该液压实验台是基于网络化虚拟仪器技术CAT且为开放式结构,模块化设计,多元化组合,智能化测控的多功能实验台,不仅能完成液压课程中回路论证的实验,而且能作为液压工程测试,液压元件性能测试及多功能控制的实验大平台,通过实验可培养和提高实验者的学习能力,实践能力,设计能力和创新能力,是液压学科中教学及工程应用的得力助手。
一、实验项目
1、常用液压元件性能测试实验。
2、液阻特性性能测试实验。
3、液压回路三维动态画面演示及控制与液压回路搭接控制实验。
4、可编程控制器(PLC)电气控制实验。
5、液压传动系统组成示范演示实验。
6、液压传动各种元器件、辅助结构及工作原理拆装可视性分析实验。
7、液压传动系统电气故障分析示范演示实验。
8、液压传动系统综合故障分析示范演示实验。
9、组态王三维控制软件的学习与设计实验。
10、创新及设计性实验。
11、软、硬件扩展升级空间。
二、实验内容
1、常用液压元件性能测试实验
(1)溢流阀静态性能实验
溢流阀主要静态性能的测试,包括:调压范围测量、压力振摆测量、压力偏移测量、压力损失测量、内泄漏测量、启闭特性测量等;
(2)溢流阀动态性能实验
溢流阀压力阶跃响应特性曲线的测试和溢流阀动态特性各参数(稳态压力、试验流量、卸荷压力、压力幅值、压力超调量、压力峰值、升压时间、卸压时间、过渡时间等)的物理意义及计算方法;
(3)节流阀特性测试实验
节流阀流量压力特性的测试,包括:压力差测算、流量测量、流量—压差特性曲线绘制;
(4)调速阀特性测试实验
调速阀流量压力特性的测试,包括:压力差测算、流量测量、流量—压差特性曲线绘制;
(5)节流调速回路性能实验
变负载速度—负载特性和功率特性的测试;
恒负载工况下功率特性的测试(进油节流调速、回油节流调速、旁路节流调速、进油调速阀的特性测试);
(6)液压泵性能测试实验
液压泵的空载性能测试;
液压泵的效率特性(机械效率、容积效率、总效率)测试;
(7)液压缸的顶缸实验
液压缸的工作压力测试;
测试液压缸的位移和时间,计算其运动速度。
2、液阻特性性能测试实验
(1)环形缝隙流量压力特性实验
可视化测试环形缝隙的压差—流量特性,并与理论特性比较。
(2)细长小孔流量压力特性实验
可视化测试细长小孔的压差—流量特性,并与理论特性比较。
(3)薄壁小孔流量压力特性实验
可视化测试薄壁小孔的压差—流量特性,并与理论特性比较。
3、液压回路三维动态画面演示与控制、液压回路搭接控制实验
本系统配置的北京亚控组态王软件提供了全套73种液压回路三维立体动态的模拟演示与控制,能在计算机里提供液压回路搭接原理图、液压回路三维动画演示图,不仅能控制实验回路的动作,而且可以清晰看到用不同颜色演示液压回路油路的工作动态,使学生能更直观地学习和了解实验内容,实现了实验过程的可视化、人性化。(如下图部分示例)

[1] 压力控制回路(压力控制回路28种—带仿真软件)
(1)调压回路:
①单级调压回路 (带仿真软件)
②单级远程调压回路 (带仿真软件)
③两级调压回路 (带仿真软件)
④两级远程调压回路 (带仿真软件)
⑤三级调压回路 (带仿真软件)
⑥双压回路 (带仿真软件)
(2)减压回路
①一级减压回路 (带仿真软件)
②二级减压回路 (带仿真软件)
(3)保压回路
①单向阀保压回路 (带仿真软件)
②液控单向阀保压回路 (带仿真软件)
③换向阀保压回路 (带仿真软件)
④蓄能器保压回路 (带仿真软件)
⑤辅助泵保压回路 (带仿真软件)
(4)卸荷回路
①三位四通M型中位机能换向阀卸荷回路 (带仿真软件)
②三位四通H型中位机能换向阀卸荷回路 (带仿真软件)
③二位二通电磁换向阀卸荷回路 (带仿真软件)
④先导式溢流阀卸荷回路 (带仿真软件)
