液压与气压传动实验指导DOC

实验一液压泵性能实验

一、实验目的

了解液压泵的主要性能，并学会小功率液压泵的测试方法。

二、实验内容及方案

液压泵的主要性能包括：能否达到额定压力、额定压力下的流量(稳定流量)，容积效率，总效率，压力脉动(振摆)值，噪声，寿命，温升，振动等项。前三项是重要的性能，泵的测试主要是检查这几项。

关于单级定量叶片液压泵各项技术指标(摘自JB2146—77)，见表1—1。

表1－1

液压泵由原动机输入机械能(M，n)而将液压能(P，Q)输出，送给液压系统的执行机构。由于泵内有摩擦损失(其值用机械效率η机表示)，容积损失(泄漏)(其值用容积η容柞表示)和液压损失(其值用液压效率η液表示，该损失较小，通常忽略)。所以泵的输出功率必定小于输入功率，总效率为：

η总=N出/N入=η机. η容.η液=η机. η容

直接测定η

比较困难，一般是测出η容和η总，然后算山η机。

机

(一)液压泵的流量一压力特性

测定液压泵在不同工作压力下的实际流量，得出流量一压力特性曲线Q=f1(P)。液压泵因内泄漏将造成流量的损失。油液粘度愈低，压力愈高，其漏损就愈大。本实验中，压力由压力表读出，流量由椭圆齿轮流量计和秒表(或采用量油箱和秒表)确定。

1、空载(零压)流量：在实际生产中，泵的理论流量Q理并不是按液压泵设计时的几何参数和运动参数计算，通常在额定转速下以空载时的流量Q空代替Q理。本实验中应在节流阀10的通流截面积为最大的情况下测出泵的空载流量Q空(见图1—1)。

2、额定流量：指泵在额定压力和额定转速的工作情况下，测出的流量Q。本装置中由节流阀10进行加载。

3、不同工作压力下的实际流量Q：不同的工作压力由节流阀10确定，读出相应压力下的流量Q。

(二) 液压泵的容积效率η容

η容=额定排量（额定转速下）/空载排量（额定转速下）=额定流量×空载转速/（空载流量×额定转速），即

η容=Q额×n空/（Q空×n额）

若电动机的转速在液压泵处于额定工作压力及空载(零压)时基本上相等(n空≈n辗)，则

η容=Q额/Q空

（三）液压泵的总效率η

总

η总=N出/N入或N出=N入.η总=N入.η机. η容

液压泵的输入功率N入为

N入=M×n/974(kw)

式中M——在额定压力下泵的输入扭矩(kgf·m)；

n——在额定压力下，泵的流量(r／min)。

液压泵的输出功率N出为：

N出=p·Q/612 (kw)

式中P——在额定压力下，泵的输出压力(kgf/cm2)；

Q一在额定压力下，泵的流量(l/min)。

液压泵的输入功率可以①扭矩仪、②平衡电机装置、⑧电功率表等方法得出。①和②是测出电动机输入给液压泵轴的M和n，再用公式计算出N入，而③是将电功率表(三相功率表)接入电网与电动机定子线圈之间，功率表指示的数值N表为电动机的输入功率。再根据该电动机的效率曲线，查出功率为N表时的电动机效率η电，则液压泵的输入功率

N入=N表·η电

液压泵的总效率可用下式表示：

η总=N出/N入=1.59·p·Q/(M×n)

或

η总=N出/N入= p·Q/（612N表·η电）

三、实验装置的液压系统原理图

本项实验是在秦川机床厂生产的QCS003液压教学实验台上进行，其液压系统原理图如图1—1所示。

四、实验步骤

启动液压泵18(8)，使电磁阀17(12)处于中位，电磁阀13(11)处于常态，关闭节流阀10，将溢流阀11(9)的压力调至高于泵(YB---6型)的额定压力一安全阀压力70kgf／m2。

