实验液压与气动技术

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1、实验指导书课程名称：液压与气动技术课程编码：62884456开课单位：机械学院编写教师：于维纳辽宁科技学院目 录实验1 液压泵性能实验1实验2 节流调速回路性能实验4实验1 液压泵性能实验实验项目编码：62524017实验项目时数：2实验项目类型：综合性（） 设计性（）验证性（）一、实验目的1了解液压泵的主要性能，测试液压泵的静态特性；2学会测试小功率液压泵工作特性的原理和方法；3增强对液压泵的工作情况的感性认识，对液压泵工作的振动、噪声、油压的脉动、油温的升高等，通过实验将有所体会。二、实验内容及基本原理（一）实验内容液压泵的主要性能包括：压力、流量、效率、压力脉动值（振摆值）、噪音、寿命、

2、升温和振动等。前三项是最主要的性能指标，本实验主要测试这几项。1液压泵的空载流量与理论流量液压泵的出口压力为最低时所测到的输出流量叫空载（零压）流量，即在测试回路中，节流阀开口为最大时的流量计中的读数值。泵的理论流量是不考虑泄漏时，单位时间内输出油液的体积，它等于泵的排量与其转速的乘积。泵在额定转速下的理论流量常以额定转速下的空载流量代替，因空载时泵的泄漏可以忽略。额定流量是指泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量，它总是小于泵的理论流量。2液压泵的流量压力特性液压泵的额定压力是指液压泵可长期连续使用的最大工作压力，它反映了泵的能力。超过此值就是过载，但不超过规定的最高压力（泵能力的极限），还

3、可短期运行。液压泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力，即油液克服负载而建立起来的压力，它随负载的增加而增高。在实验中我们以节流阀作为负载，使节流阀具有不同的开口，则泵出口压力就有对应的不同值，在一系列的压力值下，测量出对应不同的流量值，就得出泵的流量压力特性：q=f1（p）。实验油温越高、压力越大，其实测流量值就越小。3液压泵的容积效率、机械效率、总效率压力特性（1）容积效率：液压泵的实际流量与理论流量的比值称为容积效率，它表示液压泵容积损失大小的程度。泵的容积效率压力特性：q/qt=f2（p）。液压泵的容积效率随着输出油压力的升高而降低。（2）总效率：液压泵的输出功率与输入功率的

4、比值称为液压泵的总效率。泵的容积效率压力特性：PPi.=f3（p）。液压泵的输出功率为P=p.q，液压泵的输入功率Pi.=f4（p），单位为KW。其中，为电机输入功率（功率表的读数），为电动机效率，两者之间的联系可查电动机效率曲线（略）。实验计算时，一般取85。液压泵的机械效率，反映油液在泵内流动时液体粘性引起的摩擦转矩损失和泵内机件相对运动时机械摩擦引起的摩擦损失之和。若摩擦转矩损失越大，则泵的机械效率越低。要直接测定比较困难，一般是测出和，然后计算出，从而得出泵的容积效率压力特性：=f5（p）。液压泵除考虑压力、流量、噪声等项目外，还应考虑压力脉动（压力振摆），因为压力脉动对系统的振动有很

5、大的影响。特备对运动要求平稳、移动精度高的机械来说，更是如此。压力脉动主要来源于流量脉动。本实验只要求做液压泵的静态性能实验，对液压泵工作的振动、噪声、油压的脉动、油温的升高有一个基本的感性认识即可。综上所述，本实验针对教学实验台上的叶片泵，测试和计算下列特性（转速n=常数，n按该泵的额定转速考虑），并将测试及计算结果填入表中：（1）测试理论流量；（2）测试实际流量；（3）计算容积效率；（4）测试电功率；（5）计算输入功率；（6）计算输出功率；（7）计算总效率；（8）计算机械效率。（二）实验原理如图所示液压泵为定量叶片泵，是被试液压泵，额定压力为6.3MPa，溢流阀在此作安全阀用，其压力应调得

