 (CATERPILLAR) 最具代表性。

以日立建机为例, 早在1982年提出的专利申请 (JP特願昭57-165041) 就已经通过换向阀将双缸或三缸并联实现同步了, 并于1984年对并联油缸同步提出了改进 (JP特願昭59-52162) , 采用同步缸将工作缸并联, 液压油分别通过同步缸的两腔进入工作缸实现同步控制;但由于作为同步缸并联形式的油缸精度较差, 其在1980年提出的专利申请 (JP特願昭55-9381) 首次提出了利用分流集流阀通过调节阀过流截面积来控制双缸实现同步;日立建机早期有关液压同步系统回路的专利申请主要集中于等同模式的同步控制方式, 精度也主要取决于分流集流阀或换向阀的精度, 同步性不能完全保证, 所以于1995年提出了主从模式的液压同步控制方式 (JP特願平7-21908) , 其通过设定目标流量, 检测并修正马达的负荷流量使之达到目标流量实现双马达同步;再后来的专利申请主要是对该同步控制方法的改进, 如2005年的专利申请 (JP特願2005-287052) , 检测负荷误差超出规定范围时, 调整负载的高度使负荷或流量调整为设定值。

根据日立建机的专利申请的特点, 将其液压同步回路专利申请作了分布比较, 如表2所示。

日立建机的研究集中于采用方向控制阀控制的同步回路, 虽然其对分流集流阀的液压同步回路研究非常早, 但之后对其改进并不多。此外, 其他部分还包括机械液压同步回路、安全阀溢流形式的同步回路、仅对油缸进行改进的液压同步回路以及液压同步回路控制方法等, 可见, 日立建机对液压同步回路的研究涉及面广而全面。

卡特彼勒有关液压同步的专利申请主要集中于双缸并联后的同步控制, 早在1974年就提出了对双缸并联同步的改进 (US19730394192) , 通过节流孔使进入双缸的流量同步, 属于早期的分流集流阀, 但仅有分流功能;后于1978年提出了利用并联双缸的先导控制阀实现同步的控制方式 (US19770804195) , 先导控制阀能够根据油缸的反馈的压力调整通路, 达到双缸同步;于1996年提出专利申请中 (US19960593776) 通过微处理器收到的反馈信号控制并联双缸前的电磁换向阀, 实现精确的同步控制;于2006年的专利申请 (US20060484155) 中提出了利用溢流阀在设定压力时的溢流回油, 使超前液压缸前的油路溢流, 实现双缸同步运行。

结束语

国外对于液压同步系统回路的研究起步较早, 主要采用等同模式的同步, 早期集中于对油路连接结构或关系的改进, 后期集中于对控制方法的改进。而国内主要集中在油路连接结构或关系的改进, 以等同模式为主, 而对控制方法的改进较少, 这是因为主从模式的液压系统结构及油路复杂, 需要反馈与被反馈装置, 同时配以电气系统来实现, 这与目前液压机械追求的整体结构简单轻便的发展的路线相悖。目前等同模式的研究重点已不是如何设置油路关系来达到精确的同步, 而是出现误差时如何调整, 现在主要采取的措施是对超前的执行机构停止供油, 使落后的执行机构与超前执行机构并行, 而通常液压油路中只有一个供油系统, 超前执行机构的油路同样会被供以等同流量的液压油, 所以在切断超前执行机构的供油时系统容易产生憋压溢流进而导致油路发热等问题。因此, 如何解决超前油路的合理回油避免系统憋压溢流是目前的技术难点, 另一方面, 无论是等同模式还是主从模式, 均会涉及电气控制系统的连接, 因此如何实现反馈信号的准确传递及精确误差信号是未来发展的重点。

篇4：基于PLC的液压试验台回路设计

关键词：液压试验台；PLC；自动控制；优化

中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）11-0036-04

液压传动课程是机电专业的专业基础课程，实用性非常强。授课由理论、液压元件、液压回路三部分组成，其中液压系统的回路设计非常灵活和重要。传统教学利用继电器组控制回路已经不能满足教学需要，需要利用PLC（可编程序控制器）技术将液压技术有机结合起来，培养学生的研究能力和创新能力。PLC具有抗干扰性强、运行可靠的优点，在工业自动化领域应用广泛。利用PLC控制技术完成液压回路试验中的回路控制试验，如节流回路、调压回路、减压回路、顺序回路（电气控制、行程控制）、差动回路、综合回路，学生不仅能够掌握液压系统原理，还能掌握PLC可编程序的控制功能、控制原理及编程技巧。

1 液压回路试验台装置

为直观形象地展示液压元器件的结构原理，及清晰观察液压传动油路的工作过程，试验装置的所有液压元件均采用透明有机玻璃外壳，便于学生观察所有液压元件的内部结构及液压传动油路的工作过程。利用该系统辅助单个液压元件的结构、工作原理及性能教学时，还可演习常见的基本液压回路试验。采用PLC编程控制模块实现PLC智能控制，使机、电、液控制有机结合起来，优化控制方案。

