工程机械液压实训台设计与制作研究

刘勺华，邵亭亭，宋坤

工程机械液压实训台设计与制作研究

刘勺华，邵亭亭，宋坤

（常州机电职业技术学院车辆工程学院，江苏常州213164）

为了解决液压模块教学在专业教室内无法再现工作状态的难题，设计一种工程机械液压实训台。该实训台可以根据教学需要反复组装不同液压系统，可以拆装重组，利于师生观察工程机械液压系统实际工况，是一种集教学、培训、考工等多种功能于一体的现代工程机械液压实验平台。

工程机械；液压实验台；设计制作

0 引言

当前，由于液压系统在工程机械各典型产品中发挥着重大作用，各高职院校工程机械专业都很重视液压教学。但基于液压系统在工程机械各典型产品实际工作时，传输介质在整个液压系统中具有隐蔽不可见性，导致学生学习理解比较困难，学生产生畏难情绪导致学习积极性较低。目前液压模块教学理论大多以板书、PPT讲解、图片视频动画为主，辅以实践时液压关键零部件泵、缸、阀、马达拆装。这种教学模式讲授的液压系统都是静态二维的，不能完全再现工程机械正常工作时各种动态状态，各种故障现象等不能完全实时显示，与高职院校工程机械专业学生毕业后所从事岗位工作任务严重脱节。

为了克服现有技术的不足，提供一种工程机械液压实训台，以解决液压模块教学在专业教室内无法再现工作状态的技术问题。

1 项目设计方案

为了解决上述技术问题，本技术方案是：一种工程机械液压实训台，包括操作台，以及通过油管依次联接的液压油箱、动力元件、控制元件和执行元件。工程机械液压实训台设计结构样图如图1所示。

图1 工程机械液压实训台设计结构样图

动力元件包括液压泵和驱动液压泵的电动机，电动机驱动所述液压泵为系统提供油压。

控制元件包括用于保证系统安全油压的主溢流阀和用于控制执行元件动作的液压控制阀，液压油从液压泵流出经过主溢流阀达到安全油压后进入液压控制阀，从而控制执行元件完成动作。

执行元件为液压油缸和液压马达，液压油缸通过动力元件和控制元件提供的液压油，实现直线往复伸缩运动；液压马达通过动力元件和控制元件提供的液压油，实现旋转往复运动。

为了便于液压油箱内液压油的循环，液压油箱的上表面开有加油口、进油口和回油口，加油口和回油口分别设置进油滤芯和回油滤芯；液压油为LHV46抗磨液压油。

液压油箱的侧面设有用于观察油箱内液压油数量的玻璃视窗；液压油箱的侧面还焊接有用于吊装移动液压油箱的挂耳；液压油箱上表面焊接有钢板凸台，三相异步电动机通过螺栓固定在上述钢板凸台上。

2 项目实施过程

项目的设计过程主要根据执行元件液压油缸和液压马达的额定油压，以此来选取动力元件液压泵的额定排量，从而确定驱动液压泵的电动机的额定功率，通过理论计算确定相应的元件。除了液压油箱和操作台为自制件外，其他都为国标元件，直接根据设计计算选用即可。

液压泵为柱塞式液压泵，电动机为三机异步电动机，三机异步电动机通过联轴器与柱塞式液压泵联接。

三相异步电动机2选用功率5.5 kW，转速1 440 r/min，380 V动力电驱动，西门子电机（中国）有限公司生产；柱塞液压泵3选用轴向柱塞泵，排量10 ml/r，压力31.5 MPa，转速1 500 r/min，启东高压油泵有限公司生产。

操作台的上表面具有回收液压油的回收口，学生误操作液压油泄露后可用于收集液压油。操作台的一端设有进油四通阀块，并通过一进油管与主溢流阀的出油端连通，在操作台的同一端还设有回油四通阀块，并通过一回油管与液压油箱的回油口连通。

