李園園

（撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系，遼寧 撫順 113001）

Research and Exploration | 研究與探索·探討與創(chuàng)新

挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的開發(fā)探討

李園園

（撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系，遼寧 撫順 113001）

挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的開發(fā)對學(xué)生液壓控制原理和維修技能的提升發(fā)揮著重要的作用。高職院校進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)要將理論知識與工程實(shí)踐相互結(jié)合，整體上深入性分析挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用多種教學(xué)方式，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段，為培養(yǎng)更多的專業(yè)人才發(fā)揮重要的作用。本文對挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的開發(fā)進(jìn)行相應(yīng)的探索。

挖掘機(jī)；液壓控制系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；設(shè)備開發(fā)

挖掘機(jī)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中，作為一種多功能機(jī)械，既能夠減輕體力勞動，保證生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)也能夠加快工作效率，保證在單位時(shí)間內(nèi)完成工作。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的開發(fā)能夠提升對挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)的研究水平，保證挖掘機(jī)在惡劣的環(huán)境中也能夠完成相應(yīng)的復(fù)雜動作，對于促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐能力發(fā)揮著重要的作用。液壓控制系統(tǒng)是最為復(fù)雜的工程機(jī)械，只有在根本上認(rèn)識到液壓控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，才能夠更好地利用挖掘機(jī)開展工作。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的開發(fā)為學(xué)生提供認(rèn)識的機(jī)會，更好地開展挖掘機(jī)的使用。

1 挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備開發(fā)的必要性

挖掘機(jī)的應(yīng)用逐漸的擴(kuò)大，對挖掘機(jī)進(jìn)行維護(hù)管理，需要配置專業(yè)人才才能夠適應(yīng)。但是大部分從業(yè)人員并沒有經(jīng)過相關(guān)培訓(xùn)，對挖掘機(jī)的故障只能夠通過簡單拆卸進(jìn)行零件的更換，這樣不利于挖掘機(jī)的使用壽命的延伸，無法保證在根本上解決挖掘機(jī)的問題。為今后維修管理工作的開展設(shè)置很大的障礙。挖掘機(jī)設(shè)備昂貴，進(jìn)行拆卸組裝檢測需要花費(fèi)大量的人力物力。高校中對于挖掘機(jī)的模擬教學(xué)設(shè)備相對短缺，只能夠?qū)⑵胀ǖ囊簤涸M(jìn)行簡單組裝，這樣導(dǎo)致學(xué)生不能夠充分的了解到液壓控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行工作原理，簡單的進(jìn)行操作模擬并不適合挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)教學(xué)。因此急需要專業(yè)的適用于高校教學(xué)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備改善教學(xué)條件，提升整體學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。這樣也有助于今后挖掘機(jī)維護(hù)管理工作的開展。

2 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的開發(fā)

2.1 開發(fā)思路

挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)是工程機(jī)械專業(yè)主體課程。學(xué)生需要掌握詳細(xì)的液壓氣動技術(shù)相關(guān)理論知識，這樣才能夠?qū)σ簤嚎刂葡到y(tǒng)進(jìn)行簡單的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備注重開發(fā)挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，保證液壓控制系統(tǒng)的原理能夠直觀的進(jìn)行展現(xiàn)，并且當(dāng)液壓控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時(shí)候進(jìn)行及時(shí)的診斷維修。學(xué)生在利用實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中將會清晰的明確整體液壓控制原理，掌握基礎(chǔ)的液壓控制系統(tǒng)的拆卸，針對液壓控制系統(tǒng)的情況進(jìn)行維修。準(zhǔn)確快速的分析出挖掘機(jī)出現(xiàn)故障的主要原因。這是實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備開發(fā)的主要內(nèi)容。

2.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備組成

液壓控制系統(tǒng)在部件的組成上應(yīng)該積極的進(jìn)行確認(rèn)功能。主要有電磁調(diào)速電動機(jī)、電動機(jī)控制器、雙聯(lián)柱塞泵、主控閥、行走馬達(dá)、先導(dǎo)手柄、液壓缸、鏟斗等。根據(jù)液壓控制系統(tǒng)的運(yùn)行原理，進(jìn)行系統(tǒng)的組裝，這樣就能夠完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備。

