柔性液压节流调速回路实验系统
技术领域
本实用新型涉及一种液压传动实验系统，具体是一种柔性液压节流调速回路实验系统，属于机械行业液压传动技术领域。
背景技术
液压传动技术在工程机械设备中有着广泛的应用。液压传动课程是自动化、机械电子工程、机械工程及其自动化等工科专业的专业技术基础课程，是一门实践性很强的课程；学习液压传动时，除了基础理论知识，通过实验加深理解也是一种重要的学习方法；实验教学是理论与实践相结合的重要实践性教学环节，是学习、理解、掌握液压理论知识的重要教学手段，也是培养学生实践能力、动手操作能力的重要技术手段。
节流调速回路是液压系统中的基本回路，是理解和学习液压控制理论的基础。现有的液压节流调速实验系统一般都是分散的零部件，在进行不同的回路实验时需要进行零件和管路的拆卸，造成液压油的泄漏、液压油的污染和零部件的损坏。造成实验室环境污染和学生怕脏不愿动手，回路切换时间长，造成时间浪费。同时现有的实验设备缺乏数据采集和存储，无法进行定量的分析液压回路，影响实验效果。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种柔性液压节流调速回路实验系统，使用该系统进行实验，能够实现不同节流调速回路的灵活切换，并同时进行数据采集和存储，提高回路切换的效率，避免污染，提高系统可靠性和实验教学的质量。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种柔性液压节流调速回路实验系统，包括油箱、过滤器、电动机、液压泵、溢流阀、第一节流阀、第一压力传感器、第二节流阀、第二压力传感器、液压缸、位移传感器、弹簧、第三节流阀、第三压力传感器、第四节流阀、第一流量传感器、第二流量传感器和控制系统；
所述电动机连接液压泵；所述液压泵的吸油口连接过滤器，其出油口连接第一节流阀与溢流阀；所述第一节流阀的出口与第二节流阀和第三节流阀相连，所述第二节流阀的出口与液压缸的无杆腔相连；液压缸的有杆腔通过第四节流阀后与油箱相连；
所述第一节流阀的出口处装有第一压力传感器；所述第二节流阀与液压缸的无杆腔之间装有第二压力传感器；所述液压缸的有杆腔与第四节流阀之间装有第三压力传感器；
所述第三节流阀与油箱之间装有第一流量传感器；所述溢流阀与油箱之间装有第二流量传感器；
所述所述液压缸的液压杆上装有位移传感器。
所述第一压力传感器、第二压力传感器、位移传感器、第三压力传感器、第一流量传感器和第二流量传感器都与控制系统相连。
进一步地，所述控制系统包括液压动力控制柜箱、实验工作平台、显示器、节流阀控制面板和控制器柜箱。
进一步地，在实验过程中采集的数据存储在控制器柜箱中的控制器中，在控制器中进行运算、处理和分析后，由显示器显示结果。
本实用新型可以进行不同节流调速回路的实验而无需拆卸管路，并同时采集和存储实验数据，提高了实验过程中不同回路切换的效率，避免了液压油的泄漏和提高了实验系统的寿命。
本实用新型的节流调速可以对不同负载下的速度情况进行对比和分析，同时通过传感器的融合可以进行综合的系统分析和研究，根据测试的数据，通过数据分析可以更深入的体现系统的传动效率，负载特性等。
附图说明
图1是本实用新型液压系统原理示意图；
图2是本实用新型实验系统布置图；
图3是本实用新型节流阀调整面板示意图；
图4是本实用新型测试曲线显示界面示图；
图中，1.油箱，2.过滤器，3.电动机，4.液压泵，5.溢流阀，6.第一节流阀，7.第一压力传感器，8.第二节流阀，9.第二压力传感器，10.液压缸，11.位移传感器，12.弹簧， 13.第三节流阀，14.第三压力传感器，15.第四节流阀，16.控制系统，17.第一流量传感器， 18.第二流量传感器，2-1.液压动力控制柜箱，2-2.实验工作平台，2-3.显示器，2-4.节流阀控制面板，2-5.控制器柜箱，3-1.节流阀控制钮，4-1.液压缸位置曲线，4-2.液压缸速度曲线，4-3回路效率曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，一种柔性液压节流调速回路实验系统，包括油箱1、过滤器2、电动机3、液压泵4、溢流阀5、第一节流阀6、第一压力传感器7、第二节流阀8、第二压力传感器9、液压缸10、位移传感器11、弹簧12、第三节流阀13、第三压力传感器14、第四节流阀15、第一流量传感器17、第二流量传感器18，和控制系统16，且以上所有部件可组合成柔性液压节流调速回路实验系统；
所述电动机3连接液压泵4；所述液压泵4的吸油口连接过滤器2，其出油口连接第一节流阀6与溢流阀5；所述第一节流阀6的出口与第二节流阀8和第三节流阀13相连，所述第二节流阀8的出口与液压缸10的无杆腔相连；液压缸10的有杆腔通过第四节流阀15 后与油箱相连；