⑤行程阀卸荷回路 (带仿真软件)
⑥压力控制卸荷双泵供油回路 (带仿真软件)
⑦电磁阀控制卸荷双泵供油回路 (带仿真软件)
(5)平衡回路
①顺序阀平衡回路 (带仿真软件)
②液控单向阀平衡回路 (带仿真软件)
③单向节流阀平衡回路 (带仿真软件)
④液控单向阀和单向节流阀的平衡回路 (带仿真软件)
⑤平衡与保压回路 (带仿真软件)
⑥液控顺序阀平衡回路 (带仿真软件)
(6)缓冲回路
①调速阀缓冲回路 (带仿真软件)
②溢流阀缓冲回路 (带仿真软件)
[2] 速度控制回路 (速度控制回路25种—带仿真软件)
(1)节流调速回路
①节流阀进油节流调速回路 (带仿真软件)
②调速阀进油节流调速回路 (带仿真软件)
③节流阀回油节流调速回路 (带仿真软件)
④节流阀旁路节流调速回路 (带仿真软件)
⑤调速阀旁路节流调速回路 (带仿真软件)
⑥单节流阀双向进油节流调速回路 (带仿真软件)
⑦单节流阀双向回油节流调速回路 (带仿真软件)
⑧双节流阀双向进油节流调速回路 (带仿真软件)
⑨双节流阀双向回油节流调速回路 (带仿真软件)
⑩有背压阀的进油节流调速回路 (带仿真软件)
⑾调速阀回油节流调速回路 (带仿真软件)
(2)增速回路
①单向阀控制差动连接增速回路 (带仿真软件)
②二位三通电磁换向阀差动连接增速回路 (带仿真软件)
③用蓄能器的增速回路 (带仿真软件)
(3)速度变换回路
①用行程阀的快慢速换接回路 (带仿真软件)
②二位二通电磁阀差动连接速度变换回路 (带仿真软件)
③二位三通电磁阀差动连接速度变换回路 (带仿真软件)
④调速阀串联速度变换回路 (带仿真软件)
⑤调整阀并联进油控制速度变换回路 (带仿真软件)
⑥调整阀并联回油控制速度变换回路 (带仿真软件)
⑦双向速度变换回路 (带仿真软件)
⑧进油控制速度变换回路 (带仿真软件)
⑨回油控制速度变换回路1 (带仿真软件)
⑩快慢速转换回路 (带仿真软件)
⑾回油控制速度变换回路2 (带仿真软件)
[3] 方向控制回路(方向控制回路6种—带仿真软件)
(1)换向回路
①二位四通电磁阀控制连续往复运动回路 (带仿真软件)
②三位四通电磁阀控制连续往复运动回路 (带仿真软件)
(2)锁紧回路
①三位四通电磁换向阀O型中位机能锁紧回路(带仿真软件)
②单向阀锁紧回路 (带仿真软件)
③三位四通电磁换向阀M型中位机能锁紧回路(带仿真软件)
④液控单向阀锁紧回路 (带仿真软件)
[4] 多缸控制回路(多缸控制回路11种—带仿真软件)
(1)顺序动作回路
①压力继电器控制顺序动作回路 (带仿真软件)
②单顺序阀控制顺序动作回路 (带仿真软件)
③行程开关控制顺序动作回路 (带仿真软件)
④顺序阀与行程开关联合控制顺序动作回路 (带仿真软件)
⑤双顺序阀控制顺序动作回路路 (带仿真软件)
⑥压力继电器与行程开关联合控制顺序动作回路(带仿真软件)
⑦行程阀控制顺序动作回路 (带仿真软件)
(2)同步动作控制回路
①调速阀出油节流同步回路 (带仿真软件)
②调速阀进油节流同步回路 (带仿真软件)
③进油节流双向同步回路 (带仿真软件)
④回油节流双向同步回路 (带仿真软件)
[5] 液压马达回路(液压马达回路3种—带仿真软件)
(1)液压马达制动回路 (带仿真软件)
(2)液压马达制动与浮动回路 (带仿真软件)
(3)液压马达节流调速回路 (带仿真软件)
4、可编程控制器(PLC)控制实验
本系统的PLC适用于三菱、西门子、台达
(1)PLC的指令编程、梯形图编程的学习及应用。
(2)PLC与计算机的通讯,在线调试、监控。
5、液压传动系统组成示范演示实验
实验者可在老师的指导下进行,选择好一个较典型的液压传动系统项目,再按下述流程进行。
