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液壓教學實驗臺安全措施的改進

文檔作者：劉體龍趙保平劉志民蘇茹茹文檔來源：河北工程大學機電學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月20日
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2011年l0月
第39卷第20期
機床與液壓
MACHINE TOOL &amp;amp; HYDRAULICS
0ct．20l1
Vo1．39 No．20
DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．20．042
液壓教學實驗臺安全措施的改進
劉體龍，趙保平，劉志民，蘇茹茹
(河北工程大學機電學院，河北邯鄲056038)
摘要：液壓實驗教學，經(jīng)常需要操作者對系統(tǒng)回路的工作壓力進行過程控制，而對缺乏實踐經(jīng)驗的大學生來說，很容
易出現(xiàn)壓力超調(diào)(過載)。針對這一特點，分析QCS008液壓綜合教學實驗臺的安全問題，并提出具體的改進措施。
關(guān)鍵詞：液壓實驗臺；安全措施；改進
中圖分類號：TH137 文獻標識碼：B 文章編號：1001—3881(2011)20—118—2
The Safety M easure Improvement of the Hydraulic Experiment Station
LIU Tilong，ZHAO Baoping，LIU Zhimin，SU Rum
(School of Mechanical and Electrical Engineering，Hebei University of Engineering，
Handan Hebei 056038，China)
Abstract：In hydraulic experimental teaching，the operators are required to have the knowledge to control the working pressure of
the system loop．However，because of the lack of practical experience，undergraduates usually make the station overload．Aiming at
this issue，the security measures of QCS008 hydraulic experiment station were analyzed and the concrete improvement method was pro·
posed．
Keywords：Hydraulic experiment station；Security measures；Improvement
液壓設(shè)備存在著安全隱患。為此，無論是高校用
的液壓教學設(shè)備，還是企業(yè)用的液壓生產(chǎn)設(shè)備，都配
置了兩項安全保護措施：其一是配置在液壓設(shè)備系統(tǒng)
回路中的溢流閥(安全閥)，用來調(diào)定系統(tǒng)工作壓力
或限定最高承載壓力；其二是配置在電控系統(tǒng)回路中
的過流保護(當液壓設(shè)備系統(tǒng)出現(xiàn)過載時，靠熔斷
保險來切斷電源)。這兩項互相關(guān)聯(lián)的安全措施，一
方面要求操作者必須嚴格按照設(shè)備的安全操作規(guī)程進
行操作，另一方面要求保險的熔斷電流必須保證安全
壓力下的設(shè)計值。二者任一出現(xiàn)問題，就會引發(fā)設(shè)備
或人身事故。
作者從事液壓實驗教學工作二十多年。在日常教
學過程中，盡管在每次實驗前都認真講解安全操作規(guī)
程及注意事項，在實驗中時刻注意、警惕學生們的實
驗過程，但因?qū)嶒灧纸M、人數(shù)較多，故常由學生誤操
作而引發(fā)的象系統(tǒng)出現(xiàn)異常響聲，設(shè)備突然停機，壓
力表打壞，管路接頭崩裂，系統(tǒng)元件泄漏增加、容積
效率降低，溢流閥調(diào)節(jié)手輪脫落等設(shè)備故障現(xiàn)象屢見
不鮮，其故障的根本原因是因?qū)W生超調(diào)安全閥“安
全”壓力。特別是三年前的一天下午，作者指導大
三學生做液壓實驗，實驗名稱— — 蓄能器緩沖回路。
共分兩個小組，每組一臺實驗設(shè)備。當作者在其中一
組指導學生如何實現(xiàn)換向緩沖時，另一小組，由于一
名學生超調(diào)了安全閥“安全” 壓力，另一名學生操
縱換向閥由卸荷位向超“安全” 壓力位換向時，瞬
間溢流閥(安全閥)的先導閥調(diào)壓手柄飛出(先導
閥內(nèi)部孔用彈性擋圈脫落，螺紋旋合部位因磨損嚴重
而劃扣)，打向?qū)嶒炇覍γ娴膲ι?。此事故萬幸沒有
學生受到傷害，否則后果不堪設(shè)想。
事后不久，作者對該液壓實驗設(shè)備系統(tǒng)回路進行
了認真的分析和研究，其主導思想是針對缺乏實踐操
作經(jīng)驗的學生，在上述兩項安全措施(安全閥調(diào)節(jié)
及保險配置)都存在問題的前提下，仍能很好地保
護人身和設(shè)備安全?，F(xiàn)具體闡述作者對QCSO08液壓
綜合教學實驗臺安全措施的改進方法，以供高校教學
和企業(yè)生產(chǎn)部門的同行們參考。
1 安全措施的改進
1．1 對原實驗臺系統(tǒng)回路的分析
圖1中除雙點劃線框外部分外為原實驗臺系統(tǒng)回
路的原理，可完成：(1)雙泵快速回路；(2)差動
聯(lián)接回路；(3)順序動作回路；(4)減壓回路；(5)