然后调节节流阀10的开度，作为泵的不同负载，对应测出压力9、流量Q、扭矩M 和转速n或电动机的输入功率N。注意，节流阀每次调节后，需运转1—2分钟再测有关数据。

压力P：观测压力表P12-1(P 6)。

流量Q：记录椭圆齿轮流量计每分钟流量累积数之差ΔV，也可采用量油箱记每分钟油液容积的变化量ΔV：

Q=ΔV/t×60 (l/min)

式中t一一对应容积变化量ΔV(l)所需的时间(s)；

扭矩M：采用电动机平衡法测量扭矩，如图1—2所示M=G·L(kgf·m)；

转速n：用机械式转速表测量;

电动机的输入功率N表：观测功率表。(电动机效率曲线由实验室给出。)

上述各项参数测试数据，均重复两次，分别填在表1—2中的a和b栏内。

五、实验报告

根据Q=f1(p)、η容=φ1（p）、η机=φ2（p）和η总=φ（p），用直角坐标纸绘

制特性曲线，并分析被试泵的性能。

实验一的实验记录表格

实验内容：液压泵性能测定实验条件：温度：______°C；杠杆臂：_______m

表1—2

六、思考题

1、实验油路中溢流阀起什么作用？

2、实验系统中节流阀为什么能够对被试泵进行加载？(可用流量计算公式Q=C A·A T·ΔPφ进行分析。)

实验二（一）液压泵拆装

一、实验目的

液压泵是液压系统的能源装置，通过对液压泵的拆装，加深对泵结构及工作原理的了解，并初步认识液压泵的加工及装配工艺。

二、实验工具及设备

内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、液压泵。，

三、实验内容及步骤

按一定步骤拆解轴向柱塞泵、齿轮泵、叶片泵,观察及了解各零件在液压泵中的作用，了解液压泵的工作原理，并重新装配液压泵。

（一）轴向柱塞泵

型号：c y14-1型轴向柱塞泵（手动变量），结构见图。

CY14-1

1、工作原理

油泵输入轴9由电机带动旋转，缸体6随之旋转，缸体中的柱塞7的球头上的滑靴5被回程盘压向斜盘，因此柱塞7随着斜盘的斜面在缸体6中往复运动，实现油泵的吸、排油。油泵的配油由配油盘10实现。改变斜盘倾角，就改变了油泵的输出流量。

2、实验报告要求

1）根据实物，画出柱塞泵的工作原理简图。

2）简要说明轴向柱塞泵的结构组成。

3、思考题

1）c y14-1型轴向柱塞泵用的是何种配流方式？

2)轴向柱塞泵的变量形式有几种？

(二)齿轮泵

型号：C B-B型齿轮泵，结构图见图。

C B－B齿轮泵结构图

1、工作原理

在吸油腔，轮齿在啮合点相互从对方齿谷中退出，密封工作空间的有效容积不断增大，完成吸油过程。在排油腔，轮齿在啮合点相互进入对方齿谷中，密封工作空间的有效容积不断减小，实现排油过程。

2、实验报告要求

1）根据实物，画出齿轮泵的工作原理简图。

2）简要说明齿轮泵的结构组成。

3、思考题

1）卸荷槽的作用是什么？

2）齿轮泵的密封工作区是指哪一部分？

（三）双作用叶片泵

型号：Y B-6型叶片泵，结构图见图。

Y B-6叶片泵结构图

1、工作原理

轴3带动转子4转动时，转子叶片槽中的叶片在离心力和叶片底部压力油的作用下伸出，叶片顶部紧贴定子内表面，沿着定子内表面曲线滑动。叶片往定子的长轴方向运动时叶片伸出，使定子5内表面、配流盘2、7、转子和叶片所形成的密闭容腔不断扩大，通过配流盘上的配流窗口实现吸油；往短轴方向运动时叶片缩进，密闭容腔不断缩小，通过配流盘上的配流窗口实现排油。转子旋转一周，叶片伸出和缩进各两次。

