液压与气动技术实训指导书天煌.docx
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液压与气动技术实训指导书天煌
湖南工业职业技术学院校本教材
液压与气动技术
实训指导书
湖南工业职业技术学院电气工程系
合编
浙江天煌教仪
实验一液压传动根底实验
液压传动是机械能转化为压力能，再由压力能转化为机械能而做功的能量转换传动机构。
油泵产生的压力大小，取决于负载的大小，而执行元件液压缸按工作需要通过控制元件的调节提供不同的压力、速度及方向，理解液压传动的根本工作原理和根本概念，是学习本课程的关健。
本实验通过液压缸的往复运动，理解压力控制、速度控制和方向控制的相关控制阀的作用及进一步理解液压传动根本工作原理和根本概念。
本实验老师可以边演示、边讲解、边提出问题；也可以使学生自行完成实验：
并观察现象、记录数据，解答问题。
一、实验目的：
通过老师边实验演示、边讲解，边提出问题，使学生进一步熟悉、掌握液压实验的根本操作，理解各种液压控制元件及在系统中的作用。
理解液压传动根本工作原理和根本概念，也可以在学生充分阅读理解实验指导书的根底上完本钱实验，记录实验结果，答复指导书所列出的考虑题。
二、实验装置：
图1为液压根底实验系统图。
按图1所示用带快速接头体的软管分别连接各模块组成实验用的液压系统图。
液压根底实验系统的组成：
液压元件：
油缸一只，7：
单向调速阀〔2FRM5〕一只，8：
单向节流阀〔DRVP8〕一只，1、2：
先导式溢流阀〔DB10〕两只，4：
直动式溢流阀〔DBDH6P〕一只，5：
减压阀〔DR6DP〕一只，6：
三位四通电磁换向阀〔4WE6E〕一只，3、二位三通电磁换向阀〔3WE6A〕一只，油泵〔VP8〕一只；
辅助元件：
压力表两只、四通接头一只、三通接头三只、软管20支、流量计一台。
图1
注意：
接好液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接局部是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动。
三、实验步骤：
1、读通图1的液压系统，理解各液压元件的名称、熟悉液压职能符号及各液压元件在系统中的作用。
2、压力控制：
1）、溢流阀遥控口卸荷，减压阀出口暂不接油箱，Z1不带电，开泵P1压力指示很小〔主要是管路的阻力〕，并且不可调节，何故？
2）、溢流阀调压，Z1得电，开启泵P1指示值随阀1的调节而变化。
3）、远程调压，旋紧阀4、阀2，调节阀1为5MPa，在调节阀2为4MPa，在松开阀4，P1下降，旋紧阀4，P1上升，但不超过4MPa（Z1得电）。
4）、限压（过载保护），调节阀1为5MPa，调节阀2〔旋紧阀4〕，P1值随之变化，但不超过5MPa（Z1得电）。
5）、减压，调节阀1为5MPa，调节减压阀5使P5相应变化，最后调P5为4MPa，然后用带快速接头的软管使减压阀出口回油箱，开启泵后P1、P5均无压力，何故？
拆掉软管P1=5MPa，P5=4MPa。
上述压力控制实验结果记录与表1，进一步分析，理解压力控制出现的现象、结果。
表1压力控制
压力控制
P1
P5
卸荷
Z1失电，减压阀出口接油箱
溢流阀调压
调节阀1
变化
Z1得电，阀2、4、5拧紧最后使
P1=5MPa，
远程调压
调节阀4
阀1为5MPa，阀2为4MPa
限压
调节阀2
阀1为5MPa
减压
调节阀5
5MPa
减压阀出口不接油箱，P1=5MPa，最后阀5为4MPa
减压阀出口接油箱
3、方向控制：
全开调速阀7，节流阀8，Z2得电，缸的活塞杆向右运动，Z3得电，活塞杆向左退回，说明换向阀可以控制油缸的运动方向〔P1=5MPa〕。
请记录：
活塞杆向右运动时P1=---------MPa，活塞杆向左运动时P1=---------MPa。
为什么？
活塞到底后P1=---------MPa。
4、速度控制：
〔P1=5MPa〕
进油节流：
1〕、全松阀8，调节阀7的不同开度，记录相应活塞杆向右运动速度〔V=
