1、气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社项目六项目六 液压系统基本回路液压系统基本回路任务任务4 设计与搭建双缸辊轧机液压控制回路设计与搭建双缸辊轧机液压控制回路气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务目的】【任务目的】双缸辊轧机如图6-4-1所示。要求按下启动按钮，液压双缸向下轧制工件，液压双缸下行速度可调，当液压缸向下运行到位后，要求液压缸锁紧保压，保压压力为5MPa；按下复位按钮，液压缸回到初始位置。根据上述任务描述，设计双缸辊轧机液压控制回路，并完成运行调试。图6-4-1 双缸辊轧机1-液压缸 2-辊轮气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等
2、教育出版社【任务目的】【任务目的】1了解流量控制阀的基本知识。2认识调速回路和同步回路。3掌握双缸辊轧机液压控制回路的设计与调试方法。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务分析】【任务分析】任务要求实现液压缸的下降和上升动作，液压双缸要求同步运动，宜采用两个同规格的双作用单杆液压缸作为系统的执行元件，控制回路应采用同步回路。液压缸要求伸出速度可调，应采用调速回路，考虑到辊轧机工作要求平稳性好，设想采用调速回路中的回油节流调速回路进行速度控制。液压缸轧制到位后要求锁紧保压，可采用任务2中的锁紧回路实现。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【知识链接】【
3、知识链接】液压传动系统中，执行元件运动速度的大小，由输入执行元件的油液流量的大小来确定。流量控制阀就是依靠改变阀口通流截面面积的大小或通道长短来控制流量的。常用的流量控制阀主要有节流阀和调速阀两种。一、调速阀一、调速阀 液压系统中使用的节流阀的工作原理和气动节流阀相似，具体内容参见气动节流阀相关知识。节流阀结构简单但是流量不能稳定控制，在对速度有较高要求的场合采用调速阀。（a）实物图 （b）工作原理图 （c）图形符号6-4-2调速阀1-节流阀 2-定差减压阀 3-节流阀阀芯 4-减压阀阀芯 5-泄露油口气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社 调速阀如图6-4-2所示，它的基本
4、结构包括节流阀1、定差减压阀2、节流阀阀芯3、减压阀阀芯4和泄露油口5。它实际就是减压阀与节流阀串接而成的。当压力为P1的油液经减压阀后，压力降为P2，并分成两个分路，一路经节流口流向调速阀的出口，另一路作用在减压阀阀芯的右端面。压力P2的油液经节流阀口降低至P3，将P3压力油液引到减压阀阀芯有弹簧的左侧。这样节流口前后的压力作用在定差减压阀阀芯的左右两端。节流口前后的压差与减压阀的弹簧力相平衡而保持不变，即通过减压阀的流量不变。旋动调节手柄可控制流量的稳定输出。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社二、回油节流调速回路二、回油节流调速回路 如图6-4-3所示为典型的回油节流
5、调速回路。它是将单向调速阀连接在液压缸的回油路上，通过调节调速阀的开口大小来达到调速的目的。节流阀安装在液压缸和油箱之间，可以在液压缸的回油腔形成一定的背压，能承受一定的负值负载,因此提高了执行元件的运动稳定性。由于经节流阀后发热的油液直接进入油箱，油液得到了冷却。图6-4-3 回油节流调速回路1-溢流阀 2-换向阀 3-单向调速阀 4-液压泵气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社 在两个或两个以上液压缸同时动作的液压系统中，有时需要其在运动过程中，能够克服负载、泄露、摩擦和结构变形上的差异，保持相同的速度或相同的位移实现同步动作，这就需要采用同步回路。同步回路分为速度同步和
6、位置同步，本任务采用的是位置同步回路中的活塞杆连接同步回路。三、活塞杆连接同步回路三、活塞杆连接同步回路 如图6-4-4所示，机械构件（辊轮）将活塞杆机械连接成同步液压缸，该回路结构简单，工作可靠，但只适用于两缸负载相差不大的场合，机械连接应具有良好的刚性。图6-4-4双缸同步回路1-溢流阀 2-换向阀 3-辊筒 4-液压泵气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务实施】【任务实施】一、元件清单一、元件清单表6-4-1“双缸辊轧机液压控制回路”所需元件清单气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社二、液压回路仿真设计二、液压回路仿真设计 1打开仿真软件Flui
