液压教学实验台安全措施的改进.pdf

2 0 1 1 年 l 0月 第 3 9卷 第 2 0期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAULI CS 0c t ． 2 0l 1 Vo 1 ． 3 9 No ． 2 0 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 2 0 ． 0 4 2 液压教学实验 台安全措施 的改进 刘体龙 ，赵保 平 ，刘 志民 ，苏茹茹 河北工程大学机电学院，河北邯郸 0 5 6 0 3 8 摘要 液压实验教学，经常需要操作者对系统回路的工作压力进行过程控制，而对缺乏实践经验的大学生来说 ，很容 易出现压力超调 过载 。针对这一特点，分析 Q C S 0 0 8液压综合教学实验台的安全问题 ，并提出具体的改进措施。 关键词液压实验台；安全措施 ；改进 中图分类号T H1 3 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 2 01 1 8 2 Th e S a f e t y M e a s ur e I mp r o v e me n t o f t h e Hy dr a u l i c Ex pe r i me n t S t a t i o n LI U Ti l o n g，ZHAO Ba o p i n g，L I U Zh i mi n，SU Ru m S c h o o l o f Me c h a n i c al a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ， H e b e i U n i v e r s i t y o f E n g i n e e r i n g ， H a n d a n H e b e i 0 5 6 0 3 8 ，C h i n a Ab s t r a c t I n h y d r a u l i c e x p e r i me n t a l t e a c h i n g ，t h e o p e r a t o r s a r e r e q u i r e d t o h a v e t h e k n o wl e d g e t o c o n t r o l t h e wo r k i n g p r e s s u r e o f t h e s y s t e m l o o p ．Ho we v e r ，b e c a u s e o f t h e l a c k o f p r a c t i c a l e x p e rie n c e ，u n d e r g r a d u a t e s u s u all y ma k e t h e s t a t i o n o v e r l o a d ．A i mi n g a t t h i s i s s u e ， t h e s e c u ri t y m e a s u r e s o f Q C S 0 0 8 h y d r a u l i c e x p e ri me n t s t a t i o n w e r e a n al y z e d a n d t h e c o n c r e t e i mp r o v e m e n t m e t h o d w a s p r o p o s e d ． Ke y wo r d s Hy d r a u l i c e x p e rime n t s t a t i o n；S e c u ri t y me a s u r e s ；I mp r o v e me n t 液压设备存在着安全隐患。为此 ，无论是高校用 的液压教学设备，还是企业用的液压生产设备，都配 置了两项安全保护措施 其一是配置在液压设备系统 回路中的溢流阀 安全阀 ，用来调定系统工作压力 或限定最高承载压力；其二是配置在电控系统回路中 的过流保护 当液压设备 系统出现过载时，靠熔断 保险来切断电源 。