液压教学实验台的设计应用
液压与气动课程是机械类专业的核心课程，液压实验教学手段是保障该课程教学效果的重要条件，因此液压教学实验台的设计、改进与研制成为液压教学人员关注的重要内容。研制的液压教学实验台注重训练学生对液压传动基础知识的理解和掌握，把液压元件认知、液压系统构成、液压回路控制综合在一起，从液压系统的总体布局、液压回路的原理分析入手，促进学生理解和掌握液压传动基本概念和知识，并在此基础上向工程应用逐步扩展。研制的液压教学实验台由液压系统、电气控制系统和实验台架组成，下面分别进行说明。
1、液压系统组成
液压教学实验台的液压系统原理如图1所示，系统包含了8个液压基本回路: 溢流阀调压回路A、节流调速回路B、差动快速运动回路C、顺序动作回路D、减压控制回路E、双泵供油快速运动回路F、自锁保压回路G、卸荷回路H等。组成系统的液压元件包括: 液压动力元件有齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵; 液压控制元件有压力控制阀: 直动式溢流阀、先导式溢流阀、电磁溢流阀、减压阀、顺序阀等，方向控制阀: 三位四通手动换向阀、三位四通电磁换向阀、三位四通手电一体换向阀、二位三通电磁换向阀、单向阀和液控单向阀组成的双向液压锁等，流量控制阀: 节流阀; 液压执行元件有3个双作用液压缸; 液压辅助元件包括: 液压油箱、吸油过滤器、压油过滤器、回油过滤器、空气滤清器、液位/温度计、压力表、压力继电器、球阀、管线和接头等。
2、液压回路说明
根据图1所示的液压系统原理图，可以构成8个液压实验基本回路，对应的功能区域分别用双点划线构成的矩形框包围，并用英文大写字母表示出来，以便甄别和说明。
图1实验台液压原理图
2. 1 溢流阀调压回路
溢流阀调压回路如图1中回路A所示。操作时，先启动齿轮泵2，再调节溢流阀3，观察压力表5的压力指示，可以确定系统的输出压力值。为了保证液压系统正常工作，设定的溢流阀压力值应高于液压执行元件的最大工作压力值1.0MPa以上。
2. 2 节流调速回路
节流调速回路如图1中回路B所示。节流调速的工作原理是通过调节节流阀的开口面积大小来控制进、出液压缸工作腔的流量，以实现控制液压缸运行速度的目的。以液压缸13的活塞杆伸出过程为控制对象，节流调速回路还可以通过操作节流阀7、8、9分别实现进油节流调速、回油节流调速和旁通节流调速。
(1) 进油节流调速回路
将节流阀8完全关闭，节流阀9完全打开，三位四通电磁换向阀6右位工作，通过调节节流阀7控制液压缸13的运行速度。液压油回路: 齿轮泵2→三位四通电磁换向阀6右位→节流阀7→液压缸13无杆腔; 液压缸13有杆腔→二位三通电磁换向阀10右位→节流阀9→三位四通电磁换向阀6右位→油箱。
(2) 回油节流调速回路
将节流阀8完全关闭，节流阀7完全打开，三位四通电磁换向阀6左位工作，通过调节节流阀9控制液压缸13的运行速度。液压油回路与进油节流相同。
(3) 旁路节流调速回路
将节流阀7、节流阀9完全打开，三位四通电磁换向阀6右位工作，通过调节节流阀8控制液压缸13的运行速度。液压油回路: 齿轮泵2→三位四通阀6右位→节流阀7→液压缸13无杆腔+ 节流阀8→油箱; 液缸13有杆腔→二位三通电磁换向阀10右位→节流阀9→三位四通电磁换向阀6右位→油箱。旁路节流调速的原理是节流阀8构成了一条分支油路，减少了进入液压缸13无杆腔的流量，从而调节了活塞伸出的速度; 节流阀8的开口越大，液压缸运行速度越慢。
2. 3 差动回路
差动快速回路如图1中回路C所示。操作时关闭节流阀8，节流阀7全开，三位四通电磁换向阀6右位工作，二位三通电磁换向阀10左位工作。液压油回路: 齿轮泵2→三位四通电磁换向阀6右位→节流阀7→液压缸13无杆腔; 液压缸13有杆腔→二位三通电磁换向阀10左位+ 齿轮泵2供油→液压缸13无杆腔。差动快速回路的工作原理是将液压缸13有杆腔回流的液压油与液压泵输出的液压油叠加充入液压缸13无杆腔，增大了供油量，因此增加了活塞的运行速度。液压缸差动运行时的回路压力比非差动回路要大。
2. 4 顺序动作回路
顺序动作回路如图1中回路D所示。由三位四通电磁换向阀6、21与压力继电器11、24和行程开关12、25配合，实现液压缸13与液压缸26的顺序动作。操作时关闭节流阀9，节流阀7、8全开，调定压力继电器11、24的控制压力。可以按PLC的设定顺序进行操作，举例如下: 先启动齿轮泵2和叶片泵15，调定溢流阀3和溢流阀16的安全控制压力;三位四通电磁换向阀6的电磁铁2YA上电、右位工作，液压缸13活塞杆伸出，到位后触发压力继电器11动作; 三位四通电磁换向阀21的电磁铁5YA上电、右位工作，液压缸26活塞杆伸出，到位后触发压力继电器24动作; 三位四通电磁换向阀6的电磁铁1YA上电、左位工作，液压缸13活塞杆缩回，到位后触发行程开关12动作; 三位四通电磁换向阀21的电磁铁4YA上电、左位工作，液压缸26活塞杆缩回，到位后触发行程开关25动作; 三位四通电磁换向阀6的电磁铁2YA上电、右位工作，液缸13活塞杆伸出，可以继续循环实现连续的顺序动作。
2. 5 减压控制回路
减压控制回路如图1中回路E所示。操作时，先启动齿轮泵2或叶片泵15，调定溢流阀3或溢流阀16的安全控制压力; 三位四通电磁换向阀21的电磁铁5YA上电、右位工作，液压缸26活塞杆伸出到达右端，此时调节减压阀22，观察压力表23的压力指示，可以判断减压阀输出压力的变化。为了保证减压回路正常工作，预定的减压输出值至少要低于溢流阀的调定值0.5MPa，而且减压阀的泄油口必须接回油箱。
2. 6 双泵供油回路
双泵供油回路如图1中回路F所示。齿轮泵与叶片泵同时运行，可以实现快速时的双泵联合供油、低速时的单泵供油。溢流阀3与外控顺序阀20分别设定齿轮泵单独供油与双泵供油时系统的最高工作压力。当液压缸13的负载很小需要快速运行时，齿轮泵与叶片泵同时向液压缸供油，液压缸活塞快速运动; 当液压缸13负载增大，系统压力升高，达到顺序阀