2、试验报告要求

1）根据实物画出双作用叶片泵的工作原理简图。

2）简要说明叶片泵的结构组成。

3、思考题

1）叙述单作用叶片泵和双作用叶片泵的主要区别。

2）双作用叶片泵的定子内表面是由哪几段曲线组成的？

3）变量叶片泵有几种形式？

实验二（二）液压阀拆装

一、实验目的

液压阀是液压系统的控制元件，通过对液压阀的拆装加深对阀结构及工作原理的了解，并初步认识液压阀的加工及装配工艺。

二、实验工具及设备

内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、液压阀。

三、实验内容及步骤

按一定步骤拆解溢流阀、减压阀、节流阀，观察及了解各零件在液压阀中的作用，了解液压阀的工作原理，并重新装配液压阀。

（一）溢流阀

型号：Y型溢流阀（板式），结构图见下图：

1、工作原理

溢流阀进口压力油除经轴向孔g进入主阀芯5的下端外，还经轴向小孔e进入主阀芯5的上腔后，又经锥阀座上的小孔a作用在先导阀锥阀体3上。当作用在先导阀锥阀体上的液压力小于弹簧2的预紧力时，锥阀在弹簧力的作用下关闭。因主阀体内部无油液流动，主阀芯上下两腔液压力相等，主阀芯在主阀弹簧的作用下处于关闭状态（主阀芯处于最下端），溢流阀不溢流。

2、实验报告要求

1）补全溢流阀溢流时的工作原理。

2）根据实物画出溢流阀的工作原理简图。

3、思考题

1）先导阀和主阀分别是由那几个重要零件组成的？

2）遥控口的作用是什么？远程调压和卸荷是怎样实现的？

3）溢流阀的静特性包括那几个部分？

（二）减压阀

型号：J型减压阀，结构图见图。

1、工作原理

进口压力1p 经减压缝隙减压后，压力变为2p 经主阀芯的轴向小孔g 和e

进入主阀芯的底部和上端（弹簧侧）。再经过阀盖上的孔b 和先导阀阀座上的小孔a 作用在先导阀的锥阀体上。当出口压力低于调定压力时，先导阀在调压弹簧的作用下关闭阀口，主阀芯上下腔的油压均等于出口压力，主阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，滑阀中间凸肩与阀体之间构成的减压阀阀口全开不起减压作用。

2、实验报告要求

1）补全减压阀起减压作用时的工作原理。

2）Y 型减压阀和Y 型溢流阀结构上的相同点与不同点是什么？

3、思考题

1）静止状态时减压阀与溢流阀的主阀芯分别处于什么状态？ 3）

泄漏油口如果发生堵塞现象，减压阀能否减压工作？为什么？泄油口为什么要直接单独接回油箱？

（三）换向阀

型号：34D O -B 10H 电磁阀，结构图见图。

1、工作原理

电磁换向阀两端的电磁铁通过推杆控制阀芯在阀体中的位置，改变阀芯和阀体间相对位置来实现油路的通或断，以满足液压控制的各种要求。

2、实验报告要求

1）根据实物，指出该阀有几种工作位置？

2）叙述液动换向阀、电液动换向阀的结构及工作原理。

3、思考题

1）说明实物中的34D O -B 10H 电磁换向阀的中位机能。 2）左右电磁铁都不得电时，阀芯靠什么对中？ 3）电磁换向阀的泄油口的作用是什么？

（四）单向阀

型号：I -25型，结构图见图

1、工作原理

压力油从1p 口流入，克服阀芯2上的弹簧力后开启，从2p 口流出；压力油反向时，2p 口中压力油和弹簧力的共同作用，使阀芯关闭，压力油无法从1p 口流出，因此，油液只能单向流动。

2、实验报告要求

根据实物，画出单向阀的结构简图。

3、思考题

液控单向阀与普通单向阀有何区别？

（五）节流阀

型号：L-10B型节流阀,结构图见图。

1、工作原理

转动手柄3，推杆2便使阀芯1轴向移动，从而调节节流口通流截面大小，改变节流阀的流量。

2、验报告要求

根据实物，叙述节流阀的结构组成及工作原理

3、思考题

调速阀与节流阀的主要区别是什么？

实验三节流调速回路性能实验

一.实验目的

节流调速回路是由定量泵、流量控制阀、溢流阀和执行元件等组成，它通过改变流量控制阀阀口的开度，即通流截面积来调节和控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。节流调速回路按照其流量控制的安放位置的不同，有进口节流调速、出口节流调速和旁路节流调速三种。