2.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本功能

電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器對于液壓控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且保證轉(zhuǎn)速在800r/min左右。同時(shí)在模擬發(fā)送機(jī)啟動之下，對于電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行控制。保證挖掘機(jī)能夠在標(biāo)準(zhǔn)的模式下開展工作，需要避免重載、輕載等情況的出現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備中操作手柄將要保證各項(xiàng)挖掘機(jī)動作的標(biāo)準(zhǔn)性。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備能夠模擬各種挖掘機(jī)動作。對挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)運(yùn)行情況要在動作原理下進(jìn)行拆裝。這樣能夠提升學(xué)生對于雙聯(lián)柱塞泵的理解，對于液壓控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行實(shí)際檢測，調(diào)整各分部的控制狀況。液壓控制系統(tǒng)在執(zhí)行元件運(yùn)行要求之后，將會保證運(yùn)動方向與速度能夠進(jìn)行液壓回路的模擬，并且對于核心邏輯控制單元上的小流量的液壓控制系統(tǒng)，通過轉(zhuǎn)換有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)對高壓下大流量液壓控制系統(tǒng)的運(yùn)行要求。采用先導(dǎo)控制邏輯組合是實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的重點(diǎn)，根據(jù)液壓執(zhí)行元件的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)結(jié)果上看，在執(zhí)行元件要求的同時(shí)，需要調(diào)整節(jié)流速度，能夠?qū)θ莘e狀況進(jìn)行定量供油，在改變控制閥的時(shí)候要根據(jù)結(jié)構(gòu)狀況降低效率，避免發(fā)熱量過大。這種調(diào)速方式在功率較大、速度較快的液壓控制系統(tǒng)中應(yīng)用較為頻繁，學(xué)生會通過學(xué)習(xí)更好地掌握液壓控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況。避免在實(shí)踐應(yīng)用中出現(xiàn)不適感。

2.4 指定順序動作方案

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中，不同類型的設(shè)備在執(zhí)行過程中所指定的動作也有明顯的差異。固定程序在運(yùn)行的時(shí)候會產(chǎn)生隨機(jī)或者人為兩種狀況。由于工程機(jī)械運(yùn)行狀況較為復(fù)雜，手動操控會產(chǎn)生較多的故障問題。在一般的時(shí)候?qū)W生進(jìn)行操控的時(shí)候會調(diào)整為多路換向閥控制。這樣能夠保證機(jī)械運(yùn)行過程中執(zhí)行順序會采用多元化的控制方式，避免一種操控方式不能夠滿足多種運(yùn)行效果。并且實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備在運(yùn)行到相對位置的時(shí)候，會發(fā)出一定的電信號進(jìn)行電氣行程的控制，推動電磁閥液壓下的連續(xù)動作。行程閥更多的需要進(jìn)行油路的連接，管路連接在開關(guān)安裝過程中能夠?qū)毫Αr(shí)間等進(jìn)行控制。同時(shí)液壓泵啟動的過程中要保證正常的運(yùn)轉(zhuǎn)就要利用繼電器發(fā)射一定的電信號，建立工作壓力，使控制壓力能夠更好地進(jìn)行機(jī)床等方面的連接。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備啟動下一個(gè)動作的時(shí)候，可以利用手動控制，根據(jù)壓力控制的系統(tǒng)要求調(diào)整為自動操作。在計(jì)算機(jī)的直接操縱下自動完成給定的挖掘任務(wù)，并具有一定得局部自主能力。