这两项互相关联的安全措施 ，一 方面要求操作者必须严格按照设备的安全操作规程进 行操作，另一方面要求保险的熔断电流必须保证安全 压力下的设计值。二者任一出现问题，就会引发设备 或人身事故。 作者从事液 压实验教学工作二十 多年 。在 日常教 学过程中，尽管在每次实验前都认真讲解安全操作规 程及 注意事项 ，在实验 中时刻注意 、警惕学 生们 的实 验过程 ，但因实验分组 、人数较多，故常由学生误操 作而引发的象系统出现异常响声 ，设备突然停机，压 力表打坏 ，管路接头崩裂 ，系统元件泄漏增加、容积 效率降低 ，溢流阀调节手轮脱落等设备故障现象屡见 不鲜 ，其故障的根本原 因是 因学生超调安全 阀 “ 安 全”压力。特别是三年前 的一天下午，作者指导大 三学生做 液压实验 ，实 验 名称 蓄能器 缓 冲 回路 。 共分两 个小组 ，每组一 台实验设备 。当作 者在其 中一 组指导学 生如何实现换 向缓 冲时 ，另一小组 ，由于一 名学生 超调 了安 全 阀 “ 安全 ” 压 力 ，另一 名 学生 操 纵换向阀由卸荷位向超 “ 安全”压力位换 向时，瞬 间溢流阀 安全阀的先导阀调压手柄飞出 先导 阀内部孔用弹性挡圈脱落，螺纹旋合部位因磨损严重 而划扣 ，打向实验室对面的墙上。此事故万幸没有 学生受到伤害，否则后果不堪设想。 事后不久，作者对该液压实验设备系统回路进行 了认真的分析和研究 ，其主导思想是针对缺乏实践操 作经验 的学生 ，在 上 述两 项安 全 措施 安 全 阀调 节 及保险配置都存在 问题的前提下 ，仍能很好地保 护人身和设备安全。现具体阐述作者对 Q C S O 0 8液压 综合教学实验台安全措施的改进方法，以供高校教学 和企业生产部门的同行们参考。 1 安全措施的改进 1 ． 1 对原 实验 台系统回路的分析 图 1中除双点划线框 外部分外为原实验 台系统 回 路的原理 ，可完成 1 双泵快 速 回路 ； 2 差 动 联接 回路； 3 顺序动作回路； 4 减压回路； 5 调压 及卸荷 回路 ； 6 蓄能器 缓冲 回路 ； 7 节 流 调速 回路 等教学实验。经分 析发现 ，对 于油源 泵 柱塞 泵 2所 属 的系统 回路 ，溢 流 阀 3承担 着 系统 调压 以及安 全 保护 的作 用 一 阀多 用 ，具 有 不确 定 性 。上述 事故就是在溢流 阀 4卸荷 ，换 向阀 2 l 、2 3 收稿 日期 2 0 1 0 0 9 0 4 作者简介 刘体龙 1 9 5 9 一 ，男 ，高级实验师 ，主要从事机械专业 的实验教学工作 。Em a i l l i u t i l o n g 2 0 1 0 1 6 3 ． c o rn。 第 2 0期 刘体龙 等 液压教学实验台安全措施的改进 1 1 9 电磁铁 3 Z T 、4 Z T 、7 Z T失 电，节 流阀 3 0打 开 ，溢流 阀 安全阀 3压力超调 几乎 处于关 闭状 态 ，换 向阀 2 4电磁 铁 1 T由得 电位 向失 电位切 换 瞬 间发生 的。 2 7 U E三三 掬 ZT T4XK 5 X Kr 3X KT 6 XK 7 XK‘ T l 锕尺 。 z 16 1 7 。 U U P7 一 l 5 23 9 l P i 焉 i l 1 1 ZT 3 5 l T 1 --齿轮泵 2 一柱塞泵 3 、4 、5 、肛一先导式溢流阀 6 、7 、l 3 一单向阀 8 一单向调速阀 远程调压阀 l O 、l 1 、3 O 、o一节流阀 l 卜 减压阀 l 4 一单向顺序阀 1 5 、A --压力继电器 1 6 、l 7 、l 9 、2 3 、2 4 、B 一二位二 通电磁换 向阙 l 8 一二位互通电磁换向阀 2 0 、2 l 、2 2 一三位四通电磁换 向阀 2 5 、2 6 一液流计2 7 、2 8 一液压缸2 9 一转阀3 l 、3 2 一过滤器 3 3 、3 4 --转换开关3 5 一蓄能器3 6 、3 7 一压力传感器3 8 一流量计 3 9 - - 冷 却器4 0 - -- 加 热器4 l 一 温度 计4 2 、4 3 m 电动 机4 4 m 油箱 4 5 、4 6 ----联轴 器 P 1 ． P 8 一压 力输 出接 口 图 1 Q C S 0 0 8液压综合教学实验台回 路及安全措施改进原理图 1 ． 