一种柔性液压节流调速回路实验系统的制作方法

本发明涉及一种液压传动实验系统，具体是一种柔性液压节流调速回路实验系统，属于机械行业液压传动技术领域。

背景技术：

液压传动技术在工程机械设备中有着广泛的应用。液压传动课程是自动化、机械电子工程、机械工程及其自动化等工科专业的专业技术基础课程，是一门实践性很强的课程；学习液压传动时，除了基础理论知识，通过实验加深理解也是一种重要的学习方法；实验教学是理论与实践相结合的重要实践性教学环节，是学习、理解、掌握液压理论知识的重要教学手段，也是培养学生实践能力、动手操作能力的重要技术手段。

节流调速回路是液压系统中的基本回路，是理解和学习液压控制理论的基础。现有的液压节流调速实验系统一般都是分散的零部件，在进行不同的回路实验时需要进行零件和管路的拆卸，造成液压油的泄漏、液压油的污染和零部件的损坏。造成实验室环境污染和学生怕脏不愿动手，回路切换时间长，造成时间浪费。同时现有的实验设备缺乏数据采集和存储，无法进行定量的分析液压回路，影响实验效果。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种柔性液压节流调速回路实验系统，使用该系统进行实验，能够实现不同节流调速回路的灵活切换，并同时进行数据采集和存储，提高回路切换的效率，避免污染，提高系统可靠性和实验教学的质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种柔性液压节流调速回路实验系统，包括油箱、过滤器、电动机、液压泵、溢流阀、第一节流阀、第一压力传感器、第二节流阀、第二压力传感器、液压缸、位移传感器、弹簧、第三节流阀、第三压传感器、第四节流阀、第一流量传感器、第二流量传感器和控制系统；

所述电动机连接液压泵；所述液压泵的吸油口连接过滤器，其出油口连接第一节流阀与溢流阀；所述第一节流阀的出口与第二节流阀和第三节流阀相连，所述第二节流阀的出口与液压缸的无杆腔相连；液压缸的有杆腔通过第四节流阀后与油箱相连；

所述第一节流阀的出口处装有第一压力传感器；所述第二节流阀与液压缸的无杆腔之间装有第二压力传感器；所述液压缸的有杆腔与第四节流阀之间装有第三压传感器；

所述第三节流阀与油箱之间装有第一流量传感器；所述溢流阀与油箱之间装有第二流量传感器；

所述所述液压缸的液压杆上装有位移传感器。

所述第一压力传感器、第二压力传感器、位移传感器、第三压传感器、第一流量传感器和第二流量传感器都与控制系统相连。

进一步地，所述控制系统包括液压动力控制柜箱、实验工作平台、显示器、节流阀控制面板和控制器柜箱。

进一步地，在实验过程中采集的数据存储在控制器柜箱中的控制器中，在控制器中进行运算、处理和分析后，由显示器显示结果。

本发明可以进行不同节流调速回路的实验而无需拆卸管路，并同时采集和存储实验数据，提高了实验过程中不同回路切换的效率，避免了液压油的泄漏和提高了实验系统的寿命。

本发明的节流调速可以对不同负载下的速度情况进行对比和分析，同时通过传感器的融合可以进行综合的系统分析和研究，根据测试的数据，通过数据分析可以更深入的体现系统的传动效率，负载特性等。

附图说明

图1是本发明液压系统原理示意图；

图2是本发明实验系统布置图；

图3是本发明节流阀调整面板示意图；

图4是本发明测试曲线显示界面示图；

图中，1.油箱，2.过滤器，3.电动机，4.液压泵，5.溢流阀，6.第一节流阀，7.第一压力传感器，8.第二节流阀，9.第二压力传感器，10.液压缸，11.位移传感器，12.弹簧，13.第三节流阀，14.第三压传感器，15.第四节流阀，16.控制系统，17.第一流量传感器，18.第二流量传感器，2-1.液压动力控制柜箱，2-2.实验工作平台，2-3.显示器，2-4.节流阀控制面板，2-5.控制器柜箱，3-1.节流阀控制钮，4-1.液压缸位置曲线，4-2.液压缸速度曲线，4-3回路效率曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种柔性液压节流调速回路实验系统，包括油箱1、过滤器2、电动机3、液压泵4、溢流阀5、第一节流阀6、第一压力传感器7、第二节流阀8、第二压力传感器9、液压缸10、位移传感器11、弹簧12、第三节流阀13、第三压传感器14、第四节流阀15、第一流量传感器17、第二流量传感器18，和控制系统16，且以上所有部件可组合成柔性液压节流调速回路实验系统；

所述电动机3连接液压泵4；所述液压泵4的吸油口连接过滤器2，其出油口连接第一节流阀6与溢流阀5；所述第一节流阀6的出口与第二节流阀8和第三节流阀13相连，所述第二节流阀8的出口与液压缸10的无杆腔相连；液压缸10的有杆腔通过第四节流阀15后与油箱相连；