6、液压传动各种元器件、辅助结构及工作原理拆装可视性分析实验
(1)单向阀 (2)调速阀
(3)二位二通电磁阀(常闭) (4)二位二通电磁阀(常开)
(5)二位二通行程控制阀 (6)二位三通电磁阀
(7)二位四通电磁阀 (8)节流阀
(9)三位四通换向阀(O型) (10)三位四通换向阀体(H型)
(11)三位四通换向阀体(M型) (12)顺序阀
(13)先导式减压阀 (14)先导式溢流阀
(15)压力继电器 (16)液控单向阀
(17)溢流阀 (18)油缸
(19)截止阀 (20)总阀
7、液压传动系统电气故障分析示范演示实验
液压传动系统中的电气故障往往可能出在电源部分及测控系统部分,因此可在这些部分针对性设置一些故障,比如将电源部分中的开关电源模块拆掉一根导线,或者将测控部分中某个传感器拆除,然后观察出现的故障现象并总结记录下来。
8、液压传动系统综合故障分析示范演示实验
液压传动系统常见故障除了测控部分外,还较多地出现在液压元件及液压回路部分,如漏油、压力异常、指示不正确等。实验时可针对性的选择一些环节设置故障,观察故障现象,并作好总结记录。
9、组态王三维控制软件的学习与设计实验
10、创新及设计性实验
实验台设计有实训工作台面,可根据创意设计任意布局。
11、软、硬件扩展升级空间
组态王软件、PLC、计算机测控软件均可作为开发平台,由用户进行创新设计或功能升级,拓展空间非常大。
三、控制测试系统
1、本实验台的控制测试系统由个人计算机、测控软件、三维立体动画软件、PLC、数据采集卡、传感器、电子阀、电机泵组成。
2、本系统的三维立体动画软件是由北京亚控组态王开发。新一代组态王软件6.52版本:开发版256个点,运行版128个点,并口,USB接口,电脑显示控制液压原理回路,时时显示进、回油与各部件工作状态,方便学生理解,便于老师统一讲解安排教学。并具有自已开发升级功能、网络控制功能。是学生学习液压,学习软件,老师系统集中教学的好帮手。
3、本系统的测控软件是用美国NI公司的C++开发的,软件功能齐全,界面直观性强、操作方便、同一界面可同时显示8种虚拟仪器(压力、流量、转速、功率、位移等),可即时显示动态曲线和数据,可即时在软件上控制2个电机泵组开停和6个电磁阀的通断,可对压力、流量、转速、扭矩、位移等进行自动检测,可即时显示动态曲线和数据,自动处理、存储,自动生成实验报告和打印输出。
(详细介绍请见第七部分《计算机控制测试系统》)
四、主要技术参数
1、变量电机泵组 2HP+VP1-12-70
电源 220V / 380V 50HZ
功率 1.5KW
转速 1500r/min
压力 7MPa
流量 10L/min
2、定量电机泵组 3HP+FA1-08
电源 220V / 380V 50HZ
功率 2.2KW
转速 1500r/min
压力 7MPa
流量 12L/min
3、风冷却器
压力1.4 MPa 流量20L 功率 38W
4、油箱:
580 × 480× 270mm 容积:60L
5、外形尺寸:
1590 × 550 × 1680mm
6、实验台重量:
118KG
7、传感器
(1)压力传感器
精度等级:0.1
测量范围:10 MPa
(2)直流位移传感器
精度等级:0.2
灵敏度:0.5~10mv/v.mm
直流电源电压:12V
(3)涡轮流量传感器
精度等级:0.5
流量范围:0.2~1.2m3/h
最大工作压力:16MPa
8、压力表
(1)YTN150
精度等级:0.4
压力:0~1.6MPa
(2)YTN60
精度等级:2.5
压力:0~10MPa
9、数字显示表
精度等级:0.5
五、计算机控制测试系统
1、系统硬件
