2.2 液压回路设计与仿真验证（课件）《液压与气动综合实训》（教科版）同步精品课堂

2.2 液压回路设计与仿真验证 《液压与气动综合实训》（科学出版社） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 学习 目标 1.准确阐述液压系统的组成结构 2.深入理解液压回路设计的基本原理 3.独立完成简单液压回路的设计，绘制出完整且规范的液压回路图 4.熟练操作相关仿真软件，正确设置仿真参数 新知学习 情景导入 同学们，想象一下，咱们学校的科技节上有个超酷炫的机械臂展示。这机械臂能灵活抓取、精准放置物品，动作流畅又迅速。它能完成这些复杂操作，背后靠的就是液压系统。大家看，机械臂伸展、收缩，是不是很神奇？其实它的动力来源、运作控制，都和咱们今天要学的液压系统紧密相关。这里面有提供动力的元件，有负责执行动作的元件，还有控制和辅助的元件。接下来，就让我们一起走进液压系统的奇妙世界，探究它的秘密 。 新知学习 一、选择元器件 液压系统主要由动力元件、执行元件、控制元件以及辅助元件四大部分组成。动力元件主要为液压泵；执行元件为液压马达、液压缸；控制元件为各种液压控制阀，如方向阀、流量阀、压力阀等;辅助元件包括油管、快换接头、四通、油箱、外部接线等。根据 液压挖掘臂双自由度的控制要求， 列出项目实施所需的元器件清单， 如表 2.1所示。 新知学习 二、设计液压回路 根据表 2.1选用的液压元器件，利用软件设计出挖掘臂双缸液压回路。回路中两液压缸油路左右对称，进油、回油路中增加了单向节流阀，以实现对执行元件运动速度的实时控制。此外选用两个三位四通0型中位机能电磁换向阀，以实现对回路的自动化方向控制。选择溢流阀实现对回路中最高压力的控制，并起到安全保护作用。 新知学习 单击“下一步”按钮，出现图12所示界面，输入产品序列号 单击“下一步”按钮，出现图12所示界面，输入产品序列号 二、设计液压回路 具体设计过程如下： 首先打开软件界面，从左侧依次将所需的虚拟液压元器件符号拖入右侧新建空白文件区，并调整各元器件间的相对位置； 其次利用鼠标将各元器件依次连接(操作方法:选中元器件接线口，按住鼠标左键，连接到另一元器件接线口，松开鼠标左键即可)； 新知学习 二、设计液压回路 最后通过双击的方式依次对各元器件进行参数设置，如液压泵的参数为额定压力、额定流量，溢流阀的参数为额定压力，单向节流阀的参数为开口度，双作用直线型液压缸的参数为圆形面积、环形面积、外界负载等。液压挖掘臂回路如图 2.4所示。 新知学习 三、仿真验证 利用软件的仿真功能，对所设计的液压回路进行仿真验证。首先打开液压回路，检查或二次设置各元器件工作参数，如溢流阀额定压力设为60bar，单向节流阀开口度设为 60%，负载为零等。检查完毕后单击仿真软件顶部的“仿真”按钮，进入仿真验证阶段，单击电磁阀左位或右位改变油体流向，实现对液压缸活塞杆左右往复运动的行程控制。 新知学习 三、仿真验证 新知学习 回路具体仿真实现过程如下: 01）斗杆下摆。三位四通O型中位机能电磁换向阀6右位得电，油路流向如图2.5所示(沿箭头加粗方向)，斗杆液压缸 10右行，斗杆下摆，液压油流向如下： 三、仿真验证 新知学习 进油路:液压泵 2→过滤器 4→单向阀 5→三位四通O型中位机能电磁换向阀 6(右)→单向节流阀8(左)→斗杆液压缸10(左)(实现斗杆下摆功能) 回油路:斗杆液压缸10(右)→单向节流阀8(右)→三位四通0型中位机能电磁换向阀6(右)→油箱1 三、仿真验证 新知学习 02）挖斗下挖。同理，三位四通0型中位机能电磁换向阀7右位得电时，油路流02向如图 2.6 所示(沿箭头加粗方向)，挖斗液压缸 11 活塞杆伸长，挖斗下挖的回路流向如下: 三、仿真验证 新知学习 进油路:液压泵 2→过滤器 4→单向阀 5→三位四通 O型中位机能电磁换向阀 7(右)→单向节流阀9(左)→挖斗液压缸11(左)(实现挖斗下挖功能) 回油路：挖斗液压缸11(右)一单向节流阀9(右)→三位四通0型中位机能电磁换向阀7(右)→油箱1。 