6-4 设计与搭建双缸辊轧机液压控制回路

项目二液压系统基本回路

【课题名称】任务4 设计与搭建双缸辊轧机液压控制回路

【课时安排】3学时

【教学目标】

1．了解流量控制阀的基本知识。

2．认识调速回路和同步回路。

3．掌握双缸辊轧机液压控制回路的设计与调试方法。

【教学重点】

1.调速回路和同步回路。

2.掌握双缸辊轧机液压控制回路的设计与调试方法。

【教学难点】调速阀的工作原理。

【关键点】速回路和同步回路应用。

【教学方法】理实一体、讨论法、多媒体展示

【教具资源】实训室、多媒体教学设施

【教学过程】

一、导入新课

教师通过展示双缸辊轧机工作过程，引出本任务学习内容。

二、讲授新课

教学环节1 任务布置及分析

教师活动：通过分析任务要求，引导学生确定本次任务使用的元器件及回路要求。

学生活动：分组讨论确定完成本次任务的回路要求及元器件。

教学环节2 知识链接

教师活动1：通过分析任务要求，利用实物展示及动画视频资料，介绍本任务所需使用的速度控制元件调速阀的结构、工作原理。

学生活动1：通过听讲了解调速阀的结构、工作原理。

知识点1：调速阀的结构、工作原理。

液压传动系统中，执行元件运动速度的大小，由输入执行元件的油液流量的大小来确定。流量控制阀就是依靠改变阀口通流截面面积的大小或通道长短来控制流量的。常用的流量控制阀主要有节流阀和调速阀两种。本次任务采用的流量控制阀是调速阀。

1.调速阀

液压系统中使用的节流阀的工作原理和气动节流阀相似，具体内容参见气动节流阀相关知识。节流阀结构简单但是流量不能稳定控制，在对速度有较高要求的场合采用调速阀。

调速阀如图6-4-2所示，它的基本结构包括节流阀1、定差减压阀2、节流阀阀芯3、减压阀阀芯4和泄露油口5。它实际就是减压阀与节流阀串接而成的。当压力为P1的油液经减压阀后，压力降为P2，并分成两个分路，一路经节流口流向调速阀的出口，另一路作用在减压阀阀芯的右端面。压力P2的油液经节流阀口降低至P3，将P3压力油液引到减压

阀阀芯有弹簧的左侧。这样节流口前后的压力作用在定差减压阀阀芯的左右两端。节流口前后的压差与减压阀的弹簧力相平衡而保持不变，即通过减压阀的流量不变。旋动调节手柄可控制流量的稳定输出。

教师活动2：利用实物展示及动画视频资料，介绍节流调速回路中的回油节流调速回路的特点。

学生活动2：通过听讲了解回油节流调速回路的特点。

知识点2：回油节流调速回路的特点。

在液压传动系统中，调速回路主要用来调节执行元件工作速度。调速回路对系统的工作性能起着决定性作用。常见的节流调速回路有进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速回路。本任务采用的调速回路是回油节流调速回路。

2.回油节流调速回路

如图6-4-3所示为典型的回油节流调速回路。它是将单向调速阀连接在液压缸的回油路上，通过调节调速阀的开口大小来达到调速的目的。节流阀安装在液压缸和油箱之间，可以在液压缸的回油腔形成一定的背压，能承受一定的负值负载,因此提高了执行元件的运动稳定性。由于经节流阀后发热的油液直接进入油箱，油液得到了冷却。

教师活动3：利用实物展示及动画视频资料，介绍同步回路中的活塞杆连接同步回路的特点。

学生活动3：通过听讲了解活塞杆连接同步回路的特点。

知识点3：活塞杆连接同步回路的特点。

在两个或两个以上液压缸同时动作的液压系统中，有时需要其在运动过程中，能够克服负载、泄露、摩擦和结构变形上的差异，保持相同的速度或相同的位移实现同步动作，这就需要采用同步回路。同步回路分为速度同步和位置同步，本任务采用的是位置同步回路中的活塞杆连接同步回路。

如图6-4-4所示，机械构件（辊轮）将活塞杆机械连接成同步液压缸，该回路结构简单，工作可靠，但只适用于两缸负载相差不大的场合，机械连接应具有良好的刚性。

教学环节3 任务实施

教师活动1：针对任务要求，引导学生列出任务需要的元件清单。

学生活动1：学生讨论得到任务实施的元件清单。

教师活动2：引导学生按小组完成双缸辊轧机液压控制回路仿真设计

学生活动2：学生讨论，通过仿真设计本任务的回路。

教师活动3：要求学生完成本任务的实验操作，要求注意安全操作规范

学生活动3：学生小组完成实验操作。

教学环节4 任务评价

师生完成对本任务的评价。

教学环节5 拓展延伸

教师活动1：利用实物展示及动画视频资料，介绍节流调速回路中的进油节流调速回路的特点。

学生活动1：通过听讲了解进油节流调速回路的特点。

知识点1：进油节流调速回路的特点。

教师活动2：利用实物展示及动画视频资料，介绍节流调速回路中的旁路节流调速回路

的特点。

学生活动2：通过听讲了解旁路节流调速回路的特点。

知识点2：旁路节流调速回路的特点。

教师活动3：利用实物展示及动画视频资料，介绍同步回路中的采用调速阀的同步回路的特点。

学生活动3：通过听讲了解采用调速阀的同步回路的特点。

知识点3：采用调速阀的同步回路的特点。

教学环节6 归纳梳理

液压基本回路中的执行元件主要有液压缸和液压马达，常用的液压缸为单作用液压缸和双作用液压缸，双作用液压缸分为单杆活塞式和双杆活塞式。控制元件主要有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。

常用的方向控制阀包括液控单向阀和换向阀，其中三位换向阀不同的中位机能可以实现不同的控制效果。压力控制阀包括溢流阀、减压阀和顺序阀。流量控制阀包括节流阀和调速阀。

常用的方向控制回路包括锁紧回路和换向回路。压力控制回路有单级调压回路、减压回路、平衡回路和顺序回路。速度控制回路包括进油节流调速回路、回油节流调速回路和旁路节流调速回路。