液压系统中的基本回路实验演示及分析

【实验目的】

（1）通过实验深入理解液压缸、溢流阀、电磁换向阀、节流阀、压力继电器等液压元件的结构，性能及用途；

（2）掌握基本的压力控制回路、速度调节回路和方向控制回路的工作过程及原理；

（3）学会使用液压元器件设计顺序动作回路，提高解决问题的能力。

【实验内容及步骤】

1.压力控制回路

1）压力调节回路

按照图6.8.1连接油路，调节阀1，观察P1随之变化的情况。

图6.8.1　压力调节回路

2）两溢流阀调压回路

（1）串联。按照图6.8.2连接油路，调节阀1，使P1=5 MPa。调节阀2和阀3，观察P1值的变化。

图6.8.2　两溢流阀串联调压油路

（2）并联。按照图6.8.3连接油路，调节阀1，使P1=5MPa。调节值为阀2和阀3，观察P1值的变化。

图6.8.3　两溢流阀并联调压油路

3）减压回路

如图6.8.4所示，Z1不得电，油缸活塞杆右行到底，调节阀1使P1=5 MPa，调阀2使P2=3 MPa（调减压压力），在表6.8.1中记录P1、P2的值

表6.8.1　压力记录表

图6.8.4　减压回路

4）换向阀卸荷回路

如图6.8.5所示，Z1失电，调阀1使P1=5 MPa；Z1得电，泵卸荷，P1值为泵回油管阻力值。

图6.8.5　换向阀卸荷回路

5）溢流阀遥控口卸荷及限压

如图6.8.6所示，通过旋动面板上的加载卸荷旋钮，来使电磁阀得电与失电。当旋到加载时，调溢流阀1，使P1=5MPa；当旋到卸荷时，调溢流阀将不起作用。

图6.8.6　溢流阀遥控口卸荷及限压回路

6）顺序阀平衡回路

如图6.8.7所示，Z1得电，阀3为单向顺序阀，开泵油缸活塞杆后退，到底后调节阀1使P1=3MPa。旋紧阀3的调压弹簧后，Z1失电，活塞杆不前进，逐渐调小阀3的压力，直到活塞杆前进，并记录此时P2的值，并与理论计算P2的值进行比较。油缸D=40mm，d=25mm。

图6.8.7　顺序阀平衡回路

以上不同的压力回路，经实验演示后，请自行思考，用压力阀和液压系统基本工作原理、阀的结构等方面去解释上述实验结果。

2.速度调节回路

油缸运动速度v=Q/A，一般控制进入油缸的流量就可以改变活塞杆运动速度。定压式节流调速采用改变节流阀、调速阀的阀口开口量，形成阀前后的压差，使油泵部分油从溢流阀溢出，从而调节进入油缸的流量；而变压式旁路节流直接从油泵放掉部分流量。

1）节流阀的进油节流调速

如图6.8.8所示，调阀1，使P1=5 MPa，节流阀3全开，Z1得电，活塞杆右行，速度不变化。Z2得电，油缸退回。关小节流阀3，Z1得电，活塞杆右行，速度变慢。同时观察P1、P2的值，记录在表6.8.2中。

图6.8.8　进油节流调速回路及电控图

（a）调速回路；（b）电控图

表6.8.2　压力速度记录表

2）节流阀的旁路节流调速

如图6.8.9所示，调阀1，使P1=5MPa，随着节流阀开大，观察缸速度减小还是增加、P1值在缸运动时增加还是减小。

图6.8.9　旁路节流调速回路及电控图

（a）调速回路；（b）电控图

3）调速阀调速回路

参照图6.8.8和图6.8.9，把系统中的单向节流阀（DRVP8）换成单向调速阀（2FRM5）进行同样实验，此处不再赘述。

4）调速阀的短接调速回路

如图6.8.10所示，阀4的Z1得电，活塞向右运动时，缸回油通过阀4，调速阀不起作用，不能改变油缸运动速度；阀4的Z1失电时，阀4关闭，缸回油通过调速阀节流，缸速度减慢。

图6.8.10　短接调速回路及电控图(www.xing528.com)