7、dSIM-H，新建一个制图区并保存，名称为“双缸轧制机液压控制回路”。2在窗口左边的元件库中将涉及的液压元件直接拖到制图区，完成液压元件的选择。如图6-4-5所示。图6-4-5元件选择并合理布局气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社3连接各液压元件，形成液压回路图。如图6-4-6所示。4.回路仿真，观察现象；按下工具栏中的仿真启动按钮，完成所设计回路的仿真，观察执行元件动作过程是否满足任务要求。如图6-4-7所示。图6-4-6 回路连接图6-4-7 回路仿真气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社三、实验操作三、实验操作1.元件选择与固定元件选择与固定 根据元
8、件清单，在实验台抽屉中找出相应的液压元件，固定在操作板上，安装时需检查液控顺序阀、减压阀和换向阀密封圈是否完好，如不完好需及时更换，如图6-4-8所示。图6-4-8元件的选择与固定气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社2.2.回路连接与检查回路连接与检查 根据正确的液压、电气仿真回路图，连接相应的元件，形成液压回路和电气控制回路，并进行检查，如图6-4-9所示。图6-4-9回路连接与检查气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社3 3操作运行操作运行（1）设定系统压力 按照任务1中系统压力的设定步骤，完成系统压力的设定，系统工作压力要求5MPa。（2）回路运行
9、打开泵站电源，运行回路，调节调速阀手柄，观察运行现象，对遇到的问题进行分析和解决，如图6-4-10所示。图6-4-10回路运行电磁阀得电液压双杆向下轧制工件气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社4.4.工位的工位的5S5S 小组完成任务后，系统卸压，关闭泵站电源，拆下油管及元件，并整理后放回原处。如图6-2-13所示。图6-2-13 工位的5S气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务评价任务评价】评价项目评分标准学生自评教师评价操作过程安全性操作规范，无人身和设备安全隐患 职业素养工位整洁，元件、工具摆放合理 实验操作能力元件选择、固定正确 管路连接正确
10、 实验现象实验现象正确 工作原理表述原理表述准确合理 气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【拓展延伸拓展延伸】常用的节流调速回路除了本任务采用的回油节流调速回路，常用的还有进油节流调速和旁路节流调速回路一、进油节流调速回路一、进油节流调速回路 如图6-4-12所示，将单向调速阀连接在定量泵和液压缸的进油口之间，通过调节调速阀开口的大小来达到调速目的，即调节液压缸的运行速度。这种回路中，定量泵多余的油液通过溢流阀回油箱，存在溢流损失。通常用于功率小，负载变化不大的场合。图6-4-12 进油节流调速回路气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社二、旁路节流调速回路
11、二、旁路节流调速回路 如图6-4-13所示，将单向调速阀与液压缸并联安装，使液压缸输入的油液一部分进入液压缸，另一部分直接通过节流阀流回油箱，通过调节调速阀开度，控制液压泵流回油箱的流量，间接控制进入液压缸的流量；该回路有一定的节流损失，无溢流损失，用于负载较大，速度较高，平稳性要求不高的场合。图6-4-14采用调速阀的同步回路气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社二、采用调速阀的同步回路二、采用调速阀的同步回路 如图6-4-14所示，两个液压缸是并联的，在它们的进油路上分别串联了一个调速阀，仔细调节两个调速阀的开口大小，便可控制或调节进入两个液压缸的流量，使两个液压缸在一个
12、运动方向上实现同步。图6-4-13旁路节流调速回路气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【归纳梳理】【归纳梳理】液压基本回路中的执行元件主要有液压缸和液压马达，常用的液压缸为单作用液压缸和双作用液压缸，双作用液压缸分为单杆活塞式和双杆活塞式。控制元件主要有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。常用的方向控制阀包括液控单向阀和换向阀，其中三位换向阀不同的中位机能可以实现不同的控制效果。压力控制阀包括溢流阀、减压阀和顺序阀。流量控制阀包括节流阀和调速阀。常用的方向控制回路包括锁紧回路和换向回路。压力控制回路有单级调压回路、减压回路、平衡回路和顺序回路。速度控制回路包括进油节流调速回路、回油节流调速回路和旁路节流调速回路。
