远程调压回路的设计及在液压实验教学中的应用.pdf

2 0 1 4年 4月 第 4 2卷 第 8 期 机床与液压 MACHI NE T OOL ＆ HYDRAUL I C S Ap r ． 2 01 4 Vo l _ 4 2 No ． 8 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 4 ． 0 8 ． 0 3 1 远程调压回路的设计及在液压实验教学中的应用 吴海荣 聊城大学汽车与交通工程 学院，山东聊城 2 5 2 0 0 0 摘要远程调压回路能实现液压系统的远距离压力控制 ，可以防止因学生调压过大对液压系统造成损害。叙述了远程 调压回路的基本原理，以 Q C S 0 1 4 A液压教学实验台为基础重点分析了远程调压回路的设计 ，并阐述了该回路在实验教学过 程中的应用。 关键词远程调压回路；实验教学；应用 中图分类号T H1 3 7 ． 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 48 0 9 42 De s i g n a nd Ex pe r i me n t Te a c h i n g Ap pl i c a t i o n o f Re mo t e Pr e s s ur e Re g ul a t e d Ci r c ui t W u Ha i r o ng S c h o o l o f A u t o m o b i l eT r a n s p o r t a t i o n E n g i n e e r i n g ，L i a o c h e n g U n i v e r s i t y ，L i a o c h e n g S h a n d o n g 2 5 2 0 0 0，C h i n a Ab s t r a c t T h e r e mo t e p r e s s u r e r e g u l a t e d c i r c u i t c a n b e u s e d t o r e a l i z e r e mo t e p r e s s u r e c o n t r o l o f h y d r a u l i c s y s t e m ， a n d p r e v e n t d a ma g e t o h y d r a u l i c s y s t e m f r o m t o o h J曲 p r e s s u r e b y s t u d e n t s ．T h e b a s i c p ri n c i p l e o f r e m o t e p r e s s u r e r e gul a t e d c i r c u i t w a s i n t r o d u c e d ，a n d i t s d e s i g n w a s f o c u s e d o n b a s e d o n Q C S 0 1 4 A h y d r a u l i c t e a c h i n g e x p e ri m e n t d e v i c e ．I t s a p p l i c a t i o n i n e x p e r i me n t t e a c h i n g p r o c e s s w a s e l a b o r a t e d ． Ke y wo r d s Re mo t e p r e s s u r e r e gu l a t e d c i r c u i t ； E x p e r i me n t t e a c h i n g；Ap p l i c a t i o n 压力是液压传动中两个最基本的参数之一 ，而且 在液压系统工作过程 中，压力必须与工作负载相适 应 ，才能减少动能损耗。实际应用中可以利用调压回 路控制系统整体或局部的压力保持恒定或不超过某个 数值 ，从而保证整个系统在限定压力下完成预定工 作 。