操作台为自制件，长宽高分别为3 000 mm ×2 000 mm×500 mm，5 mm钢板焊接而成，操作台下面四角分别焊接50 mm×50 mm方钢支腿。

将控制元件与执行元件均放置在操作台上，并通过油管直接与进油四通阀块、回油四通阀块联接，方便地实现了模块化操作；更换控制元件与执行元件即可实现不同液压系统的组装、调试与学习。

执行元件包括液压马达，液压控制阀包括三位六通液控换向阀回转阀芯，三位六通液控换向阀回转阀芯的两个工作油口分别与液压马达的进油口、出油口联接。柱塞式液压泵由主溢流阀保证系统安全油压，并为三位六通液控换向阀回转阀芯提供主油压。

为了便于控制三位六通液控换向阀回转阀芯的换向，控制元件还包括减压阀和先导操纵手柄，先导操纵手柄内设有回转先导操纵阀，回转先导操纵阀通过油管与三位六通液控换向阀回转阀芯联接，以控制三位六通液控换向阀回转阀芯的换向。主油压经减压阀减压后，为回转先导操纵阀提供先导油压。

扳动先导操纵手柄向左或向右，三位六通液控换向阀回转阀芯向左或向右换向，实现液压马达的正反或反转，真实再现挖掘机回转工况，使得整个液压系统在操作台上即可再现，便于学生观察理解。

工程机械液压实训台还包括控制柜，控制柜为整体冲压而成，控制柜的上表面开有孔并过盈配合安装有急停开关、电源开关和液压泵开关；依次拔出急停开关，按下电源开关，按下液压泵开关，此时三相异步电动机带动柱塞式液压泵工作，为整个液压系统供给液压油。

在主溢流阀的进油口端和出油口端均安装有压力表。液压油箱为自制件，由长宽高分别为1 500 mm ×800 mm×1 000 mm，5 mm钢板焊接而成，液压油箱四角下面焊接5 mm钢板支腿。

在课程教学过程中，教师通过讲解理论储备知识，布置液压系统需要实现的功能要求，学生分组讨论制定出完整的液压回路示意图，经教师检查修改定稿后，每一小组同学合作在操作台上借助各种液压控制阀、液压油缸、液压马达、各种阀块、压力表、快速连接橡胶油管按照本组定稿后的液压回路示意图搭建工程机械真实的液压回路，实现特定的功能。

3 总结

经过教学实践验证，本实训台具有以下有益效果：借助于本实训台开展教学消除了教师原来纯理论讲解枯燥乏味、学生理解困难的不利影响，并且学生在学完每一章节理论知识后，能立刻在本实训台上通过搭建工程机械真实液压回路实现特定功能，学生小组内部合作讨论，将所学知识很快应用实践检验，能提高学生的学习积极性，降低学生对液压系统学习的畏难情绪。

本实训台相对于整机便宜，可根据教学需要反复组装不同液压系统，便于拆装重组，利于师生观察工程机械液压系统实际工况，同时也是一种集教学、培训、考工等多种功能于一体的现代工程机械液压实验平台。

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Engineering Machinery Hydraulic Training Bench Design

LIU Shao-hua，SHAO Ting-ting，SONG Kun
（School of Automobile Engineering，Changzhou Institute of Mechatronic Technology，Changzhou Jiangsu 213164，China）

In order to solve the problem that the hydraulic module teaching can not reappear the working state in the specialized classroom，a kind of hydraulic training platform for engineering machinery is designed.The training platform can be repeatedly assembled according to the teaching needs of different hydraulic system，can disassemble，conducive to observation of actual working conditions of hydraulic system of engineering machinery，a variety of teaching，training，examination and other functions in one of the modern engineering machinery hydraulic experimental platform.

construction machinery；hydraulic test stand；design

G712

A

1672-545X（2017）07-0109-02

2017-04-27

江苏省大学生实践创新项目“工程机械液压实训台设计制作研究”（项目编号:201613114003Y）

刘勺华（1982-），男，山东临沂人，硕士，讲师，研究方向为高职教育教学研究。