四川大学：《液压传动》课程教学资源（实验指导书）三位四通换向阀中位机能实验

实验项目名称：三位四通换向阀中位机能实验 一、实验安全规则： 1.实验台使用规定 (1)在实验之前和实验之后应将主开关置于“0”位。 (2)为了保护自己，应确保在连接回路过程中，没有人能启动液压泵并且切断流到实 验台的油液。 (3)通过拉动检查所有的快速接头是否安装正确。 (4)软管不能过分弯曲或折裂（否则会有爆裂的危险）。 (5)随时检查接头和软管的情况，以保持最佳状态。 2.其它的潜在危险 (1)生命危险：①谨防电缆连接松动和电源电缆损坏。②接触配电盒内带电的元件可 能会致命。③即使培训系统被关掉，多相插座出口仍然带电。 (2)伤害危险，在高压下，液压油溢出可能会造成伤害，例如：①液压软管连接不正 确。②有缺陷的元件破裂或爆裂。在这种情况下，飞溅的碎片可能会造成伤害。③泵站的液 压软管被拆卸。④在使用后，立即从所连接的控制回路上拆下液压软管。在该点处，负载回 路不能被充分及时地卸压。 二、实验目的 1.熟悉液压传动中的各种基本回路 2.加深对三位四通换向阀的中位机能的理解 3.加深对液压传动系统的理解 三、实验原理 1.简述 根据DIN24300标准中有关阀的数字代码的规定，(4/3)三位四通换向阀有四个接口， 分别为P一进油口，T一回油口，A,B一工作油口，并有三个阀芯位置。 阀芯位置“a”和“b”表示出液压油的进油和回油的流动方向。使用这种类型的阀，它 的中位或初始位置可以具有不同的机能形式。机能形式取决于液压回路系统的要求。不同机 能的阀采用中位机能符号加以区分。 2.中位带卸荷机能的换向阀 A B a 0 b Y1.a Y1.b P T 当该阀处于中位时，油液直接从P口流向T口。 其优点是：a.节能 b.油液不会发热 缺点是：在同一个液压系统中，如果几个液压缸彼此独立地工作的话，则不能使用这种 阀。 3.中位机能为各个油口全部封闭的换向阀 制造科学与工程学院实验指导书

 
   




  
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AB 当该阀处于中位时，所右的油口部被关闭 其优点是：在同一个系统中，系统压力仍然可以用于其它的液压缸 缺点是：当使用定量泵时，液压泵必须在溢流阀设定的全压力下 工作并且当达到设定的 压力时，溢流阀必须打开将油液溢流回油箱。其结果是导致能量消耗高，液压能的绝大部分 被转换成热能。 4.中位带浮动机能的换向阀 Y1.a7 4☐Y1.b 当该阀处于中位时，两个工作油口(A和B)都与回油口(T)相连，并且进油口(P) 被封闭 其优点是：当阀芯回到中位时，能够实现平稳制动。压力从A,B卸到T,防止由于泄 漏引起的工作活塞的“爬行”。 其缺点是：在它停止之前，液压缸（工作活塞）会出现短暂的继续运动 四、实验仪器及准备 1、DS4液压实验系统的结构 DS4液压实验系统的结构如图1所 示。图中：1.带脚轮的基础框架2.两个实 验网孔栅3.两个滴油网孔板， 书写 (两侧)4.元件箱5.油盘6.带双泵的液日 泵站，400V/50Hz,22KW7.配电盒， 400V/50Hz带RCD8.两个P/T分配器9. 一个负线模拟装置（椒轴连接）10两个 电源，24V11.两个电器模块12.两个量 筒13.大的液压软管挂架 2、操纵和显示元件 1)急停按钮 在操作面的一侧装有急停按钮（在配 电盒的上面，在出现对人或机器造成危 的情况下，DS4培训系统能被随时关掉 按动急停按钮切断了电源到插座的电流。 所有的操作程序被立即停止，并且任何的 图1DS4液压实验系统的结构 ⊙制造科学与工程学院实验指导书

