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摘 要：综述了《节流调速回路性能实验》的实验目的，实验要求，实验内容。通过液压实验台了解典型液压回路及设计液压回路并通过仿真演示实验进行验证，利用实验台搭接设计回路，同时进行相关回路性能测试，加深学生对液压基本回路的理解。
关键词：液压实验台;仿真演示;节流调速回路
引言
《液压传动与气压传动》课程是高校机械类专业学生必修的一门专业基础课，良好的实验教学，可以提高学生对这门课程的掌握程度，增强学生对该课程内容的感性认识，达到预期的教学效果。该门课程实验教学主要任务是使学生了解液压与气压传动系统的基本组成、各种元件的内部结构及工作原理、掌握典型液压与气压基本回路知识.
节流调速回路是一种典型的液压基本回路，通过液压综合测试实验台，学生动手搭建液压基本回路并做基本参数测试，提高学生的动手能力和分析、解决实际问题的能力。
1 实验目的
结合机械电气控制，液压传动课程所学的内容完成液压机械所实现的典型运动轨迹。从中熟悉可编程控制器的性能、编程技巧，常用液压元件的性能和使用方法，油缸的速度控制、定位控制的基本方式。通过实验把电气控制和液压传动知识有机结合起来。进行小型工程设计、制作训练。从而提高学生把各科知识综合结合运用的能力。锻炼了学生的动手能力，故障分析、排除的实践能力。
2 实验要求
1）通过实验熟练掌握液压元器件，电器元件和可编程控制器的性能、结构原理，能根据提供的元件、控制器设计一个简单的控制回路。
2）完成一个从方案設计、编程设计、油路设计到油路的组装连接和调试、改进的工程设计实施的全过程的培训和锻炼。
3）以进口节流调速回路为例了解节流调速回路的组成及调速原理，掌握变负载和恒负载工况下，速度-负载特性和功率特性曲线特点和测试方法
4）分析比较变负载和恒负载节流调速性能特点
3 实验内容
1）设计节流调速回路并做仿真演示实验
①实验说明
进油节流调速回路就是将节流阀（或调速阀）装在进油路上。油路的特点是调速范围大，但油泵在溢流阀的恒压下工作，由于油缸无背压，运动平稳性差，不能在负性负载下工作，且油缸两腔压差大。如果在高压下工作时，油通过流量阀再进入油缸，会使油温升高快，导致油的粘度下降，引起较大的泄漏，影响工作性能。
②实验基本配置
双作用单出杆油缸 1个;二位四通电磁换向阀 1个;节流阀 1个;单向阀 1个;三通 2个;油管 7根。
③具体实验步骤
设计节流调速回路图（如图），按回路图在实验台上搭接实验回路，将电磁铁插头按原理图的标示插入实验台扩展模板输出区对应的插座，如：Y2-Y2即可;实验时将PLC与继电器控制旋钮，旋到PLC控制位置。
实验时，当Y2通电时，油缸左行，调整J1的节流口的大小，可以得到油缸不同的速度。
④仿真软件操作说明
双击电脑桌面上的“力控PCAUTO 3.62”，选择“进油节流调速”，单击“进入运行”，单击仿真界面的“启动”，单击仿真界面的“前进”或“后退”，便可实现画面与实物同步的运动过程，需要停止操作时，单击“停止”，再单击“退出”即可，动画油缸速度的调整：用鼠标左键点住“节流阀调节器”的绿色箭头，左右拖动即可达到调整节流开口的大小，达到调速的目的。注意，此窗口调节的油缸速度，只对仿真界面的动画有用，不能控制实物。
2）利用实验台做节流调速回路性能实验
①测试装置液压原理图
②变负载速度-负载特性和功率特性的测试
测试装置液压原理图中，工作缸和节流阀J2构成进口节流调速回路，负载缸用于给工作缸施加负载，它们分别由两个泵驱动。
变负载速度-负载特性和功率特性是指当工作缸的负载变化时，工作缸的速度v随负载F的变化特性及回路功率参数（有用功率、节流损失、溢流损失、泵输入功率）随工作缸工作压力p2变化特性。
测试时，调节溢流阀7为一个系统设定压力，锁紧手柄;调节节流阀J2为一个设定开度，锁紧手柄;设定若干个加载压力测量点，由小至大调节溢流阀3（即调节负载缸的工作压力，调节工作缸的负载），测量记录各测量点的压力值（MPa）p1，p2，p3，p4，p5、流量q（L/min）及位移L（mm），并计算数据，绘制变负载工况下速度v-负载F曲线和功率-p2曲线。
③恒负载功率特性的测试
恒负载功率特性是指当工作缸的负载不变时，回路功率参数（有用功率、节流损失、溢流损失、泵输入功率）随工作缸输入流量q（或工作缸速度v）变化特性。