所述第一节流阀6的出口处装有第一压力传感器7；所述第二节流阀8与液压缸10的无杆腔之间装有第二压力传感器9；所述液压缸10的有杆腔与第四节流阀15之间装有第三压力传感器14；
所述第三节流阀13与油箱1之间装有第一流量传感器17；所述溢流阀5与油箱1之间装有第二流量传感器18；
所述所述液压缸10的液压杆上装有位移传感器11。
所述第一压力传感器7、第二压力传感器9、位移传感器11、第三压力传感器14、第一流量传感器17和第二流量传感器18都与控制系统16相连。
如图2和图3所示，所述控制系统16包括液压动力控制柜箱2-1、实验工作平台2-2、显示器2-3、节流阀控制面板2-4和控制器柜箱2-5，所述节流阀控制面板2-4还具有4个节流阀控制钮3-1。
如图4所示，在实验过程中采集的数据存储在控制器中，并在控制器中进行运算、处理和分析，然后绘制成曲线图谱，如通过位移传感器测量的数据，经过处理和分析后绘制的液压缸位置曲线4-1和液压缸速度曲线4-2，还有通过多种传感器协同配合测量的数据，经过处理和分析后绘制的回路效率曲线4-3等。
进行变压出口节流调速回路实验时，同时设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力(此时溢流阀5不开启)，液压泵4的出口压力随弹簧压缩量的增大而升高；此时，液压泵4的出口压力是变化的，第二流量传感器18的读数为零。第一流量传感器17的读数与液压缸10的速度成反比例。通过调节第四节流阀15来实现对液压缸10速度的控制。当第四节流阀15的开口大小固定时，随着弹簧12压缩量的增大，液压缸10的速度会下降。
进行变压入口节流调速回路实验时，同时设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力(此时溢流阀5不开启)，液压泵4的出口压力随着弹簧压缩量的增大而升高；此时液压泵4的出口压力是变化的。第二流量传感器18的读数为零。第一流量传感器17的读数与液压缸10的速度成反比例。通过调节第二节流阀8来实现对液压缸10速度的控制。当第二节流阀 8的开口大小固定时，随着弹簧12压缩量的增大，液压缸10的速度会下降。
进行定压出口节流调速回路实验时，关闭第三节流阀13，同时设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力，此时溢流阀5开启，液压泵4的出口压力基本等于溢流阀5的设定压力，液压泵4的出口压力基本恒定。第一流量传感器17的读数为零。第二流量传感器18 的读数与液压缸10的速度成反比例。通过调节第四节流阀15来实现对液压缸10速度的控制。当第四节流阀15的开口大小固定时，随着弹簧12压缩量的增大，液压缸10的速度会下降。
进行定压入口节流调速回路实验时，关闭第三节流阀13，同时设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力，此时溢流阀5开启，液压泵4的出口压力基本等于溢流阀5的设定压力，液压泵4的出口压力基本恒定。第一流量传感器17的读数为零。第二流量传感器18 的读数与液压缸10的速度成反比例。通过调节第二节流阀8来实现对液压缸10速度的控制。当第二节流阀8的开口大小固定时，随着弹簧压12缩量的增大，液压缸10的速度会下降。
在几种调速回路中，通过传感器的读数，都可以进行传动回路效率的计算。液压缸的位置和速度可以在控制系统中进行显示。可以直观的体现节流调速回路的调速特性。即随着负载的增大，液压缸的速度会降低，即节流调速的负载特性较软。
在进行入口节流调速回路实验时，为提高节流调速的负载特性，可以模拟定差减压调速阀的调速特性。此时关闭第三节流阀13，同时设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力，此时溢流阀5开启，液压泵4的出口压力基本等于溢流阀5的设定压力，液压泵4的出口压力基本恒定。第一流量传感器17的读数为零。第二流量传感器18的读数与液压缸10的速度成反比例。固定第二节流阀8的开口大小，通过调节第一节流阀6的开口大小使第二节流阀8的压差实现基本恒定，即实现液压缸5速度的基本恒定，不随着弹簧12压力的增加而速度较低，实现了定差调速阀的调速性能。
在进行入口节流调速回路实验时，为提高节流调速的负载特性，可以模拟三通流量阀的调速特性。此时第一节流阀6完全开启，设置弹簧12的大小和溢流阀5的开启压力，此时溢流阀5不开启，液压泵4的出口压力随负载变化。第一流量传感器17的读数为零。第二流量传感器18的读数与液压缸10的速度成反比例。固定第二节流阀8的开口大小，通过调节第三节流阀13的开口大小使第二节流阀8的压差基本恒定，这样可以使液压缸10 的速度基本恒定，不随着弹簧12压力的增加而降低，实现三通调速阀的调速性能实验。