1.1 结构组成

试验装置由试验台架、液压泵站、常用液压元件、电气控制单元等组成。

试验台元器件采用透明有机玻璃外壳，元件的内部结构清晰直观。通过透明的油管和红色液压油，可以观察液压油在液压元件中的整个流动过程。独立的元件模块方便安装。通过随意组合各试验模块，可搭建各种不同的试验回路。液压元件的最大承受压力为1.0 Mpa，系统额定工作压力为0.8 Mpa，是安全的低压试验系统。采用PLC编程控制模块实现PLC智能控制。配有虚拟仿真软件，可以根据学生思路设计试验。

1.2 电气及液压系统设计

液压试验台控制系统由液压动力控制和电气控制两大系统组成，其中电气控制系统分为强电部分（即液压泵电机控制部分）和弱電部分（即PLC控制部分）。强、弱电部分采用分开隔离设计。图1为液压泵站的原理图。

液压动力源控制系统主要由油箱、过滤器、定量泵、溢流阀、节流阀、压力表等液压元件组成。定量泵2是单作用叶片泵，系统压力由教师调节，一般试验压力为0.7 MPA。

1.3 电气控制回路设计

系统电气控制回路主要由液压主控回路、液压继电器控制回路、液压PLC控制回路组成。

液压主控回路主要为控制定量泵开关及加热器服务。试验台采用定量泵，额定流量固定，主控回路控制电机正转。液压主控回路见图2。

在图2中，按下SB13，接触器KM1得电，定量泵电机正传，提供额定压力压力油；SB12为停止按钮；按下SB14，继电器KM2得电，加热器工作；如果温度低于设定温度，油温会自动加热到设定温度；QF4为加热器开关按钮。

液压PLC接线如图3所示，PLC型号为FX-20系列，PLC控制方式有手动控制和自动控制2种。试验回路搭建完成后需进行调试。调试时，先采用手动控制方式将PLC程序通过编程软件下载到PLC存储器中，再进行手动控制，以校验程序是否正确。自动模式为通过专用的工控软件选择PLC模式进行回路试验。FX1S-20MR有输入点14个，继电器输出为8个。

控制台PLC的输入输出接口见图4。Y1为液压泵输出接口，Y0—Y11为电磁换向阀电磁铁输出信号；X0，X1，X2，X3为实验启动按钮；X6—X14为行程开关输入信号或压力继电器输入信号。

2 基于PLC的液控单向阀锁紧回路设计

利用液控单向阀的自锁功能，可使液控单向阀锁紧回路的活塞锁定在任意位置，且工作可靠。液控单向阀锁紧回路试验原理见图5，仿真见图6。

试验过程为：叶片定量泵开启后，电磁阀Y2得电，系统压力升高；打开液控单向阀，活塞杆右移，当触碰到行程开关时，Y5得电，活塞杆左移。

2.1 工控软件控制液压锁紧回路

按原理图在试验台上搭接试验回路，将电磁铁插头插入试验台扩展模板输出区对应的插座；试验时将PLC与继电器控制旋钮旋到PLC控制位置。

接线接好后，按软件中泵启动按钮，试验开始；按下停止按钮，试验停止。工控软件设置接口要正确，否则试验不能进行。

2.2 利用PLC仿真软件控制锁紧回路

PLC具有以下特点：可靠性高，抗干扰能力强；建造工作量小，维护方便；体积小，质量轻，能耗低。当前，运用PLC控制液压回路已成为一种趋势

确定PLC中需要从PLC输出给继电器线圈的输入、输出信号，指示灯及其它执行电路，从而计算PLC输入、输出线数目及IO地址分配。液控锁紧回路梯形原理如图7所示。

按下启动按钮X3，液压泵启动；按下X0，电磁阀Y2得电，活塞杆右移。当接触到接近开关X4时，Y3得电，活塞杆左移；当接触到接近开关X4时，Y2得电，活塞杆右移。按下停止按钮X2，活塞杆停止移动，处于锁紧状态。将梯形图通过接口下载到PLC程序存储中，开始试验。

3 结论

随着工业技术的发展，传统的液压试验设备的控制手段、实现功能，已不能适应高等教育培养专业人才的需要。为配合液压传动课程及PLC自动控制课程教学改革，研究利用PLC控制液压教学试验台。PLC的逻辑处理功能越来越完善，液压系统模块必须与PLC控制模块协同配合，才能最大限度发挥PLC的精确控制能力。基于PLC的多功能液压教学试验装置，不仅可以应用于传统的实验教学，还可以和计算机、P LC控制技术结合起来，进行机电液一体化综合控制技术的训练和教学，应用前景广阔。

参考文献

[1] 王佳庆，彭芳.基于PLC的博世力士乐液压实验台的改造及应用[J].机床与液压，2013（20）：149-153.

[2] 柳科春.液压试验台计算机控制系统的设计[J].煤矿机械，2014（2）：188-189.

[3] 李德英，廖力清.基于PLC的液压试验台监控系统设计[J].国内外机电一体化技术，2010（5）：44-46.

Abstract： In order to tie in with teaching reform of hydraulic drive and PLC automatic control course， using PLC control hydraulic teaching experiment platform was studied and the hydraulic loop was designed according to the need. This paper introduced in detail the prioritization scheme of hydraulic test bench and the method used to designed hydraulic test loop device taking advantage of PLC， which provided reference for improving teaching test quality and students' innovation ability.

Key words： hydraulic test bench； PLC； automatic control； optimization