流量控制阀采用节流阀或调速阀时，其调速性能各有自己的特点，同是节流阀，调速回路不同，它们的调速性能也有差别。

通过本实验达到如下目的：

1、通过对节流阀三种调速回路的实验，得出它们的调速回路特性曲线，并分析比较它们的调速性能。(速度一负载特性和功率特性。)

2、通过对节流阀和调速阀进口节流调速回路的对比实验，分析比较它们的调速性能。(速度一负载特性和功率特性。)

二、实验内容和方法

(一)采用节流阀的进口节流调速回路的调速性能

(二)*采用节流阀的出口节流调速回路的调速性能

(三)*采用节流阀的旁路节流调速回路的调速性能

(四)采用调速阀和节流阀进口节流调速回路的调速性能比较。(负载的调节，可与上述(一)相同。)

当节流阀的结构形式和液压缸的尺寸(同实验一)大小确定之后，液压缸活塞杆的工作速度v与节流阀的通流截面积A T，溢流阀的调定压力(泵的供油压力)及负载F有关。调速问路中液压缸活塞杆的工作速度v和负载F之间的关系，称为回路的速度一负载特性。

当每次按不同数值调定节流阀开度即通流截面积A T或溢流阀调定压力(泵的供油压力)P4-1(P1)之后，改变负载F的大小，同时测出相应的工作缸活塞杆的速度v及有关测点的压力值。

1、以速度v为纵坐标，以负载F为横坐标，可根据测算数据按不同调速回路作出各自的一组速度一负载特性曲线。

2、根据测算数据，按不同的调速回路，作出各自的功率特性曲线。

1)负载变化时，以功率N和流量Q为纵坐标，以压力P(负载F)为横坐标；

①液压泵输出功率一压力(负载)曲线；

②液压泵有效功率一压力(负载)曲线；

③进入液压缸工作腔的流量一压力(负载)曲线。

2)*负载不变时，以功率N为纵坐标，以速度v(流量Q)为横坐标；

①液压泵输出功率一速度(流量)曲线；

②液压泵有效功率一速度(流量)曲线；

③(液压泵有效功率+节流损失功率)－速度(流量)曲线。

实验测试方案

1、工作活塞杆的速度v：用长刻度尺测量行程L，以微动行程开关发讯,电秒表记时,或直接用秒表测量时间t:

v=L/t(m m／S)

2、负载F:采用液压缸加载。本实验装置采用加载液压缸与工作液压缸的活塞杆处于同心位置直接对顶的加载方案。调节加载缸工作腔的压力值，

即可使调速回路获得不同的负载值。

*调速加载系统中两个并联的溢流阀14和11(9)为不同的调速压力值，通过二位三通电磁阀13(11)的切换，加载缸工作腔可以得到阶跃变

化的两个压力值，因此在工作缸活塞前进时，调速同路可以获得阶

跃变化的两级负载值。

3、各处压力值：观测压力表。

4、油温：观测温度计。

三、实验装置的液压系统原理图

此项实验是在秦川机床厂生产的Q C S003液压教学实验台上进行，其液压系统原理图如图4-1所示。

四、实验步骤

(一)采用节流阀的进口节流凋速回路

1、实验装置的调整

1)加载系统的调整：

节流阀10全闭，启动液压泵18(8)，调节溢流阀11(9)的调压手柄，使系统处于低压5k g f／c m2，通过三位四通电磁阀17(12)切换，加载缸活塞往复3～5次，排除系统内空气，然后使活塞杆处于退回位置。

2)调速问路的调整：

将调速阀6(4)、旁路节流阀9(7)和进油路节流阀7(5)全闭，回油路：节流阀8(6)全开，启动液压泵1，调节溢流阀2，使系统处于低压5k g f／c m2，将电磁换向阀3的P和A口连通，慢慢调节节流阀7(5)的开度，使工作缸活塞杆运动速度适中。反复切换电磁换向阀3，使工作缸活塞往复运动，检查系统工作是否正常。