测试时，调节溢流阀7为一个系统设定压力，锁紧手柄;调节溢流阀3为一个设定压力（即调节工作缸负载恒定），锁紧手柄;设定若干个流量测量点，由小至大调节节流阀J2的开度，测量记录各测量点的压力值（MPa）p1，p2，p3，p4，p5、流量q（L/min）及位移L（mm），并由和变负载工况相同公式计算出相关参数，由测试计算数据，绘制恒负载工况下功率参数-p2曲线。
④实验软件功能
软件的操作功能：显示液压原理图、变负载速度-负载特性和功率特性的测试、恒负载功率特性的测试、实验结果表显示、变负载实验曲线显示、恒负载实验曲线显示、变负载输出实验报告（HTML格式）、恒负载输出实验报告（HTML格式）、删除实验记录、实验结果图查询、实验结果表查询等。
⑤实验操作步骤
实验时，首先按照原理图在实验台上搭接实验回路，再根据实验装置正确地输入实验参数：液压缸的直径、活塞杆直径、液压泵的实际流量（实测平均值）等。
变负载功率特性（速度负载特性）测试步骤：
按液压原理图连接好回路，电磁铁1YA和2YA由计算机自动控制，电磁铁3YA和4YA由手动控制;启动两个液压泵，调节Py2为系统最高压力（7MPa），Py1系统最低压力，按最高工作压力，由小到大预设若干个加载点（加压点）;手动调整节流阀J2的开度，使工作缸的速度合适;手动开启电磁铁3YA，使负载缸左行至终点;在[变负载速度-负载/功率特性测试]栏填写[测试次数]、[测试数据文件]等;在[实验项目选择]栏选中[变负载速度负载/功率特性测试]，按[项目运行]键，[AD卡]指示变为绿色，说明测试系统工作正常;同时弹出一个[开始下次测试]的对话框;鼠标按对话框上的[OK]键，工作缸右行;当达到[测试行程]时，测试数据自动显示在[实验数据表（BF）]一行内，工作缸左行返回;测试数据显示在[实验数据表（BF）]一行内，工作缸左行返回;此时弹出一个[工作缸停止返回]的对话框;当工作缸左行至末端，鼠标按对话框上的[OK]键，该测压点测试结束;同时又弹出一个[开始下次测试]的对话框;调整Py1至下一个加压点，重复部分操作，直至测试全部完成。
⑥实验结果
根据实验过程中记录的数据，软件自行绘制特性曲线，分析特性曲线，了解回路的性能特点。
参考文献
[1] 关红艳，等.“液压与气压传动”课程教学改革研究 [J].南方农机.2020.
[2] 林峰，仿真软件中液压与气压传动教学中的应用 [J].科技创新导报.2020.
[3] 张友杰，《液压与气压》课程案例教学法研究 [J].科技风.2020.
[4] 王东成，等.虚拟实验技术中液压与气压教学中的应用 [J].2019.
关键词：液压实验台;仿真演示;节流调速回路
引言
《液压传动与气压传动》课程是高校机械类专业学生必修的一门专业基础课，良好的实验教学，可以提高学生对这门课程的掌握程度，增强学生对该课程内容的感性认识，达到预期的教学效果。该门课程实验教学主要任务是使学生了解液压与气压传动系统的基本组成、各种元件的内部结构及工作原理、掌握典型液压与气压基本回路知识.
节流调速回路是一种典型的液压基本回路，通过液压综合测试实验台，学生动手搭建液压基本回路并做基本参数测试，提高学生的动手能力和分析、解决实际问题的能力。
1 实验目的
结合机械电气控制，液压传动课程所学的内容完成液压机械所实现的典型运动轨迹。从中熟悉可编程控制器的性能、编程技巧，常用液压元件的性能和使用方法，油缸的速度控制、定位控制的基本方式。通过实验把电气控制和液压传动知识有机结合起来。进行小型工程设计、制作训练。从而提高学生把各科知识综合结合运用的能力。锻炼了学生的动手能力，故障分析、排除的实践能力。
2 实验要求
1）通过实验熟练掌握液压元器件，电器元件和可编程控制器的性能、结构原理，能根据提供的元件、控制器设计一个简单的控制回路。
2）完成一个从方案設计、编程设计、油路设计到油路的组装连接和调试、改进的工程设计实施的全过程的培训和锻炼。
3）以进口节流调速回路为例了解节流调速回路的组成及调速原理，掌握变负载和恒负载工况下，速度-负载特性和功率特性曲线特点和测试方法
4）分析比较变负载和恒负载节流调速性能特点
3 实验内容
1）设计节流调速回路并做仿真演示实验
①实验说明
进油节流调速回路就是将节流阀（或调速阀）装在进油路上。油路的特点是调速范围大，但油泵在溢流阀的恒压下工作，由于油缸无背压，运动平稳性差，不能在负性负载下工作，且油缸两腔压差大。如果在高压下工作时，油通过流量阀再进入油缸，会使油温升高快，导致油的粘度下降，引起较大的泄漏，影响工作性能。
②实验基本配置
双作用单出杆油缸 1个;二位四通电磁换向阀 1个;节流阀 1个;单向阀 1个;三通 2个;油管 7根。