2对原 实验 台系统回路的改进方法 图 1中示安全措施的改进方法，主要是在原实验 台系统 回路 的基础 上 ，增 加 了双 点 划线 框 部分 ，包 括 压力 继电器 A、二位二通 电磁换 向阀 B 、节 流阀 c和溢流阀 D等液压元件。新配置的这些元件 ，成本 低廉 ，并使得实验台系统回路 ，在溢流阀 安全阀 3手动调节过载 压力超调 且 电保险又配置不 当的 情况下，仍具有上述两路安全保护功能。 注 为防止 非专职人员操作 ，应 将新配置的液压 元 件安装 在 实验 台 的机体 内部 原则 上 不与 学生 及 其他人员见面 。 1 ． 3 改进 方 法的调 整过 程及 原理 首次 开机前 ，应将新 配置的液压元件及安全 回路 进行调整 ，其调整关系式为 P A 1～1 ． 0 2 p P D 一1 ． 1 p 式 中 P 为实 验 台系 统 回路工 作 时根 据 负载 或实 验 要 求所 确定的额 定工作压力 由溢流 阀 3调定 ； P 为溢流 阀 3远程 控制 的安 全压 力 由压 力 继 电器 A配合节流 阀 c整定 ； P 为油源 泵 出 口直 接控 制 的安全 压力 由溢 流 阀 D调定 。 P 。 值 、P 值的调整过程为 1 三位 四通 电磁换 向 阀 2 1 处 于 中位 ；关 闭节 流 阀 3 0和 C ；旋 松溢 流 阀 D的调压 手柄 ；旋 紧溢 流 阀 安全 阀3的调压 手柄 ；启 动油源泵 柱塞泵 2 ；缓慢旋紧 溢流 阀 D的调压 手柄 直至 P 8的压 力输 出值达到 P 的设计值并 锁定 手柄。 此过程 的安全 回路为 油液一 过滤器 3 1 一 柱塞泵 2 一溢流 阀 D 一油箱 。 2 调整压力继电器 A发信并使 D T电磁铁得电 此时 ，二位二通 电磁换 向阀 B使得 溢流 阀 3的远程 控制油路与节流 阀 c接通 ，调节 节流 阀 c并 按要求 重新整定继电器 A直至 P 8的输出压力回降到P 的整 定值为止 注 继电器 A的发信压力等于 P 的整定 值 。 此过程 的安全 回路为 油液一过滤器 3 1 一柱塞泵2 一单向阀7 一 溢流阀3的远程控制口一换向阀 B 一节流阀 C 一油箱 溢流阀 3的主阀路一液流计 2 6 一油箱 P 值 、 P 。 值调好后，就隐含在实验台的机体 内，以 后正常开机工作时 ，不需再作调整 。 上述调整过程是在溢 流阀 安全 阀3的先导 阀 处于关闭状态下进行的，其调整值设定在 1～ 1 ． 1 P 范围内。该范围分两种情况进行保护 其一，当继电 器 A、二 位二通电磁换 向阀 B以及节 流阀 C各液压元 件工作正常时，无论如何调节溢流阀 安全阀3 ， 液压 系 统 回路 的最 高 安 全 压 力 都 不 会 超 过 1～ 1 ． 0 2 P ；其二，当 A、B、c各液压元件 因出现故 障而不能正常工作时，无论如何调节溢流阀 安全 阀3 ，液压系统 回路的最 高安全压力都不会超过 1 ．1 p 。 2 结束语 通过对 Q C S 0 0 8液压综合教学 实验 台原系统 回路 的分 析以及 对其安全措施 的改进 ，消除 了因操作者过 量超调溢流 阀 安全 阀3或 电控系统过流保 险配置 不 当而常 引发 的设 备或 人 身事 故 。这 对提 高设 备 精 度 、延 长设 备使 用寿命 、保证人 身安全具有重要 的意 义。 参考文献 【 1 】刘体龙． 液压传动实验指导书[ M] ． 邯郸 河北工程大 学 ， 2 0 0 8 ． 【 2 】沈兴全， 吴秀玲． 液压传动与控制[ M] ． 北京 国防工业 出版社 ， 2 0 0 4 ．