〕，流量计流量由数显表显示，油缸D=40mm,d=25mm，油缸行程=200mm
2）、在阀7某个开度时，调节阀8的不同开度，记录活塞杆向右运动相应的运动速度〔阀8模拟负载〕。
回油节流：
全开阀7，调节阀8不同开度记录活塞杆相应的运动速度。
上述二种调速方式请注意活塞杆运动时和到底后的P1值。
活塞杆向右运动速度和P1值分别填与表二
缸向右运动
P1
流量
速度
运动
到底
进油节流
调阀7开度
1
阀8全松
2
3
调阀8开度
1
阀7某一开度
2
3
回油节流
调阀8开度
1
阀7全开
2
3
说明：
假如流量计读数不稳定，可用秒表测油缸右行到底的时间，
，S=200mm
五、考虑题
1、溢流阀1和2的工作原理，液压泵的工作压力由什么决定
2、减压阀5的工作原理
3、溢流阀遥控口调压的工作原理，当溢流阀1压力调定为5MPa，调节溢流阀4，P1值为什么会变化，当拧紧阀4系统压力为什么不超过5MPa？
4、方向阀在液压系统中的作用。
5、节流阀在液压系统中的作用，改变节流阀的开度，为什么能引起液压缸运动速度变化？
6、调速阀7处于某开度，改变阀8的开度〔模拟负载〕，活塞杆右行速度为什么变化很小？
7、为什么减压阀5出口B5通油箱时P1、P5没有压力，而B5封闭时系统能正常工作。
实验二叶片泵性能实验
一概述：
液压泵为液压系统的动力元件，使电机产生的机械能转换为油泵输出压力能，随着泵输出压力的增加，泵的内泄漏增多，使泵实际输出流量减小。
二、实验目的
1.测量叶片泵的流量—压力特性，确定泵的容积效率总效率
2.撑握泵性能测试的方法
三、实验装置
用带有快速接体的液压软管根据图2连接完成液压系统，用专用的实验导线，按电气控制图连好电气局部电路，泵大流量时用流量计测得，小流量时用量杯测得。
注意：
接好的液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接局部是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动。
图2（油路局部）
图2（电气控制）
四、实验步骤：
1、旋紧节流阀2，调阀1，使P1的出口压力为5MPa
2、流量由数显流量表读出，小流量时用量杯测得，功率P由数显功率表显示。
3、逐点旋紧节流阀2，分别记录P、q、P。
五、数据处理
1、将测得不同压力р时泵的流量q和电机的功率P，填入数据表格，并绘出P-q特性曲线
2、理论流量q0（压力为零时的流量）
实际流量q（流量计测得）
容积效率ηv=q/q0
输入功率P1=P表*η电机
输出功率P2=Pq/60式中P：
单位为MPaq：
单位为L/minP2：
单位为KWP表：
单位为KW（功率表显示）η
泵的总效率ηb=P2/P1
六、测试数据表
序号
P
（MPa）
Q
（L/min）
T
（s）
V
（L）
P表
（KW）
P1
（KW）
P2
（KW）
ηv
%
ηb
%
1
2
3
4
5
6
7
8
七、实验结果作出P-qP-P1P-ηvP-ηb特性曲线
实验三小孔压力——流量特性实验
一概述：
液压流体力学根底的根本知识，为分析、设计以致使用液压传动系统，打下必要的理论根底。
小孔压力——流量特性，是流体运动的重要概念之一。
L∕d≥4为细长孔Q=〔Лd4△P〕∕〔128ηL〕
L∕d≤0.5为薄壁小孔
本实验装置可完成细长孔（ΦL=6mm）的压力-流量特性实验。
细长孔在层孔围内，其压力——流量特性应为线性关系。
二、实验目的
1、学会小孔压力——流量特性的实验方法
2、实测小孔压力——流量特性和理论推导值作比拟。
三、实验装置
用带有快速接头的液压软管，根据图3组成液压回路
注意：
接好的液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接局部是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动。
图3（油路局部）
图3（电气控制局部）
