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一、实验装置组成
实验装置由实验工作台、液压泵站、常用液压元件、电气控制单元、数据采集系统等几部分组成。
1、实验工作台
实验工作台由实验安装面板(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、辅助平台结构
由冷轧钢板表面静电喷塑而成,台面带有“T”型槽型材,方便实验时,液压回路的搭接,平台内部分为两部分结构,一半装有“T”型槽铝合金面板(实验完毕,方便液压元件的摆放)一半为油管支架,底部带有钢制滤油网板。辅助平台底部有四个万向脚轮,便于摆放。
3、常用液压元件
以国产力士乐系列液压阀元件(北京华德)为主,配置详见配置清单;
每个液压元件均配有油路过渡底板,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
使用电源:国家标准供电电源——AC220V(±5%)、50HZ,带短路保护、漏电保护、过载保护等功能;
控制电压:安全控制电压—DC24V;
使用环境要求:能在环境温度-10℃——+50℃下使用;
可编程序控制器(PLC):采用日本三菱FX1N-24MR,I/O口20点,继电器输出形式。
漏电脱扣器,接触器,直流24V电源,电磁阀输出控制口,接近开关,连接线缆,插座,按钮,指示灯等
5、数据采集系统
本数据采集系统采用AD卡作为数据采集板卡;配置的传感器都是精度等级在0.5级以上的高精度传感器(可配置压力传感变送器、涡轮式流量传感器、温度变送器、位移传感器变送器、功率变送器、扭矩转速传感变送器等),各传感变送器都带标准信号输出,传感器外部连接电缆均使用屏蔽效果良好的专用电缆,保证了数据采集的精度。数据采集软件对这一系列传感器的输出信号进行数据采集,并实时描绘相关的曲线,生成实时数据报表,绘制任意XY轴的动态曲线,并且有曲线打印功能,数据报表保存打印功能,各个传感器参数设置功能等等。实现计算机智能数据采集、分析、处理、数字显示、曲线自动生成及实时监控等功能,符合未来液压控制的发展趋势。二、技术参数:
1)输入电源电压:三线五线AC380V±10%50HZ;
2)模块和元件直流电压:DC24V,4.5A,带自动短路保护功能;
3)控制电压:安全控制电压——DC24V;
4)使用环境:温度-10℃~+40℃相对湿度<85%(25℃)海拔<4000m(防尘防潮);
5)产品尺寸:长×宽×高=2450mm*700mm*1850mm;
6)总功率:<=5KW;
7)额定压力:<=7Mpa;
8)净重:约为295kg;
9)液压泵组部件:(双泵组)
系统额定工作压力:6Mpa。(最大可至7Mpa)
(1)电机—泵装置(2台)
A、定量叶片泵:公称排量12mL/r,容积效率90%;
定量叶片泵驱动电机:三相交流电压,功率2.2KW,转速1450r/min;
配先导式溢流阀。
B、变量叶片泵:低压变量叶片泵,公称排量12mL/r,压力调节范围4~7Mpa;
变量叶片泵电机:三相交流电压,功率1.5KW,转速1450r/min;
(2)油箱:公称容积60L;附有液位、油温指示计,吸油、回油滤油器,安全阀等;
(3)高品质液压油:中石油32#抗磨液压油
(4)风冷却器:压力0-1.6Mpa;流量:40L;
三、主要特点:
1.模块化结构设计,配有安装的底板,实验时可以随意在通用铝合金型材板上,组装回路操作简单方便。
2.具有很强的扩展性能:因采用模块化设计,元器件模块功能独立,扩展、升级方便。
3.该系统全部采用标准的工业液压元件,使用安全可靠,贴近实际。
4.快速而可靠的连接方式,特殊的密封接口,保证实验组装随便、快捷,拆接不漏油,清洁干净。
5.智能化实验数据采集处理方式。可以对液压回路等进行压力、流量、位移、功率、温度等现场仪表测试和分析,通过相应接口和测试软件,可以将液压测试数据在计算机上进行分析。
6.可编程序控制器(PLC)电气控制,机电液一体控制实验形式。
7.电气回路采用安全导线,24VDC安全电压;并带有电流型漏电保护装置。
8.电机--泵一体,运行稳定,噪音低。
四、实验项目:
一)常用液压元件的性能测试(静态、动态):
1.液压泵的特性测试;
2.溢流阀的特性测试;
3.节流阀的特性测试;
4.调速阀的特性测试;
5.减压阀的特性测试;
6.顺序阀的特性测试;
7.液控单向阀的特性测试;
8.电磁换向阀的特性测试;
二)液压传动基本回路实验:
1.采用节流阀的进油节流调速回路;
2.采用节流阀的回油节流调速回路;
3.采用节流阀的旁路节流调速回路;
4.采用调速阀的进油节流调速回路;
5.采用调速阀的回油节流调速回路;
6.采用调速阀的旁路节流调速回路;
7.简单的压力调定回路;
8.变量泵加旁路小孔节流的调压回路;
9.用多个溢流阀的压力调节回路(二级调压回路);
10.用减压阀的减压回路;
11.采用行程阀的速度换接回路;
12.调速阀串联的速度换接回路;
13.调速阀并联的速度换接回路;
14.采用三位换向阀的卸荷回路;
15.采用先导式溢流阀的卸荷回路;
16.采用顺序阀的顺序动作回路;
17.采用电器行程开关的顺序动作回路;
18.采用压力继电器的顺序动作回路;
19.采用液控单回阀的闭锁(平衡)回路;
20.用顺序阀的平衡回路;
21.蓄能器的应用。
三)学生自行设计、组装的扩展液压回路实验;(可扩展上百种实验)
四)可编程序控制器(PLC)电气控制实验
1.PLC的指令编程,梯形图编程的学习;
2.PLC编程软件的学习与使用;
3.PLC与计算机的通讯,在线调试、监控;
4.PLC对液压传动的优化控制;
五)数据采集系统实验:可进行实验数据采集、分析、处理、即时显示、实验曲线自动生成等功能实验。
六)比例液压类:
1、比例阀的性能测试:
1) 比例溢流阀的控制特性测试;
2) 比例溢流阀的负载特性测试;
3) 比例溢流阀的动态特性测试;
4) 比例方向阀的控制特性测试;
5) 比例方向阀的节流特性测试;
6) 比例方向阀动态特性测试。
2、液压比例控制相关实验:
1)电磁比例溢流阀的稳压控制回路实验;
2)电磁比例溢流阀压力控制系统;
3)电磁比例方向阀的换向回路;
4)电磁比例方向阀的截流特性的调速控制回路;
5)比例控制系统的液压缸位置控制实验;
6)比例系统的简单液压闭环控制实验等。
七)伺服液压实验项目:
1、伺服缸的结构及工作原理;
2、伺服缸的特性实验;
3、位移传感器的工作原理;
4、电液伺服阀的结构及工作原理;
5、电液伺服阀的特性测试;
6、伺服系统的开环控制实验;(a. 阶跃信号响应;b. 正弦波运动控制;)
7、伺服系统的闭环控制实验(反馈);(a. 位置控制实验;b. PID参数可调实验。)