③具体实验步骤
设计节流调速回路图（如图），按回路图在实验台上搭接实验回路，将电磁铁插头按原理图的标示插入实验台扩展模板输出区对应的插座，如：Y2-Y2即可;实验时将PLC与继电器控制旋钮，旋到PLC控制位置。
实验时，当Y2通电时，油缸左行，调整J1的节流口的大小，可以得到油缸不同的速度。
④仿真软件操作说明
双击电脑桌面上的“力控PCAUTO 3.62”，选择“进油节流调速”，单击“进入运行”，单击仿真界面的“启动”，单击仿真界面的“前进”或“后退”，便可实现画面与实物同步的运动过程，需要停止操作时，单击“停止”，再单击“退出”即可，动画油缸速度的调整：用鼠标左键点住“节流阀调节器”的绿色箭头，左右拖动即可达到调整节流开口的大小，达到调速的目的。注意，此窗口调节的油缸速度，只对仿真界面的动画有用，不能控制实物。
2）利用实验台做节流调速回路性能实验
①测试装置液压原理图
②变负载速度-负载特性和功率特性的测试
测试装置液压原理图中，工作缸和节流阀J2构成进口节流调速回路，负载缸用于给工作缸施加负载，它们分别由两个泵驱动。
变负载速度-负载特性和功率特性是指当工作缸的负载变化时，工作缸的速度v随负载F的变化特性及回路功率参数（有用功率、节流损失、溢流损失、泵输入功率）随工作缸工作压力p2变化特性。
测试时，调节溢流阀7为一个系统设定压力，锁紧手柄;调节节流阀J2为一个设定开度，锁紧手柄;设定若干个加载压力测量点，由小至大调节溢流阀3（即调节负载缸的工作压力，调节工作缸的负载），测量记录各测量点的压力值（MPa）p1，p2，p3，p4，p5、流量q（L/min）及位移L（mm），并计算数据，绘制变负载工况下速度v-负载F曲线和功率-p2曲线。
③恒负载功率特性的测试
恒负载功率特性是指当工作缸的负载不变时，回路功率参数（有用功率、节流损失、溢流损失、泵输入功率）随工作缸输入流量q（或工作缸速度v）变化特性。
测试时，调节溢流阀7为一个系统设定压力，锁紧手柄;调节溢流阀3为一个设定压力（即调节工作缸负载恒定），锁紧手柄;设定若干个流量测量点，由小至大调节节流阀J2的开度，测量记录各测量点的压力值（MPa）p1，p2，p3，p4，p5、流量q（L/min）及位移L（mm），并由和变负载工况相同公式计算出相关参数，由测试计算数据，绘制恒负载工况下功率参数-p2曲线。
④实验软件功能
软件的操作功能：显示液压原理图、变负载速度-负载特性和功率特性的测试、恒负载功率特性的测试、实验结果表显示、变负载实验曲线显示、恒负载实验曲线显示、变负载输出实验报告（HTML格式）、恒负载输出实验报告（HTML格式）、删除实验记录、实验结果图查询、实验结果表查询等。
⑤实验操作步骤
实验时，首先按照原理图在实验台上搭接实验回路，再根据实验装置正确地输入实验参数：液压缸的直径、活塞杆直径、液压泵的实际流量（实测平均值）等。
变负载功率特性（速度负载特性）测试步骤：
按液压原理图连接好回路，电磁铁1YA和2YA由计算机自动控制，电磁铁3YA和4YA由手动控制;启动两个液压泵，调节Py2为系统最高压力（7MPa），Py1系统最低压力，按最高工作压力，由小到大预设若干个加载点（加压点）;手动调整节流阀J2的开度，使工作缸的速度合适;手动开启电磁铁3YA，使负载缸左行至终点;在[变负载速度-负载/功率特性测试]栏填写[测试次数]、[测试数据文件]等;在[实验项目选择]栏选中[变负载速度负载/功率特性测试]，按[项目运行]键，[AD卡]指示变为绿色，说明测试系统工作正常;同时弹出一个[开始下次测试]的对话框;鼠标按对话框上的[OK]键，工作缸右行;当达到[测试行程]时，测试数据自动显示在[实验数据表（BF）]一行内，工作缸左行返回;测试数据显示在[实验数据表（BF）]一行内，工作缸左行返回;此时弹出一个[工作缸停止返回]的对话框;当工作缸左行至末端，鼠标按对话框上的[OK]键，该测压点测试结束;同时又弹出一个[开始下次测试]的对话框;调整Py1至下一个加压点，重复部分操作，直至测试全部完成。
⑥实验结果
根据实验过程中记录的数据，软件自行绘制特性曲线，分析特性曲线，了解回路的性能特点。
参考文献
[1] 关红艳，等.“液压与气压传动”课程教学改革研究 [J].南方农机.2020.
[2] 林峰，仿真软件中液压与气压传动教学中的应用 [J].科技创新导报.2020.
[3] 张友杰，《液压与气压》课程案例教学法研究 [J].科技风.2020.
[4] 王东成，等.虚拟实验技术中液压与气压教学中的应用 [J].2019.