基于真题的液压系统分析策略

摘要：《液压与气动》课程是江苏省对口单招机电专业综合理论考试的必考科目之一，如何帮助和指导学生分析液压系统，在考试中取得好成绩是不少学生和任课教师关心的问题。文章以对口单招真题为例，提出了液压系统分析的一些策略。

关键词：对口单招；液压系统；分析策略

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）26-0161-03

《液压与气动》课程是江苏省对口单招机电专业学生综合理论考试的必考科目之一，在专业大综合300分的试卷中占10%左右的分数。虽然课程所占分数不多，但要学习的内容却不少。该课程由“液压传动”和“气压传动”两部分组成，由于两者的原理及系统组成都大同小异，因而以“液压传动”为主、“气压传动”为辅。仔细分析过近几年机电专业单招试卷的教师都很清楚，虽然考纲面面俱到，但液压部分的考题基本上是一道20分左右的液压系统分析题。因此，在该课程的学习及复习过程中，液压系统分析始终是重中之重。

一、了解系统

在分析液压系统之前，了解被分析系统的基本情况是十分必要的。例如，了解系统要完成的工作任务、要达到的工作要求，以及要实现的动作循环等。本例深孔钻床液压系统要完成的任务是用钻头19对工件18钻孔，若钻孔时出现不断屑或排屑困难的现象，通过元件15设定的压力，钻头19实现快退，从而对元件17起到扭矩保护。

二、熟悉液压系统的组成元件及功能

液压系统原理图可描述液压系统的组成及工作原理，要正确而迅速地阅读原理图，首先要掌握液压传动的基础知识，熟悉各种液压元件的名称、工作原理、功能及特性。

图1所表达的信息是：①元件3是单向定量液压泵，作为液压系统的动力元件，向系统提供压力油液。由于此液压泵是定量泵，其输出流量应为额定值；②元件4是先导型溢流阀，和元件5二位二通电磁换向阀并联。当元件5的电磁铁1YA失电时，阀4的远程控制口直接和油箱连接，可使油路卸荷，以减少能量损耗；当电磁铁1YA通电时，阀4起调定液压系统供油压力的作用，即构成调压回路；③元件11、13是可调节流阀，油液经过节流口后，会产生压力损失。阀11串联在执行元件17的进油路上，构成进油节流调速回路；阀13串联在执行元件16的回油路上，够成回油节流调速回路，使液压缸回油腔形成背压，从而使执行元件16的运动平稳性优于进油节流调速回路；④元件17是双向定量液压马达，它的主要特点是双向流动，双向旋转，把液压能转换成机械能，输出扭矩和转速，即可以带动工件18作3600的旋转运动。

当然，在液压系统图中，有些元件只起辅助作用，对整个液压系统的动作原理影响不大，往往在分析的过程中也可以省略。例如，元件1粗过滤器，安装在液压泵的吸油口处，只要知道具有滤除油液中的杂质，保护液压泵的功能即可。通过对液压元件的识读，可以对整个液压系统有初步的了解，也能复习巩固液压传动的基础知识。

三、看懂液压系统的动作循环图

不同的工作任务需要液压系统完成不同的动作循环，系统的动作循环图一般向我们提供两方面的信息，即液压系统能完成哪些动作和执行元件的进退方向。就本例来说，工件18装夹在三爪卡盘上通过执行元件17液压马达带动作旋转运动，执行元件16液压缸连接滑座20带动钻头19可以实现“快进――工进――快退――停止并卸荷”的进给运动，执行元件向左为进，向右为退。

四、填写电磁铁和行程开关动作顺序表

采用电磁换向阀的液压系统能够实现回路的自动控制和循环动作。因此，作为液压系统的控制元件，电磁换向阀中电磁铁的通断与液压系统的动作密切相关。除电磁铁外，液压系统中的行程阀、位置开关、压力继电器等元件也是重要的控制元件，把这些元件的开关及工作情况也写到动作顺序表中，更有利于分析系统动作原理。在填写动作顺序表之前，必须对系统各个动作过程中的回路有很清晰的掌握。系统回路的分析一般都采用“先反后正”的方法，就是先抓住执行元件，反向推至换向阀，确定换向阀的工作位置，使其与工作循环相适应；后抓住动力元件，正向分析每一动作的进、回油路线及与之对应的各相关元件的动作状态。

以本例液压系统工进为例，进油路线为：3710（右位）16（右腔）。根据钻床的实际操作情况，钻头工进时，工件18旋转，电磁铁5YA通电。液压缸缸体固定，向左运动为进，所以缸16右腔进油，电磁铁2YA通电，3YA失电。工进过程中，液压泵3要向外输出一定压力和流量油液，泵不能卸荷，电磁铁1YA通电。回油路线：16（左腔）1310（右位）6油箱。钻床工进、快进速度的换接是通过回油节流调速回路实现的，所以工进时电磁铁4YA通电。而4YA的通电是滑座20在快进结束时压下行程开关SQ1控制的，故工进时，行程开关SQ1发出信号。其他动作的分析过程和工进相类似，通过分析，完成电磁铁及行程开关动作顺序表的填写，如表1。五、确定组成液压系统的基本回路

任何一个液压系统，无论多么复杂，实际上都是由一些液压基本回路组成的。每个基本回路具备一种特定的功能，如调整系统的工作压力、工作台运动速度的调节、运动方向的控制，等等。而要分析这些基本回路，只要分析出各液压控制核心元件在系统中所起的作用。本例系统中所包含的基本回路有：卸荷回路（核心元件：元件4、5）、减压回路（核心元件：元件7）、换向回路（核心元件：元件10）、进油节流调速回路（核心元件：元件11）、回油节流调速回路（核心元件：元件13、14）。由此可见，确定系统的基本回路就是找出组成该回路的核心元件；反之，如果找不到组成回路的核心元件，就说明找出来的基本回路有问题。

六、总结液压系统的特点

通过以上分析，液压系统的动作原理已经基本清楚，如果能够对其组成结构及工作特点进行总结，将更有助于进一步加深对系统的理解和认识。通常从系统实现动作切换和动作循环的方式、调速方式、节能措施、控制精度等几个方面总结系统的特点。本系统就有如下特点：①采用行程开关来控制电磁铁的通断，从而控制液压系统的动作切换，该控制方式自动化程度高、行程开关占用空间小，但控制方式在电路设计上稍复杂，而且行程开关的安装位置受限，不能够随意改变其安装位置；②采用电磁换向阀的换向回路容易实现自动化操作，换向可靠，回路简单；③采用先导型溢流阀和换向阀并联的卸荷回路，可减小液压泵的输出功率，降低驱动液压泵电动机的动力消耗，减少系统发热，延长液压泵和电动机的寿命，实现系统节能。

当然，在教学过程中，液压系统分析的方法、步骤并不是一成不变的，要结合具体的系统适当调整分析步骤，使系统分析更加正确和迅速。总之，在对口单招《液压与气动》这门课程的学习及复习过程中，教师要多思考、多研究，在充分汲取经验的基础上不断总结、完善、提高。多次练习，对搞好单招工作、提高学生的考试成绩具有一定的帮助。

参考文献：

[1]朱林林.“3+X”普通高校单独招生复习指导丛书：机电专业综合理论[M].南京：东南大学出版社，2003.

[2]李松晶.液压系统原理图分析技巧[M].北京：化学工业出版社，2009.

[3]徐永生.液压与气动[M].北京：高等教育出版社，2003.

[4]陈海魁.机械基础[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2001.