三、仿真验证 新知学习 03）斗杆上摆。同理，三位四通0型中位机能电磁换向阀6左位得电，回路流向如图 2.7所示，斗杆液压缸 10 左行，斗杆上摆，回路流向如下: 三、仿真验证 新知学习 进油路：液压泵 2→过滤器 4→单向阀 5→三位四通 0型中位机能电磁换向阀 6(左-单向节流阀8(右)→斗杆液压缸10(右)(斗杆上摆) 回油路：斗杆液压缸 10(左)→单向节流阀8(左)→三位四通0型中位机能电磁换向阀6(左位)→油箱1。 三、仿真验证 新知学习 04）挖斗倾倒。同理，三位四通0型中位机能电磁换向阀7左位得电，回路流向如图 2.8 所示，挖斗液压缸 11活塞杆左行，挖斗倾倒，回路流向如下: 三、仿真验证 新知学习 进油路：液压泵 2-过滤器 4→单向阀 5→三位四通 O型中位机能电磁换向阀 7(左)→单向节流阀9(右)→挖斗液压缸11(右)(挖斗倾倒); 回油路：挖斗液压缸11(左)→单向节流阀9(左)→三位四通O型中位机能电磁换向阀7(左)→油箱1。 三、仿真验证 新知学习 通过软件的设计仿真验证，我们可以清晰地发现液压挖掘臂在液压油流向、功能实现过程中存在的隐性问题，这可以帮助我们进行及时的修正，对整个项目实施的现场接线有着重要的指导意义。 随堂练习 (1)简述液压系统的组成部分及各部分的作用。 (2)简述设计液压回路的一般步骤。 课堂练习 1.液压系统中，为了防止油液倒流，常使用的元件是（ ）​ A. 换向阀 B. 调速阀 C. 单向阀 D. 节流阀 答案：C​ 解析：单向阀的作用就是防止油液倒流。换向阀改变油液流动方向，调速阀调节速度，节流阀调节流量。 课堂练习 2.在液压回路设计中，选择液压泵的主要依据是（ ）​ A. 系统的工作压力和流量 B. 泵的外形尺寸 C. 泵的价格 D. 泵的品牌 答案：A​ 解析：液压泵需提供满足系统工作压力和流量需求的液压能，所以系统的工作压力和流量是选择泵的主要依据。 课堂练习 3.设计液压回路时，首先要明确的是（ ）​ A. 元件选型 B. 绘制回路图 C. 确定执行元件运动要求 D. 拟定初步方案 答案：C​ 解析：只有先明确执行元件的运动要求，如速度、负载等，才能据此进行后续的方案拟定、元件选型等设计工作。 课堂练习 4.以下哪种阀不能用于调节液压系统的压力（ ）​ A. 溢流阀 B. 顺序阀 C. 节流阀 D. 减压阀 答案：C​ 解析：节流阀用于调节流量，溢流阀、顺序阀、减压阀都可用于调节系统压力。 课堂练习 5.油箱在液压系统中的主要作用不包括（ ）​ A. 储存油液 B. 散热 C. 分离油液中的空气 D. 过滤杂质 答案：D​ 解析：油箱主要用于储存油液、散热以及分离油液中的空气，过滤杂质主要由过滤器完成 课堂练习 6.用于控制液压系统中油液流动方向的元件是（ ）​ A. 节流阀 B. 单向阀 C. 溢流阀 D. 减压阀 答案：B​ 解析：单向阀只允许油液单向流动，用于控制油液流动方向。节流阀控制流量，溢流阀控制压力，减压阀降低压力。 课堂练习 7.液压系统中，能将液压能转换为机械能，实现直线往复运动的执行元件是（ ）​ A. 液压马达 B. 摆动液压缸 C. 柱塞缸 D. 叶片泵 答案：C​ 解析：柱塞缸是实现直线往复运动的执行元件。液压马达实现的是回转运动；摆动液压缸实现的是往复摆动；叶片泵是动力元件。 课堂练习 8.下列属于液压系统动力元件的是（ ）​ A. 液压缸 B. 液压泵 C. 溢流阀 D. 油箱 答案：B​ 解析：液压泵是将机械能转换为液压能，为液压系统提供动力的元件。液压缸是执行元件，溢流阀是控制元件，油箱是辅助元件。 课堂小结 感谢观看 $$