回路中P1为泵的出口压力，P3为小孔前的压力，通过调节节流阀改变小孔的流量，大流量时用流量计测得，小流量时用量杯测得，用容积法算得单位时间里通过小孔的流量。
四、实验步骤
1、旋紧节流阀，调溢流阀（带溢流阀泵源），使得P1的出口压力为5MpaZ1得电，关紧量杯的放油口。
2、全松节流阀，Z1不得电，
3、测得通过小孔的流量，同时读小孔前的压力差P3
4、通过调节流阀的开口量，从小到大逐点记录于表格内
五、实验数据及结果
1
2
3
4
5
6
7
8
P3〔MPa〕
V（L）
T（s）
Q（l/min）
六、绘制实验曲线
实验四溢流阀特性实验
一、概述
溢流阀是液压系统的控制元件局部中应用最广的液压元件，根本工作原理为液压力与弹簧力平衡,调节弹簧的压缩量就能得到相应的输出压力值；
实验内容为溢流阀调压范围，卸荷压力测定,溢流阀启闭特性。
二、实验内容
1、溢流阀的调压范围，卸荷压力，内泄漏量
2、溢流阀的启闭特性（图4）
图4
三、实验装置
用带有快速接头的液压软管，根据图5组成液压回路
注意：
接好的液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接局部是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动。
图5（油路局部）
图5（电气控制局部）
四、实验步骤
1、旋紧溢流阀2，调溢流阀1，使得P的出口压力为5MPa。
2、调压范围，松开被试溢流阀2，使之卸荷。
再将溢流阀2最低压力渐渐调至调定压力5MPa，确定压力调节范围。
〔Z2、Z1均失电〕
3、卸荷压力，电磁阀3得电使被试溢流阀2卸荷，测得该阀进出口压P1〔出口压力不计〕
4、内泄漏，旋紧溢流阀2，调溢流阀1，使P1的出口压力5MPa，电磁阀4得电，用量杯测得被试溢流阀回油口泄漏流量
5、启闭特性，旋紧溢流阀1，逐渐调紧被试阀2，使P1=4MPa，锁定阀2的调节手柄，放松阀1使系统卸荷，调阀1缓慢加压。
逐点记录P1和流量q，直到调定压力〔4MPa）。
然后调溢流阀1，逐点降压逐点记录P5、q（溢流阀1逐点加压，降压时不允许来回微调）
注意：
输入量杯流量过多时，及时使Z2失电，以免油溢出量杯，大流量时用流量计测得。
五、数据记录及实验结果
1、被试阀的调压范围：
MPa卸荷压力：
MPa
内泄漏量：
L/min
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
P1（MPa）
V（L）
T（S）
Q（L/min）
2、绘制溢流阀的启闭特性。
3、按实验标准，溢流阀额定流量QH的1%所对应的压力为溢流阀的开启压力或闭合压力，开启压力/额定压力=开启率。
闭合压力/额定压力=闭合率
那么被试阀：
开启压力MPa
闭合压力MPa
开启率=%
闭合率=%
4、说明：
实验用的被测试溢流阀其额定P、Q参数和测试选用的P、Q不同，故测试结果不代表该阀的性能，而是撑握测试方法。
实验五调速阀特性实验
一、实验目的
调速阀为定差减压阀和节流阀的组合，该阀调节流量时，根本不受负载的影响，阀输出流量根本稳定。
1、旋转调速阀调节手轮，可调节阀的输出流量〔顺时针阀口开大〕，可测阀的调节范围。
2、调速阀进出口压力变化对输出流量有一定影响，可测P——Q变化特性。
二、实验装置
用带有快速接头的液压软管，根据图6组成液压回路
注意：
接好的液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接局部是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动。
图6（油路局部）
图6（电气控制局部）
三、实验步骤
1、流量调节范围
1）、电磁换向阀3的Z1失电，旋紧单向调速阀2，调溢流阀1，使得P的出口压力为4MPa关紧量杯的放油口。
2）、电磁换向阀Z1得电，旋松单向调速阀使之输出流量，通过逐步调节单向调速阀2，由量杯测得输出流量，大流量用流量计测得。