2.5 液壓動力源

液壓控制系統(tǒng)的運(yùn)行要依靠液壓源才能夠維持運(yùn)行。液壓源的核心主體為液壓泵，對于節(jié)流調(diào)速有著直接的影響，在定量泵進(jìn)行供油的時(shí)候，將不會得到其他輔助油源的共贏，這時(shí)候的供油量將明顯大于需求。多余的油就會流回到油箱中，溢流閥也會起到穩(wěn)固的作用，保證油源壓力的穩(wěn)定性。在容積調(diào)節(jié)系統(tǒng)中應(yīng)用變量泵進(jìn)行供油調(diào)節(jié)，系統(tǒng)將會限定最高的壓力，保證能源得到最大限度的節(jié)省，并且提升系統(tǒng)運(yùn)行的效率。學(xué)生根據(jù)這種情況將會確認(rèn)液壓泵在進(jìn)行供油時(shí)的操作流程，并且會遵循各個(gè)環(huán)節(jié)中的系統(tǒng)供油狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)。供油量會隨著時(shí)間的增強(qiáng)逐漸的趨于穩(wěn)定。進(jìn)入到液壓控制系統(tǒng)中的油會起到一定保護(hù)元件的作用，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備會再次進(jìn)行過濾，避免系統(tǒng)中摻雜其他的雜質(zhì)流入到油箱中。在回油路上設(shè)置過濾器，并且隨著環(huán)境的變化，對于液壓控制系統(tǒng)的要求也會進(jìn)行調(diào)速方案的設(shè)計(jì)，選擇質(zhì)量較高的工程機(jī)械進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的構(gòu)建，這樣能整體上提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

2.6 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備特點(diǎn)

在原有透明液壓PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置幾十種基本回路上增加了可模擬真實(shí)挖掘機(jī)工作裝置各種動作。透明挖掘機(jī)液壓試驗(yàn)臺可模擬真實(shí)挖掘機(jī)工作裝置的各種動作。液壓系統(tǒng)采用進(jìn)口透明機(jī)玻璃液壓元件、透明尼龍軟管搭接而成，液壓元件結(jié)構(gòu)、工作原理，液壓回路工作原理一目了然。整個(gè)試驗(yàn)臺具有形象、直觀、方便、可靠等優(yōu)點(diǎn)。透明液壓試驗(yàn)臺主要由實(shí)訓(xùn)桌、實(shí)訓(xùn)支架、液壓元件和電器控制器件、可編程控制器（PLC）等組件組成。配備全常用液壓元件：每個(gè)液壓元件均配有安裝底板，可方便、隨意地將液壓元件安放在鋁合金型材面板上（面板帶“T”溝槽形式的鋁合金型材結(jié)構(gòu)）。液壓實(shí)驗(yàn)泵電機(jī)功率：250W，調(diào)速范圍0～1700r/min，液壓泵工作時(shí)噪聲≤58dB演示實(shí)驗(yàn)油路液流要求壓力僅需0.8～1.3MPa (油泵最高壓力：Pmax＝2.5MPa)油路搭接采用快換接頭，拆接方便，不漏油。電氣主控單元采用PLC可編程序控制器控制，可與PC微機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)微機(jī)智能控制，同時(shí)以液壓回路為控制對象，加強(qiáng)對PLC控制可編程序控制器的學(xué)習(xí)及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)控制單元也可以采用獨(dú)立的繼電器控制單元進(jìn)行電氣控制，通過比較，突出PLC可編程序控制的優(yōu)越性和先進(jìn)性，加深對PLC編程器的了解與掌握。掌握挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備特點(diǎn)能夠進(jìn)一步的推動開發(fā)工作的順利進(jìn)行。

3 結(jié)束語

挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的開發(fā)要與主體結(jié)構(gòu)相互適宜。在設(shè)計(jì)的時(shí)候能夠根據(jù)實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合多種傳動形式，充分的體現(xiàn)出液壓控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。保證結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、工作效率高等，方便工作人員進(jìn)行實(shí)際操作，同時(shí)能夠保證今后維修工作順利的開展。為了能夠強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的應(yīng)用效果，高職院校要強(qiáng)化對挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)的研究，深入性的開展結(jié)構(gòu)原理的創(chuàng)新實(shí)踐，為培養(yǎng)更多的專業(yè)人員發(fā)揮重要的作用。

[1]徐凱，蘇茜.挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的開發(fā)與研究[J].廣西教育，2015(27):183～184.

[2]劉建旺.基于全局功率匹配的液壓挖掘機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)研究[D].燕山大學(xué)，2013.

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TU621-4；G712

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1671-0711（2016）11（上）-0140-02