因此 ，调 压 回路是 液 压传 动 系统 中必 备 的 最基 本、最重要的控制回路之一 ，当然 ，也是液压传动实 验教学中任何回路所必需的基本回路之一。但是 ，学 生在实验 过程 中往往会 调压操作 失误 ，如系统压力 过 大 ，则会造成系统泄漏 、元件损坏等故障，给设备维 护 和实验 教学造 成原本 可以避 免的麻 烦 。而远程调压 回路可以实现液压系统压力的远距 离调节 ，对于液压 实验过程 中因系统压力过大造成的损坏有很大的防护 作用。因此，研究远程调压回路的设计对液压实验教 学的顺利进行起到非常重要的作用。 1 远程调压 回路基本原理 先导式溢流阀与直动式远程调压阀配合使用，可 以组成远程调压回路，实现系统的远程调压，回路原 理如图 1 所示。在先导型溢流阀 5 前腔的远程控制口 又称遥控口处连接一远程调压 阀4 ，则远程调压 阀4就与先导型溢流阀5中的先导阀并联于先导型溢 流阀5中的主阀阀芯的上腔，即主阀上腔的压力油同 时作用在远程调压阀4和先导阀的阀芯上。这样，实 ／ I L 5 l l 一 油箱山 2 一过 滤器 3 一液 压 泵 4 一远 程 调压 阀 5 一先 导 型溢 流 阀 阀 5的 主 阀 阀 口流 回 油图1 远程调压回路原理图 箱 。 2远程调压回路设计 目前 ，在高等院校液压与气压传动课程的实验教 学中常用到的设备有 Q C S 0 1 4 A 、Q C S 0 0 3 B等多种液 压教学实验 台，现 以 Q C S O 1 4 A液压 教学 实验 台为 基 础 分析远 程调压 回路 的设计 。 2 ． 1 Q C S 0 1 4 A实验 台简介 Q C S 0 1 4 A液压教学实验台采用液压元件装拆式， 管路连接采用快换接头和胶管总成，拆装方便。该实 验台不仅可实现液压泵性能实验、定量泵 3种节流型 式的调速回路、差动回路、速度换接回路等多种回路 实验，而且也可根据具体教学要求衍生其他回路 ，所 收稿 日期 2 0 1 3 0 22 0 基金项 目聊城大学校级精 品课程 ；聊城大学实验技术研究项 目 作者简介吴海荣 1 9 6 9 一 ，女，副教授，研究方向为液压与气压传动技术。Em a i l q i c h e x u e y u a n w u 1 6 3 ． c o m。 ● ■● ●● ● ●● ● ●● ● ●● ● 卜● 。 t丫 人一 ． 瓶 糍 锄 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 ～ 一 一 ～ 一 一 一 一 第 8期 吴海荣 远程调压回路的设计及在液压实验教学中的应用 9 5 以国内开设液压传动课程的部分高校都购置了这种实 验台。 2 ． 2远程 调压 回路设 计 2 ． 2 ． 1 回路主要元件参数 远程调压回路设计是 以 Q C S 0 1 4 A液压教学实验 台为基础，则图 1中的油箱 1 、过滤器 2 、液压泵 3 、 先导型溢流阀 5等均可选用实验台已备有的液压元 件，所以该回路设计需要对实验台没有的远程调压阀 4进行选 型。根据 该实验 台现有元件 和使用 说 明 书 ] ，其中液压泵 1 可选 Y B 1 - 6型定量叶片泵 ，先导 型溢流阀5为上海立新液压有限公司生产的 D B 1 0 - 2 5 0 ／ 2 0型压力控制阀。 在远程调压阀 4的主要参数确定 中 ，主要涉及液 压泵 1 和先导型溢流阀5的部分参数。查上海立新液 压有限公司5 X系列先导式溢流阀产品说明书 第 5 版得知，D B 1 0 ． 2 - 5 0 ／ 2 0型压力控制阀的最高设定 压力为 2 0 MP a 。查 液压工程手册 得知 ，Y B 1 -6液压 泵排量为 6 ． 3 m L ／ r 、额定压力为 6 ． 3 M P a 、转 速为 1 4 5 0 r ／mi n。 2 ． 2 ． 2 远程调压 阀的选型 额定流量和额定压力是控制 阀的主要性能参数 ， 也是确定阀的规格和型号的主要依据。 