（a）调速回路；（b）电控图

5）调速阀的串联调速回路

如图6.8.11所示，调节调速阀3开口小于阀5开口量。当Z3得电，Z1、Z2失电，系统不节流，缸运动速度不改变（最快）；当Z3和Z2得电，Z1失电，系统为ⅠⅠ进（稍慢）；当Z3、Z1、Z2均得电，则节流口小的阀3起作用，系统为ⅡⅠ进（慢）。缸往返运动时，Z4得电，Z1、Z2失电，压力油通过阀4和阀6左路返回。

图6.8.11　串联调速回路及电控图

（a）调速回路；（b）电控图

6）调速阀的并联调速回路

如图6.8.12所示，调速阀3和4并联，两种进给速度不会相互影响，但是采用这种回路，在调速阀通过流量较大时，速度换接时会造成缸运动的前冲。在实验时观察是否存在前冲现象，思考前冲原因是什么，如何消除。

图6.8.12　并联调速回路及电控图

（a）调速回路；（b）电控图

7）差动快速回路

如图6.8.13所示，Z2、Z1均得电，缸右行差动；Z1失电、Z2得电，缸右行不差动。

为什么差动时缸右行速度快？理论计算V=？（D=40mm，d=25mm。）

图6.8.13　差动快速回路及电控图

（a）回路；（b）电控图

在测试中，由于管道阻力的影响，差动时速度不一定会快，所以在P进口处加一节流阀，以减小流量，使差动效果明显。

3.方向控制回路

如图6.8.14所示，用行程开关自动控制连续的换向回路。Z1得电，活塞杆右行到底；行程开关B发送信号，Z2得电活塞杆向左；A发送信号，Z1得电，活塞杆向右连续往返。其中，SB2是启动按钮，SB1停止按钮。

图6.8.14　方向控制回路及电控图

（a）回路；（b）电控图

4.双向液压锁的锁紧回路

如图6.8.15所示，阀2的Z1得电，阀3锁打开换向，主缸向右动作，当Z1、Z2失电，缸被锁住（保压）；当Z3得电，调阀1，P3升压但加载缸推不动主缸。请问阀2中位为什么用Y型？

图6.8.15　双向液压锁的锁紧回路及电控图

（a）回路；（b）电控图

5.双缸控制回路

1）采用单向顺序阀的双缸顺序动作回路

动作顺序表如表6.8.3所示。

表6.8.3　动作顺序表

（1）用继电器线路或PLC编程完成上述双缸顺序动作，如图6.8.16所示，说明如下。

①顺序阀3稍调紧，左缸前进，泵压很低；当左缸运动到底后，泵压升高，右缸前进。

②两缸返回时由于油管长度不同，不能同时返回。

图6.8.16　采用单向顺序阀的双缸顺序动作回路及电控图

（a）回路；（b）电控图

（2）用压力继电器和行程开关发送信号的双缸顺序动作回路，如图6.8.17所示，说明如下。

图6.8.17　用压力继电器和行程开关发送信号的双缸顺序动作回路

①动作顺序要求：第一步左缸前进；第二步右缸前进；第三步双缸同退；第四步停（因压差不同，双缸退回时有前后）。

②按液压系统图和动作顺序，其信号传递状况：Z1得电→左缸前进→到底后A发信号→Z3失电→右缸前进→到底C发信号→Z2得电，Z3得电→缸2缸1同时退回→到底B发讯→停泵。

③读通上述信号传递状况请自行填写动作顺序表。

④按动作顺序表，用PLC编程完成上述双缸顺序动作。学生自行完成。

2）液压双缸同步回路

如图6.8.18所示，仔细调整两调速阀的开口大小，可使两缸在一个方向上实现同步运动，但调整麻烦，同步精度不高（要注意连接管道对称）。

图6.8.18　液压双缸同步回路及电控图

（a）回路；（b）电控图

【实验报告】

（1）画出各回路图，叙述液压回路的工作原理；

（2）叙述实验所用液压元件的功能特点。

【注意事项】

接好的液压回路之后，再重新检查各快速接头是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动。