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控制电路（液压泵站和控制单元）也被切断。配电盒的主电压还保留。在一般情况下不要使 用急停按钮去关断实验系统。 图2配电盒的控制元件 图3液压泵站上的操纵和显示元件 1.急停按钮2.专用插头3.带插头的 1.ON/OFF开关2.油位计带集成 连接电缆4.230V的插座5“启动 体的温度计3.污染显示器 按钮6.自动保险装置7.故障电流 保护装置（可选择的） 2)液压泵站上的操纵和显示元件 液压泵站上的操纵和显示元件如图3所示。O八/OFF开关：电机保护开关是一个用于液 压泵站的操纵开关并且防止电机功率消耗过大。当配电盒上的“启动”按钮被按动时，驱动 液压泵的电机才能启动。油位计：目视油位计具有下列功能，“最低”和“最高”油位显示： 日视拾杏油位。温度计：在油位计中的温府计用干日视拾杏油温。昆示范围从丁作温度+0 ℃至+80℃ ,污染显示器：污染显示器显示回油管路的滤芯的污染程度。显示器显示下列颜 色：绿色=OK,黄色=更换滤芯，红色=换油和滤芯。 五、实验内容、步骤及过程 1、实验内容 设计一个液压回路，用一个中位带卸荷机能(P到T)的(43)三位四通换向阀(DW4E) 控制 个双作用液压缸 。阀芯通过电磁铁换向至“a”或“b”位。中位时弹簧将阀芯自动 中。流量特性可以通过测量流量来加以说明。 2、实验步骤 1)实验连接 按照下列先骤连接回路 a.关掉液压泵，使系统不带压力 b.将所需要的液压元件安装在实验台上。首先安装(4/3)三位四通换向阀(DW4E)。 c.分别根据液压回路图（图1.1和12），使用压力软管连接各个元件。 2)检查所连接的回路 3)确保软管诈接正确 4)根据图1.3所示的电路原理连接电磁阀的控制电路 制造科学与工程学院实验指导书

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ZY1 pe2 0z1. DZ1. 0z1.1 Dz1.1 0z1.1 -D01 M 图11液压回路图 图1.2液压回路图 中位带卸荷机 的4/3)三位四通换向阀 中位机能为各个油口全部封闭的(4/3)三位 四通换向阀 5)启动液压泵。 6)用溢流阀DD1.】将系统的压力设定在30bar。为此要将阀芯换到位置“b”。当液压 缸返回到头时，系统压力可以从压力表P上读到并依此调节出来 7)液压缸伸！ (阀芯位置“a”)到头时，分别按表中的要求测量相关的值并记录下来 8)当液压缸伸出时，重复相同的测量并记录下这些值。 9)重复步骤c和d,测量液压缸返回运动的相关值（阀芯位置“b”)。 10)将阀换向到中位并记录下所测量的值。 1)关抽液压 12)将所测得的数值填入到数据表1和数据表2中 ⊙制造科学与工程学院实验指导书

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3 4 +24V 13 K2 8: 图1.3液压回路电控原理图 六、实验记录及数据处理 数据表1：(43)三位四通换向阀DW4E(中位带卸荷机能) 换向阀的阀花位置 液压缸 0 Umin 活塞杆伸出 9 活塞杆伸出到头 9 活塞杆返回 b 活塞杆返回到头 b 0 ①制造科学与工程学院实验指导书

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数据表2：(4/3)三位四通换向阀DW13E(中位机能为各个油口全部封闭) 液压缸 换向阀的阀芯位置 0 活塞杆伸出 a 活塞杆伸出到头 活杆返回 b 活塞杆返回到头 b 0 七、实验问答题： 1、(43)三位四通换向阀根据DN24300标准命名。因此，名称表明阀有一(4/) 和 (B)。 2、对于中位卸荷机能的阀来讲，当阀芯处于中位时，所建立起的压力取决于和 的阻力 3、当使用中位节能型的换向阀时，它不能被用在既要设定 又要用于完成 4、对于中位机能为各个油口全部封闭的换向阀来讲，当阀芯处于中位时，可以建立起 系统压力。当达到设定压力时，油液通过 溢流回油箱。如果使用定量泵的话（油 液会发热 一消耗功率)。如果使用变量泵的话，变量机构的偏心距会变为 (节省 能量)。 八、实验中发现的问题或建议 ⊙制造科学与工程学院实验指导书

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