6、高于泵额定工作压力，液压泵输出油液经节流阀，流量计回油箱。在此，节流阀作为泵负载，改变节流阀开口的大小，可改变油液流动时所遇到的阻力，即改变泵的工作压力，这叫节流加载。泵的输出流量由流量计测定，泵的工作压力由压力表P6显示，电机的输入功率由功率表显示。三、实验用仪器与设备1QCS003B液压教学实验台的局部系统2毫秒计四、实验方法与步骤1首先了解和熟悉实验台液压系统的工作原理及各元件的作用，明确注意事项。2检查油路连接是否牢靠。3将溢流阀的调节旋钮完全放松，启动液压泵，让泵空转1分钟，排出系统内的空气。然后关闭节流阀，缓慢调节溢流阀使其压力高于液压泵的额定压力的1.1倍，约为7MPa（已知被测

7、试泵的额定压力约为6.3MPa）作为系统的安全压力，再用锁母锁紧旋钮。4将节流阀全部打开，从流量计上读出零点流量值，并同时记录下功率和压力的值。5调节节流阀的开度，作为泵的不同负载，按预定点，逐点测P电、p、t，记录。这里，对于流量q，由于存在：式中：t为对应于流量积累数之差DV所用的时间。在实验中要用毫秒计记录流量累积数之差DV=3L时对应其所用时间t。6调节节流阀的开度，从空载压力到安全阀压力，同步骤5相似进行测量，逐次记录。7实验完毕后关闭开关。五、实验准备及预习要求1课前预习液压泵的静态性能指标如：压力、流量、功率、效率，明确定义及计算公式。2明确实验目的，了解实验内容，熟悉实验原理，

8、并在实验前完成预习报告六、实验注意事项1未经指导老师允许，不得擅自操作实验台。2严禁带负载启动（要将溢流阀的调节旋钮完全放松），以免造成安全事故。七、思考题1从液压泵的总效率曲线上可以得到什么启发？2利用理论公式分析说明为什么节流阀能对被测试泵进行加载？实验2 节流调速回路性能实验实验项目编码：62524015实验项目时数：2实验项目类型：综合性（） 设计性（）验证性（）一、实验目的1通过实验熟练掌握液压系统中广泛采用的速度控制回路：节流调速回路的组成；2通过实验得出节流阀三种调速方式的调速回路特性曲线，深入理解节流阀三种调速方式的调速性能，分析与比较它们的调速特性；3通过对节流阀和调速阀进口

9、节流调速回路的对比实验，分析与比较它们的调速性能。二、实验内容及基本原理（一）实验内容节流调速回路由定量泵、流量阀、溢流阀和执行元件等组成。通过改变流量阀的通流面积，调节流入或流出执行元件的流量，以调节其速度。节流调速回路按流量阀类型或安放位置的不同，组成不同调速回路，其调速性能有所不同。当流量阀的结构形式和油缸的尺寸大小确定后，油缸活塞杆的工作速度v与节流阀的过流面积AT、系统的调定压力p及负载F有关。而在一次工作过程中，AT和p都预先调定，此时活塞杆运动速度v只与负载F有关。调速回路中油缸活塞杆的工作速度v和负载F之间的关系，称为回路的速度负载特性。调节适当的节流开度（通流面积AT）和系统

10、压力p值后，改变负载F的大小，并相应测出工作油缸活塞杆的运动速度v和测点的压力值。以不同调速方式所得的测试数据（或计算数据）v（速度）为纵坐标，以负载F为横坐标绘制vF特性曲线。具体内容如下：（1）采用节流阀的进油节流调速回路的调速性能。（2）采用节流阀的回油节流调速回路的调速性能。（3）采用节流阀的旁路节流调速回路的调速性能。（4）采用调速阀的进油节流调速回路的调速性能。（二）实验原理1通过对流量阀的调整，使系统执行机构的速度发生变化。2通过改变负载，可观察到负载的变化对执行机构速度的影响。整个实验系统分为两大部分：实验回路部分和加载回路部分。左边部分为实验回路，油缸17为工作油缸，通过调节