2、按拟定好的实验方案，调定液压泵l的供油压力P4-1(P1)和本同路流量控制阀(节流阀7(5))开度(A T)，使丁作缸活塞杆退回，加载缸活塞杆向前伸出，两者顶靠在一起。

3、逐次测出溢流阀11(9)调节加载缸的工作压力P12-3(P7)，分次测出工作缸19(17)的活塞运动速度v。负载应加到工作缸活塞不运动为止。

4、调节P4-1(P1)和A T，重复2。

5、重复3。至实验方案结束(记录在表4—1中)。

6、*起用溢流阀14。逐次分别调节两个溢流阀11(9)和14的调压手柄，使它们的控制压力不等，在工作缸前进中(L／2)，用电磁换向阀13(11)切换负载压力，观察运动速度的转换，分别测出切换前后的运动速度v，记录在表4—1中。

(注意：此项内容计时若用秒表，则需两块接替。)

(二)*采用节流阀的出口节流调速回路

1、实验装置的调整。

1)加载系统的调整：同上述(一)。

2)调速回路的调整：

将电磁换向阀3处于中位，进油路节流阀7(5)至全开，慢慢调节出口：节流阀8(6)的开度(A T)，使工作缸活塞的运动速度适中。其它做法同上述

(一)。

2、3、4、5和6各步骤，同上述(一)。记录在表4—2中。

(三)*采用节流阀的旁路节流调速回路

1、实验装装置的调整

1)加载系统的调整：同上述(一)。

2)调速回路的调整

将电磁换向阀3处于中位，节流阀8(6)至全开，慢慢调节旁路节流阀9(7)的开度(A T)，使工作缸活塞的运动速度适中。其它做法同上述(一)。

2、3、4、5利6各步骤，同上述(一)。记录在表4—3中。

(四)采用调速阀的进口节流调速同路

1、实验装置的调整。

1)加载系统的调整：同上述(一)。

2)调速回路的调整

将电磁换向阀3处于中位，节流阀9(7)全闭,调速阀6(4)慢慢打开，使工作缸的活塞运动速度适中。

2、3、4、5利6各步骤，同上述(一)。记录在表4—4中。

注意事项：为使本项实验结果与上述(一)的实验结果便于比较，调节的各个参数应与上述(一)的调节参数对应一致。

五、实验报告

根据整理好的实验数据和调速回路特性曲线：

1、分析采用节流阀的三种节流调速回路的性能。

2、分析比较节流阀和调速阀进口节流调速回路的性能。

六、思考题

1、本实验装置为单活塞杆液压缸，如果为获得同样工作速度，进、回油口节流调速回路中节流阀开度哪个大?为什么?元件型号、规格相同时哪一个可获得更低的稳定速度?如果克服同样的外负载，进、回油节流调速回路中液压缸工作腔的压力有何不同?

2、本实验装置的工作缸，如果(1)在空载时，(2)工进结束活塞杆碰上死挡铁时，进、同油口节流调速同路中液压缸的压力变化情况如何?

3、进、回油和旁路节流调速回路中，当节流阀的开度变化时，它们各自的速度一负载特性如何?

4、串联在系统中的节流阀实现调速是有条件的，即必须在系统中保证溢流阀始终处于开启状态。这一结论对本实验有何指导意义?

5、进油路采用调速阀节流调速时，为什么速度一负载特性变硬?而在最后速度却下降得很快?指出实验条件下，调速阀所适应的负载范围。(可与节流阀调速时的速度一负载特性曲线比较)。

6、各种调速回路，液压缸最大承载能力各决定于什么参数?为什么说采用节流阀旁路调速回路时，调速范围小?

7、分析并观察各种调速回路的液压泵进口压力的变化规律，指出哪种调速情况功率较大?哪种较经济?’

8、采用调速阀的进口调速回路为什么实际上负载变化仍对速度稳定有些影响?实验中速度波动值为多少?

9、当负载有阶跃变化时，工作缸活塞的速度有什么变化?

实验四的记录表

实验内容：采用节流阀的进口调速回路性能

2

2

实验内容：*采用节流阀的旁路节流调速回路性能

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