〔Z1失电〕
3）、单向调速阀3的调节手轮从全松----全紧-----全松连续转三次在单向调速阀小流量和大流量时分别测得相应流量。
2、进口压力——输出流量测试
在单向调速阀小流量和大流量时，分别调溢流阀1，从低压到高压并测单向调速阀的进口压力P1，相应的输出流量逐点记录于表1，表2
表1：
小流量P1—Q
1
2
3
4
5
6
P1（MPa）
V（L）
T（s）
Q（l/min）
表2：
大流量P1—Q
1
2
3
4
5
6
P1（MPa）
V（L）
T（s）
Q（l/min）
四、绘制试验曲线
实验六换向阀特性
一、实验目的
换向阀是以一定的形式完成油路的通断，到达换向的目的。
二、实验内容
1、换向特性：
按实验标准，换向阀两端电磁铁连续得电、失电十次换向可靠。
2、阀口压力损失测定：
使换向阀口通过不同的流量，测阀口两端的压力损失，按指标规定通过阀口的额定流量时，其某一通道的压力损失不大于规定值〔一般为0.2MPa〕。
二、实验系统〔图七〕
用带有快速接头的液压软管，根据图7组成液压回路
注意：
接好的液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接局部是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动。
三、实验步骤
1、调溢流阀使P1=5MPa。
2、全开节流阀2后，Z1得电，P→B直接回油箱。
Z2得电P3有压力，流量计有显示。
Z1、Z2均失电，P1≈5MPa，连续换向十次，换向阀可靠即可。
3、Z2得电，调节节流阀开口使换向阀一个阀口通过不同流量，同时记录该阀口相应的压差△P〔P2-P3〕P2、P3均为精细压力表所测得，流量由流量计测得。
四、数据记录
1
2
3
4
5
6
P2（MPa）
P3（MPa）
△P
Q（l/min）
五、控制△P—Q曲线
图7（油路局部）
实验七油缸特性实验
一、实验目的
液压缸为液压系统执行元件，完成压力能转换为机械能的直线运动输出，本实验使学生理解和掌握液压缸局部实验工程的实验方法、实验标准，即试运行，全行程长度和缸负载效率的测定。
二、实验系统〔图八〕
图八〔油路局部〕
图八的电气接线图
三、实验步骤
1）、调阀1使P1=5MPa。
2）、全松阀4，Z1得电，主液压缸活塞杆右行，Z2得电活塞杆左行，油缸全行程反复运动十次。
3）、全行程长度：
测量油缸全行程、活塞杆伸出长度。
4）、负载效率测定：
加载缸用阀4加载，P3为加载压力。
调节阀4逐渐加大负载测主油缸活塞杆向右运动时P1、P2、P3值。
缸效率〔
〕D=40mm,d=25mm
油缸不同时的效率
-1
2
3
4
5
6
P1（MPa）
P2（MPa）
P3（MPa）
效率％
实验八根本回路实验
一、压力控制回路
1、压力调节回路图9
调节阀1，P随之发生变化
图9
2、两个溢流阀调压回路
1〕、串联图10
调节阀1，使P1=5MPa，调节阀2和阀3之和为P1值〔不超过5MPa〕
图10
2〕、并联图11
调节阀1，使P1=5MPa，P1值为阀2和阀3分别调定的某阀的低压力值。
图11
3、减压回路图12
Z1不得电，油缸活塞杆右行到底，调节阀1使P1=5MPa，调阀2使P2=3MPa〔调减压压力〕
P1（MPa）
P2（MPa）
油缸运动
油缸到底
图12
4、换向阀卸荷回路图13
Z1失电，调阀1使P1=5MPa，Z1得电，泵卸荷，P1值为泵回油管阻力值。
图13
5、溢流阀遥控口卸荷及限压图14
通过旋动面板上的加载卸荷旋钮，来使电磁阀得电与失电，当旋到加载时，调溢流阀P1=5MPa，当旋到卸荷时，调溢流阀将不起作用。
图14
5、顺序阀平衡回路图15
图15
1〕、Z1得电，阀3为单向顺序阀，开泵油缸活塞杆后退，到底后调节阀1使P1=3MPa。
2〕、旋紧阀3的调压弹簧后Z1失电活塞杆不前进，逐渐调小阀3的压力，直到活塞杆前进，并记录该时P2的值，并于理论计算P2的值进展比拟。
油缸D=40mm,d=25mm.