所述第一节流阀6的出口处装有第一压力传感器7；所述第二节流阀8与液压缸10的无杆腔之间装有第二压力传感器9；所述液压缸10的有杆腔与第四节流阀15之间装有第三压传感器14；

所述第三节流阀13与油箱1之间装有第一流量传感器17；所述溢流阀5与油箱1之间装有第二流量传感器18；

所述所述液压缸10的液压杆上装有位移传感器11。

所述第一压力传感器7、第二压力传感器9、位移传感器11、第三压传感器14、第一流量传感器17和第二流量传感器18都与控制系统16相连。

如图2和图3所示，所述控制系统16包括液压动力控制柜箱2-1、实验工作平台2-2、显示器2-3、节流阀控制面板2-4和控制器柜箱2-5，所述节流阀控制面板2-4还具有4个节流阀控制钮3-1。

如图4所示，在实验过程中采集的数据存储在控制器中，并在控制器中进行运算、处理和分析，然后绘制成曲线图谱，如通过位移传感器测量的数据，经过处理和分析后绘制的液压缸位置曲线4-1和液压缸速度曲线4-2，还有通过多种传感器协同配合测量的数据，经过处理和分析后绘制的回路效率曲线4-3等。

进行变压出口节流调速回路实验时，同时设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力(此时溢流阀5不开启)，液压泵4的出口压力随弹簧压缩量的增大而升高；此时，液压泵4的出口压力是变化的，第二流量传感器18的读数为零。第一流量传感器17的读数与液压缸10的速度成反比例。通过调节第四节流阀15来实现对液压缸10速度的控制。当第四节流阀15的开口大小固定时，随着弹簧12压缩量的增大，液压缸10的速度会下降。

进行变压入口节流调速回路实验时，同时设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力(此时溢流阀5不开启)，液压泵4的出口压力随着弹簧压缩量的增大而升高；此时液压泵4的出口压力是变化的。第二流量传感器18的读数为零。第一流量传感器17的读数与液压缸10的速度成反比例。通过调节第二节流阀8来实现对液压缸10速度的控制。当第二节流阀8的开口大小固定时，随着弹簧12压缩量的增大，液压缸10的速度会下降。

进行定压出口节流调速回路实验时，关闭第三节流阀13，同时设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力，此时溢流阀5开启，液压泵4的出口压力基本等于溢流阀5的设定压力，液压泵4的出口压力基本恒定。第一流量传感器17的读数为零。第二流量传感器18的读数与液压缸10的速度成反比例。通过调节第四节流阀15来实现对液压缸10速度的控制。当第四节流阀15的开口大小固定时，随着弹簧12压缩量的增大，液压缸10的速度会下降。

进行定压入口节流调速回路实验时，关闭第三节流阀13，同时设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力，此时溢流阀5开启，液压泵4的出口压力基本等于溢流阀5的设定压力，液压泵4的出口压力基本恒定。第一流量传感器17的读数为零。第二流量传感器18的读数与液压缸10的速度成反比例。通过调节第二节流阀8来实现对液压缸10速度的控制。当第二节流阀8的开口大小固定时，随着弹簧压12缩量的增大，液压缸10的速度会下降。

在几种调速回路中，通过传感器的读数，都可以进行传动回路效率的计算。液压缸的位置和速度可以在控制系统中进行显示。可以直观的体现节流调速回路的调速特性。即随着负载的增大，液压缸的速度会降低，即节流调速的负载特性较软。

在进行入口节流调速回路实验时，为提高节流调速的负载特性，可以模拟定差减压调速阀的调速特性。此时关闭第三节流阀13，同时设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力，此时溢流阀5开启，液压泵4的出口压力基本等于溢流阀5的设定压力，液压泵4的出口压力基本恒定。第一流量传感器17的读数为零。第二流量传感器18的读数与液压缸10的速度成反比例。固定第二节流阀8的开口大小，通过调节第一节流阀6的开口大小使第二节流阀8的压差实现基本恒定，即实现液压缸5速度的基本恒定，不随着弹簧12压力的增加而速度较低，实现了定差调速阀的调速性能。

在进行入口节流调速回路实验时，为提高节流调速的负载特性，可以模拟三通流量阀的调速特性。此时第一节流阀6完全开启，设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力，此时溢流阀5不开启，液压泵4的出口压力随负载变化。第一流量传感器17的读数为零。第二流量传感器18的读数与液压缸10的速度成反比例。固定第二节流阀8的开口大小，通过调节第三节流阀13的开口大小使第二节流阀8的压差基本恒定，这样可以使液压缸10的速度基本恒定，不随着弹簧12压力的增加而降低，实现三通调速阀的调速性能实验。