综合液压试验台设计

1、开发与利用，对旧式液压实验台重新开发与利用有一定的推广应用价值。1.3 液压实验台的特点3(1) 采用透明有机玻璃外壳，可以观察到液压传动装置的内部构造和工作流程。(2) 防漏快插结构使得实验回路的组装简便、快捷，清洁、干净。红色的液压 油和银白色底版使得元件的内部结构鲜明直观。(3) 通过透明的油管和红色液压油可以清晰的观察到液压油在液压元件中的整 个流动过程。(4) 独立的元件模块，方便的安装方式，可以随意的组合各实验模块，搭建各 种不同的实验回路。(5) 液压元件的最大承受压力为1Mpa,，额定工作压力为 0.8Mpa，是安全的低 压实验系统。(6) 采用PLC编程控制模块，实现可编程程

2、序控制器(PLC)智能控制。使得 机、电、液控制有机结合起来，优化控制方案。(7) 配有虚拟仿真软件。一 囹1.4 本课题主要研究的内容(1) 在了解液压实验台结构的基础上，根据液压实验台的功能要求，给出液压 实验台的整体设计方案，及各部分功能划分。(2) 根据用户的主要功能需求，对各功能的实现方法作了详细的研究。(3) 详细分析系统的输入输出，完成液压实验台的硬件的选取。此外，完成了液压实验台的电气控制图及PLC控制电气图。(4) 对液压实验台的液压控制回路进行设计，可以使用户更加方便的了解实验 台的运行状况，并且设计液压传动实验台控制面板及整体结构。2.1 液压实验台系统原理改进前的液压实

3、验台系统（局部）原理如图2-1所示。图2-1教学实验台（局部）液压系统原理图实验时需要根据实验步骤分别测量不同压力接点处的压力，通过流量计的流量以 及负载变化时液压缸活塞杆的运动速度。如测定定量叶片泵工作特性时，通过调节节 流阀（3）的开口度，控制系统压力达到某一设定值，然后分别测量某一开口稳定后的 流量，作为泵的不同负载时对应的输出流量；又如在测试先导式溢流阀（5）的启闭特性时，需按给定的压力值调节溢流阀（2）的调压手轮使系统逐渐升压，然后分别测出不同压力下被试溢流阀的溢流量。由于实验过程中几个压力接点处的压力、流量需要 分别通过观察压力表和流量计所指格数读出，液压缸活塞杆的速度通过人工测量

4、位移 和时间后间接测取，获取实验数据的方法不够便捷直接，实验数据的随机误差较大， 测量精度受限，特别是动态数据，如压力振摆和压力偏移、过渡过程中的动态超调、 上升时间的测量存在一定困难。52.2 液压实验台CAT系统总体设计方案在实现液压实验台CAT系统时，采用一台个人计算机作为主体构成整个数据采集测量系统：分别用压力传感器、流量传感器取代原来的压力表和流量计：同时为实现 液压缸活塞杆速度的测取，在活塞杆上加装位移传感器；选择合适的数据采集接口卡，用在数据采集接口卡上集装的模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、A/D转换器等器件采集数据；用数据采集接口卡与计算机接口来共同完成压力、流量、速度

5、的数据处理和显示。其系统构成如图2-2、2-3所示。TM二血.A境糠式嘘袖洋41,题奇细定理方境图2-2液压实验台CAT系统示意图(a)图2-3液压实验台CAT系统示意图(b)计算机压力传鳄器位榜传感器XIF保持器VJH换器西大/ 程放捽制键盘2.3 液压实验台CAT系统总体设计的性能指标要求I"】液压实验台 CAT系统的总体精度确定为 6%。，压力、流量、位移(速度)的单项测量精度为精度为 5%。，由单人操作在 15内完成单项数据的动态显示，能够在2分钟内完成单项实验，在 6分钟内完成原有实验台的实验项目要求。(1) 传感器传感器把动态运行的液压系统中的各种待转换的物理量，如压力、

6、流量、位移等 非电量信号转换成电量信号。原液压实验台系统最大工作压力 63 kg f/cm (6.3Pa),原来3个模拟式压力表的 精度为50%。，系统设计中，选择 3个压力传感器替代 3个模拟式压力表，因此，确定 选择的压力传感器量程为 1OMPa，精度为5%°。原液压实验台系统采用最大流量9L/min(l.5 x 10 -4m3/s),通径为6 mm的椭圆齿轮流量计，精度为30%。，系统设计中，选择 1个流量传感器替代原来的椭圆齿轮流量计，因此，确定选择的流量传感器为9L/min(l.5 x 10 -4m3/s),精度为1%°。原液压实验台系统测量活塞杆速度的秒表等工具