计算机控制测试系统硬件部分由个人计算机、PLC、AD/DA采集卡、传感器(压力、流量、位移)、霍尔元件、光电开关、电子阀、流量表、压力表、转速/温度显示表、电机泵组成。
(1)传感器
本实验台的计算机控制
测试系统配置了压力传
感器、流量传感器、
功率传感器、
位移传感器、
光电开关、霍尔元件等,
以满足各项实验参数
测试的需要。
(2)测试卡
本实验台的计算机控制测试系统配置了AD/DA采集卡、等,可实现实验数据的自动检测、
采集、分析和处理。
(3)仪表
本实验台的计算机控制测试系统配置了压力表、KW表、大小流量表、转速温度显示表、数字直流电压表、数字直流电流表等,可即时、直观地显示各参量,便于监控和调控。
(4)可编程控制器
本实验台的计算机控制测试系统配置了三菱、西门子(选配)的可编程控制器(PLC),系统的测控软件可适用于其中任意一种PLC,便于用户选择。
2、系统软件
1、计算机控制测试软件
计算机控制测试软件是用美国NI公司的C++开发的,软件功能齐全,界面直观性强、操作方便、同一界面可同时显示8种虚拟仪器,(压力、流量、转速、功率、位移等)可即时显示动态曲线和数据,可即时在软件上控制2个电机泵组开停和6个电磁阀的通断。
(1)软件安装完成后,只要点击计算机桌面上的图标,就会进入YZ-M/C智能型液压综合实验台测试控制软件的主界面(如图1所示)YZ-M/C智能型液压综合实验台软件可完成10项液压基本实验:细长孔液阻特性实验、薄壁小孔液阻特性实验、同心环形缝隙液阻特性实验、溢流阀静态性能实验、溢流阀动态性能实验、减压阀静态性能测试、节流调速回路性能测试、液压泵性能测试、液压马达性能测试等,界面可分为四个区:上面左方为压力、流量、功率等虚拟仪器,上面右方为控制台油泵、电磁阀操作区,下面左方为适时数据记录,下面右方为适时动态曲线。界面设置了数椐保存清除,测试实验选择,演示回路选择,实验数椐分析,实验参数,软件说明帮助。
(2)点击软件左上角:“选择实验”,立刻弹出选择菜单。(如图2所示)
单击所选择实验项目时,(以下以“节流调速回路性能测试”为例),界面转换到“节流调速回路性能测试”画面。
(3)点击软件左边控制台上方的红按扭,打开 “节流调速回路性能测试”回路图(如图4所示),按图搭接“节流调速回路性能测试”回路。
(4)按照实验要求,启动泵站,打开节流阀,调节溢流阀,打开电磁阀,液压回路油缸开始动,并自动记录数椐,生成曲线,实验报告.如下图5,图6,图7。
2、北京亚控组态王三维立体液压元件,液压回路控制软件
新一代组态王软件6.52版本;开发版256个点;运行版128个点;并口;USB接口,电脑显示控制液压原理回路,时时显示进、回油与各部件工作状态,方便学生理解,便于老师统一讲解安排教学。并具有自已开发升级功能、网络控制功能。是学生学习液压,学习软件,老师系统集中教学的好帮手。
(1)液压回路软件演示目录:
压力控制6类28种回路,
速度控制3类25种回路,
方向控制2类6种回路,
多缸控制2类11种回路,
液压马达3种回路
(2)液压软件元件演示目录:
软件可实现各种液压元件的360°立体旋转,观察剖面结构,并演示其拆、装全过程,使学生充分了解各类液压元器件的结构组成,培养学生的动手能力与细节观察能力。
1. 单向阀
2. 调速阀
3. 二位二通电磁阀(常闭)
4.二位二通电磁阀(常开)
5. 二位二通行程换向阀
6.二位三通电磁阀
7. 二位四通电磁阀减压阀
8.节流阀
9. 截止阀
10. 三位四通电磁阀(H型)
11. 三位四通电磁换向阀(M型)
12. 三位四通电磁换向阀(O型)
13. 顺序阀
14. 先导减压阀
15. 先导溢流阀
16. 压力继电器
17. 液控单向阀
18. 溢流阀
19. 油缸
20. 总阀