調(diào)壓及卸荷回路；(6)蓄能器緩沖回路；(7)節(jié)流
調(diào)速回路等教學實驗。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，對于油源泵
(柱塞泵)2所屬的系統(tǒng)回路，溢流閥3承擔著系統(tǒng)
調(diào)壓以及安全保護的作用(一閥多用，具有不確定
性)。上述事故就是在溢流閥4卸荷，換向閥2l、23
收稿日期：2010—09—04
作者簡介：劉體龍(1959一)，男，高級實驗師，主要從事機械專業(yè)的實驗教學工作。E—mail：liutilong2010@163．corn。
第20期 劉體龍等：液壓教學實驗臺安全措施的改進 ·119·
電磁鐵3ZT、4ZT、7ZT失電，節(jié)流閥30打開，溢流
閥(安全閥)3壓力超調(diào)(幾乎處于關(guān)閉狀態(tài))，換
向閥24電磁鐵1T由得電位向失電位切換瞬間發(fā)生
的。
27U E三三
掬：
ZT
T4XK 5X Kr 3X KT
6XK 7XK‘
Tl 錒尺
。z
16 17
。
U U
P7一
l5
23
9 l Pi+ 焉
i l11ZT
35
lT
1-齒輪泵2一柱塞泵3、4、5、肛一先導式溢流閥6、7、l3一單向閥
8一單向調(diào)速閥 遠程調(diào)壓閥lO、l1、3O、o一節(jié)流閥l卜減壓閥
l4一單向順序閥15、A-壓力繼電器16、l7、l9、23、24、B一二位二
通電磁換向闕l8一二位互通電磁換向閥20、2l、22一三位四通電磁換
向閥25、26一液流計27、28一液壓缸29一轉(zhuǎn)閥3l、32一過濾器
33、34-轉(zhuǎn)換開關(guān)35一蓄能器36、37一壓力傳感器38一流量計
39--冷卻器40--加熱器4l一溫度計42、43m 電動機44m油箱
45、46---聯(lián)軸器P1．P8一壓力輸出接口
圖1 QCS008液壓綜合教學實驗臺回
路及安全措施改進原理圖
1．2 對原實驗臺系統(tǒng)回路的改進方法
圖1中示安全措施的改進方法，主要是在原實驗
臺系統(tǒng)回路的基礎(chǔ)上，增加了雙點劃線框部分，包
括：壓力繼電器A、二位二通電磁換向閥B、節(jié)流閥
c和溢流閥D等液壓元件。新配置的這些元件，成本
低廉，并使得實驗臺系統(tǒng)回路，在溢流閥(安全閥)
3手動調(diào)節(jié)過載(壓力超調(diào))且電保險又配置不當?shù)?
情況下，仍具有上述兩路安全保護功能。
注：為防止非專職人員操作，應將新配置的液壓
元件安裝在實驗臺的機體內(nèi)部(原則上不與學生及
其他人員見面)。
1．3 改進方法的調(diào)整過程及原理
首次開機前，應將新配置的液壓元件及安全回路
進行調(diào)整，其調(diào)整關(guān)系式為：
PA (1～1．02)p PD一1．1p
式中：P 為實驗臺系統(tǒng)回路工作時根據(jù)負載或?qū)嶒?
要求所確定的額定工作壓力(由溢流閥3調(diào)定)；
P 為溢流閥3遠程控制的安全壓力(由壓力
繼電器A配合節(jié)流閥c整定)；
P 為油源泵出口直接控制的安全壓力(由溢
流閥D調(diào)定)。
P。值、P 值的調(diào)整過程為：
(1)三位四通電磁換向閥21處于中位；關(guān)閉節(jié)
流閥30和C；旋松溢流閥D的調(diào)壓手柄；旋緊溢流
閥(安全閥)3的調(diào)壓手柄；啟動油源泵(柱塞泵)
2；緩慢旋緊溢流閥D的調(diào)壓手柄直至P8的壓力輸
出值達到P 的設(shè)計值并鎖定手柄。
此過程的安全回路為：
油液一過濾器31一柱塞泵2一溢流閥D一油箱。
(2)調(diào)整壓力繼電器A發(fā)信并使DT電磁鐵得電
(此時，二位二通電磁換向閥B使得溢流閥3的遠程
控制油路與節(jié)流閥c接通)，調(diào)節(jié)節(jié)流閥c并按要求
重新整定繼電器A直至P8的輸出壓力回降到P 的整
定值為止(注：繼電器A的發(fā)信壓力等于P 的整定
值)。
此過程的安全回路為：
油液一過濾器31一柱塞泵2一單向閥7一
溢流閥3的遠程控制口一換向閥B一節(jié)流閥C一油箱
溢流閥3的主閥路一液流計26一油箱
P 值、P。值調(diào)好后，就隱含在實驗臺的機體內(nèi)，以
后正常開機工作時，不需再作調(diào)整。
上述調(diào)整過程是在溢流閥(安全閥)3的先導閥
處于關(guān)閉狀態(tài)下進行的，其調(diào)整值設(shè)定在(1～1．1)P
范圍內(nèi)。該范圍分兩種情況進行保護：其一，當繼電
器A、二位二通電磁換向閥B以及節(jié)流閥C各液壓元
件工作正常時，無論如何調(diào)節(jié)溢流閥(安全閥)3，
液壓系統(tǒng)回路的最高安全壓力都不會超過(1～
1．02)P ；其二，當A、B、c各液壓元件因出現(xiàn)故
障而不能正常工作時，無論如何調(diào)節(jié)溢流閥(安全
閥)3，液壓系統(tǒng)回路的最高安全壓力都不會超過
1．1p 。
2 結(jié)束語
通過對QCS008液壓綜合教學實驗臺原系統(tǒng)回路
的分析以及對其安全措施的改進，消除了因操作者過
量超調(diào)溢流閥(安全閥)3或電控系統(tǒng)過流保險配置
不當而常引發(fā)的設(shè)備或人身事故。這對提高設(shè)備精
度、延長設(shè)備使用壽命、保證人身安全具有重要的意
義。
參考文獻：
【1】劉體龍．液壓傳動實驗指導書[M]．邯鄲：河北工程大
學，2008．
【2】沈興全，吳秀玲．液壓傳動與控制[M]．北京：國防工業(yè)
出版社，2004．

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