7、的精度均为50%。，因此，确定选择加装在活塞杆的位移传感器替代原来的工具，精度为 l %°。3.1 液压实验台的基本组成液压实验台是由实验台架、液压泵站、常用液压元件、电气控制单元等几部分组成8。(1) 实验台架实验台架由实验安装面板(铝合金型材)、实验操作台等构成。安装面板为带“T”沟槽形式的铝合金型材结构，可以方便、随意地安装液压元件，搭接实验回路。(2) 液压泵站系统额定工作压力：0.8Mpa。(a) 电机一泵装置(台)电机：交流电机，功率 0.75KW，转速 01420r/min ;泵：P106额定压力 2.5MPa额定流量：10L/min(b) 油箱：公称容积 30L;附有

8、液位、油温指示计，吸油、回油滤油器、安全阀等。(3) 常用液压元件(见相关硬件选取的表格)每个液压元件均配有安装底板，可方便、随意地将液压元件安放在实验面板(铝合金型材)上。油路搭接采用开闭式快换接头，拆接方便，不漏油。(4) 电气控制单元可编程序控制器(PLC)采用日本三菱 FXIN-24MR , I/O 口 24点，继电器输出形式，电源电漏电脱扣器，接触器，直流 24V电源，电磁阀输出控制口，连接线缆，插座， 按钮，指示灯等。3.2 液压控制系统的硬件选择与基本回路的实现液压控制系统的硬件参见附录A该系统可以对十几种基本回路进行综合性能的实验。利用所提供的系统配置可以分别组合成：调压、卸荷

9、、蓄能分压、自控背压、节流、调速、差动、同步、顺序、加载等典型回路的拆分与组合。元件间采用国际通行的高压树脂软管与卡套式快换接头连接，连接快速，密封效果好，拆分方便，组合灵活，非常适用实际动手能力的 训练和培养9 10。几种实验回路的演示实验如下：(1)压力控制回路中单作用增压缸的增压回路图3-1单作用增压迥路大活塞左腔，此时在小活塞右腔即Fir图示位置工作时，系统供油压力Pi进入增P2可得到所需要的较高的压力P2。当两位四通电磁换向阀右位接入系统时，增压缸返回,辅助油箱中的油液经单向阀补入小活塞右腔。因此该回路只能间断增压。(2) 速度控制回路中进油节流调速回路如图所示，节流阀串联在液压泵怫

10、压缸之间。液压泵输出的油液一部分经过节流阀进入液压缸工作腔，推动活塞运动，多余的油液经溢流阀流回油箱。有溢流是这种调速回路能够正常工作的必要条件。由于溢流阀有溢流，泵的出口压力Pp就是溢流阀的调整压力并基本保持恒定。调节节流阀的通流面积，即可调节节流阀的流量，从 而调节液压缸的运动速度。(3) 方向控制回路中溢流缓冲回路1调节压力应图3-3溢流缓冲回毋图所示的为溢流缓冲回路中的液压缸双向缓冲回路，缓冲用溢流阀该比主溢流阀 2的调节压力高5%- 10%,当出现液压冲击时产生的冲击压力使溢流阀1打开，实现缓冲，缸的另一腔（低压腔）通过单向阀从油箱补油，以防止产生气 穴现象。4液压实验台电气控制与

11、PLC控制原理(2) PLC程序输入调试PLC程序调试，主要按照面板的设计进行逐个调试，如果出现故障，就按照信息 传输的过程进行检查，先检查硬件接线，再检查软件。为了验证液压实验台软件是否 能工作，于是通过下面两个实验来进行验证。附录A液压实验台的配置部件名称部件型号数量液电机MIP4H5231台压齿轮泵P1061台站先导溢流阀Y-10B1个配二位二通电磁阀22EH-B6H-T1个置双作用单出杆油缸YG1-YJ32R16X2002个双作用单出杆差动油缸YG1-YJ32R16X2001个双作用双出杆油缸YG1-YJ32R16X2001个双作用单出杆油缸YG1-YJ32R16X2001个增压油缸ZYG-YJ32R16 X1601个实三位四通电磁换向阀34WE6MA1个验三位四通电磁换向阀34WE60A1个台三位五通电磁换向阀35WE6A1个基二位四通电磁换向阀24WEH6A2个本二位三通电磁换向阀23WE6A1个配二位二通电磁换向阀22WE6A2个置三位四通手动换向阀34WMM6-F1个液控单向阀CPG-062个分流集流阀FJL-B063个单向调速阀2FRM601先导型溢流阀DB062先导型感压阀DR061先导型顺序阀DZ062直动式溢流阀DB06DP2