学习与巩固,动手模拟操作,提高学习效率。快速运动回路的作用是使执行元件获得所需要的最大工作速度,减少机械空程时间,提高工作效率。例如,机床上工作部件的空行程一般需作快速运动。让学生结合实际,对回路有充分认识。实现快速运动可以有几种方法,有液压缸差动连接的快速运动回路、双泵供油的快速运动回路、蓄能器快速运动回路等。
关键词:快速运动回路;差动连接;双泵供油;蓄能器
一、以视频动画导入,吸引学生的学习兴趣
虽然前面我们学习了液压基本元件,但对于回路的动作学生不是很清楚。如果只让学生看回路图,比较抽象,不易理解。利用多媒体给学生播放回路的动作视频,吸引学生的注意力,同时引发学生思考。在这样的回路中,各个元件是不是都认识?元件的作用有什么?结合我们前面学习的内容,学生能否很熟练地说出来?看了视频后,学生能很清楚地知道,当电磁换向阀左位通电,左位接入系统,液压泵泵油,液压油经过换向阀左位,进入液压缸的左腔,推动活塞向右移动。学生对于回路的过程一目了然。那什么是差动连接呢?有什么作用呢?
二、通过模拟连接,学习快速运动回路
1.液压缸差动连接的快速运动回路
换向阀2处于图1原位时,液压泵1输出的液压油同时与液压缸3的左右两腔相通,两腔压力相等。由于液压缸无杆腔的有效面积A1大于有杆腔的有效面积A2,使活塞受到的向右作用力大于向左的作用力,导致活塞向右运动。
图1 图2
于是无杆腔排出的油液与泵1输出的油液合流进入无杆腔,即在不增加泵流量的前提下增加了供给无杆腔的油液量,使活塞快速向右运动。那快速运动的速度V3是多少呢?
qv1=qv+qv2 V3A1=qv+V3A2
有时仍不能满足快速运动的要求,常常要求和其他方法(如,限压式变量泵)联合使用。
2.双泵供油的快速运动回路
当换向阀6处于图2位置,并且由于外负载很小,使系统压力低于顺序阀3的调定压力时,两个泵同时向系统供油,活塞快速向右运动;
注意:顺序阀3的调定压力至少应比溢流阀5的调定压力低10%~20%。
大流量泵1的卸荷减少了动力消耗,回路效率较高。这种回路常用在执行元件快进和工进速度相差较大的场合,特别是在机床中得到了广泛的应用。
由以上可以看出,要控制缸和马达的速度,可以通过改变流入流量来实现,也可以通过改变排量来实现。对于液压缸来说,通过改变其有效作用面积A(相当于排量)来调速是不现实的,一般只能用改变流量的方法来调速。对变量马达来说,调速既可以改变流量,也可改变马达排量。
通过模拟连接,加强学生对快速运动回路的理解,对回路中的液压元件的作用更加深刻。
三、强化训练,学以致用
已知元件7的调定压力为4Mpa,元件8的调定压力为2Mpa,夹紧缸14无杆腔的有效面积为100 cm2,进给缸无杆腔的有腔的有效面积为400 cm2,液压泵的额定压力为6.3Mpa,额定流量为10.5×10-4m3/s,试根据其工作循环,分析工作过程,读懂该系统并回答下列问题:
(1)元件6和7的组件、8的名称分别是________________、____________;
(2)根据工作循环,可知元件7的作用是______________,元件13的作用是_______________;
(3)在该系统中,进给缸的最大夹紧力为__________KN;
(4)在该系统中,进给缸快进时的速度为__________。
在计算快进速度时,我们要巧用快进的速度公式。有效作用面积其实就是活塞杆的面积。学生在计算时要能够想到这一点,可以节省一定的计算量。
参考文献:
兰建设.液压与气压传动.高等教育出版社,2010-01.
编辑 马燕萍