1 确定阀的类型 先导型溢流阀由先导阀和主阀两部分组成，其 中 先导阀调压弹簧的预压缩量决定先导型溢流阀的压力 值，即在先导型溢流阀工作 中，先导阀起调压作用， 而流经先导 阀的流量很小 ，溢流流量的大部分是经主 阀阀口流回油箱。由于直动式溢流阀灵敏度高、响应 速度快 、通流量较小 ，所 以先导阀实际上是 一个小 流 量的直动型溢流阀，而且先导型溢流阀的远程控制口 直径很小。 由图1远程调压回路原理可以看出远程调压阀 连接在先导型溢流 阀远程控制 口处 ，所起到 的只是控 制先导型溢流阀的压力作用，即其作用替代了先导型 溢 流阀中的先导 阀 ，因此 ，远程调压阀是一种小型的 直动式溢流 阀。 2 确定阀的主要参数 实际工作中远程调压阀并不需要大的流量即可实 现 ，经过远程调压阀流量也只有很少一部分，一般仅 占主阀额定流量的 1 ％，约 1～ 5 L ／ m i n ，所以其型 号的确定除满足小流量要求外，主要取决于系统的调 整压力 。 由液压泵的主要参数可以看出其额定压力为 6 ． 3 MP a ，为使液压泵在总效率最高的状态下工作 ，应使 液压泵在额定压力及额定转速下运转，因此，该液压 系统 的工作压力应为 6 ． 3 M P a 。 3 确定阀的规格型号 根据控制阀的选择原则 ，需根据系统的最大工作 压力和通过阀的实际最大流量由产品样本确定阀的规 格和型号 ，为保证工作可靠 ，被选定阀的额定压力和 额定流量应大于或等于系统的最大工作压力和阀的实 际流量。而在此所选远程调压阀是起调压作用 ，所以 其压力应大于或等于液压泵的额定压力 ，其流量符合 前述小流量要求 ，等于或略大于 1 ～ 5 L ／ m i n ，但不许 超出2 0 ％ ，以免压力损失过大，引起噪声和发热。 根据以上参数查液压 工程手册 ，选择 型号 为 Y - H a 6 L的Y型直动式溢流阀 远程调压阀 ，其公称 压力为 3 1 ． 5 M P a 、调压范围为 0 ． 6 8 MP a 、额定流 量为2 L 。所选阀的压力和流量均符合设计 回路中远 程调压阀的压力和流量等要求 。 3在实验教学中的应用 由远程调压回路原理图可以看出当远程调压阀 4的调定压力小于先导型溢 流阀 5的调定 压力 时 ，系 统压力由远程调压阀4决定。这样 ，可以将实验液压 回路的压力调节部分设计成远程调压。实验教学过程 中，实验指导老师首先利用实验台讲解远程调压回路 的组成、原理及作用等；其次通过调节先导型溢流阀 5和远程调压阀4 ，重点强调系统压力 由远程调压阀 4决定 ；最后给学生明确实验过程 中只调节远程调压 阀4的旋钮来控制整个液压系统的压力。 根据以上分析，为防止学生误操作调压阀致使液 压系统压力过大对实验台造成损坏，学生实验操作前 实验指导老师可以先将先导型溢流阀 5的压力调定为 液压泵 3的额定 压力 6 ． 3 MP a ，学 生实验 过程 中只通 过远程调压阀4来调整系统压力，这样学生即便是将 远程调压阀4的旋钮操作错误 ，液压系统的最高压力 也只有先导型溢流 阀 5所调定 的液压 泵的额 定压力 的 大小，不会使液压系统压力过大造成液压油泄漏、液 压元件损坏等故障而影响实验的正常进行。 4结论 以Q C S 0 1 4 A液压教学实验台为基础，重点从远程 调压阀选型等方面设计 了远程 调压 回路 ，利 用该 回路 可以实现液压系统压力的远距离控制，并且在液压实 验教学过程中正确使用可以避免学生误操作对实验系统 造成故障，既节约了资金，又保证了实验的顺利进行。 参考文献 【 1 】 陕西秦川机械发展股份有限公司． Q C S 0 1 4 A装拆式液 压教学实验台使用说明书[ M] ， 2 0 0 6 ． 【 2 】 雷天觉． 新编液压工程手册 上册 [ M] ． 北京 北京理 工大学出版社 ， 1 9 9 8 ． 【 3 】 姜继海， 宋锦春， 高常识． 液压与气压传动[ M] ． 北京 高 等教育出版社， 2 0 0 2 ． 【 4 】 吴海荣． 基于 Q C S 0 1 4 A实验台的液压 马达选型设计 [ J ] ． 机床与液压， 2 0 1 2 ， 4 0 1 4 5 7 5 8 ， 6 1 ．