11、节流阀5、6、7及单向调速阀4的开口大小，可分别构成三种节流调速回路。电磁换向阀3用于油缸17换向，溢流阀2起限压和溢流作用；右边部分为加载回路，油缸18为负载油缸（注意：加载时一定要是油缸18无杆腔进油），负载的大小由溢流阀9调节。三、实验用仪器与设备1QCS003B液压教学实验台的局部系统2毫秒计四、实验方法与步骤（一）节流阀的进油节流调速回路1实验装置调整：（1）加载系统调整：关闭节流阀10，启动液压泵8，调节溢流阀9，使系统压力小于5MPa，通过三位四通电磁阀12的切换，使加载缸往复运动35次，排出系统内的空气，然后使之处于退回位置。（2）调速回路调整：将调速阀4、旁路节流阀7、回油节

12、流阀6全闭，将进油节流阀5全开，启动液压泵1，调节溢流阀2，使系统压力低于5bar，使电磁换向阀3的P、A口接通，慢慢调节节流阀5的开度，使工作缸的运动速度适中，反复切换电磁阀3，使工作缸活塞往复运动，检查系统是否正常工作。2通过调节溢流阀2，调定液压泵1的供油压力p（63bar），调定节流阀5的开度A，使电磁换向阀3、12动作，使工作缸活塞杆退回，加载缸活塞杆伸出，二者顶靠在一起。3逐次用溢流阀9调节加载缸的工作压力p*，分别测出经过的标尺长度和对应所用的时间，然后根据计算出工作油缸的运动速度，负载应加到工作缸停止运动为止，记录在表格中。4分别重复步骤2和3，测三次，记录在表格中。（二）节流

13、阀的回油节流调速回路1实验装置调整：（1）加载系统调整同上；（2）调速回路调整：在电磁换向阀处于中位情况下，将调速阀、节流阀7全关，进油节流阀5全开，使电磁换向阀3的P、A口接通，调节回油节流阀6的开度A，使工作缸运动速度适中，其余做法同上。2、3、4各步同上。（三）节流阀的旁路节流调速回路1实验装置调整：（1）加载系统调整同上；（2）调速回路调整：在电磁换向阀处于中位情况下，将调速阀全关，进油节流阀5、回油节流阀6全开，使电磁换向阀3的P、A口接通，调节旁路节流阀7的开度A，使工作缸的运动速度适中，其余做法同上。2、3、4各步同上。（四）调速阀的进油节流调速回路1实验装置调整：（1）加载系统

14、调整，同上；（2）调速回路调整：在电磁换向阀处于中位情况下，将回油节流阀6全开，进油节流阀5、旁路节流阀7全关，使电磁换向阀3的P、A口接通，调节调速阀4的开度A，使工作缸的运动速度适中，其余做法同上。2、3、4各步同上。五、实验准备及预习要求1复习节流调速回路的类型、组成。2明确实验目的，了解实验内容，熟悉实验原理，并在实验前完成预习报告。六、实验注意事项1未经指导老师允许，不得擅自操作实验台。2为使调速阀调速与节流阀调速的性能进行比较，建议相互所调节的各个参数都尽量一致。七、思考题1对于本实验这种单活塞杆液压缸，如要获得同样的速度，进、回油节流调速回路中，节流阀的开度谁大谁小？元件相同时，那个可获得更低的稳定速度？2根据实验数据处理后绘制的特性曲线分析与比较节流阀三种调速方式的调速特性，说明各自的适用场合。3通过对节流阀和调速阀进口节流调速回路的对比实验，分析与比较它们的调速性能，并结合原理说明调速阀为什么能改善调速回路性能？