以上不同的压力回路，经实验演示后，请自行考虑，用压力阀和液压系统根本工作原理，阀的构造等方面去解释上述实验结果。
二、速度调节回路
油缸运动速度V=Q/A，一般控制进入油缸的流量就可以改变活塞杆运动速度，定压式节流调速采用改变节流阀、调速阀的阀口开口量，形成阀先后的压差，使油泵局部油从溢流阀溢出。
从而调节进入油缸的流量，而变压式旁路节流直接从油泵放掉局部流量。
1〕、节流阀的进油节流调速图16
调阀1，使P1=5MPa，节流阀3全开，Z2得电，活塞杆右行，速度不变化。
Z1得电，油缸退回。
关小节流阀3，Z2得电，活塞杆右行，速度变慢。
同时观察P1、P2的值。
图16（油路图）
电控图
P1
P2
速度变化
节流阀全开
缸运动
缸到底
节流阀关小
缸运动
缸到底
2〕、节流阀的旁路节流调速图17
调阀1，使P1=5MPa，随着节流阀开大，缸速度减小还是增加？
P1值在缸运动时增加还是减小？
图17〔油路图〕
电控图
3〕、调速阀调速回路
参照图16、图17，把系统中的单向节流阀〔DRVP8〕换成单向调速阀〔2FRM5〕进展同样实验。
在此就不重复的阐述。
4〕、调速阀的短接调速回路图18
阀4的Z2得电，活塞向右运动时，缸回油通过阀4，调速阀不起作用，不能改变油缸运动速度，当阀4的Z1失电，阀4关闭，缸回油通过调速阀节流，缸速度减慢。
图18〔油路图〕
电控图
5〕、调速阀的串联调速回路图19
调节调速阀3开口小于阀5开口量。
当Z3得电、Z1、Z2得电系统不节流，缸运动速度不改变最快，Ⅰ工进〔捎慢〕Z2得电、Z1失电，Ⅱ工进〔慢〕，Z1、Z2均失电，一般讲阀3节流口小的起作用。
缸往返运动，一般Z1、Z2在失电状态，压力油通过单向阀使油缸返回。
图19〔油路图〕
电控图
6〕、调速阀的并联调速回路图20
调速阀3和4并联，两种进给速度不会互相影响，但是采用这种回路，在调速阀通过流量较大时，速度换接时造成缸运动的前冲，在实验时观察是否存在现象。
前冲原因是什么？
如何消除？
图20〔油路图〕
电控图
7〕、差动快速回路图21
Z2、Z1均得电，缸右行差动。
Z1失电、Z2得电，缸右行不差动。
为什么差动时缸右行速度快？
理论计算V=？
D=40mm,d=25mm
图21
在测试中，由于管道阻力的影响，差动时速度不一定会快，所以在P进处加一个节流阀，以减小流量，使差动效果明显。
电控图
三、方向控制回路图22
用行程开关自动控制连续的换向回路。
1、Z1得电，活塞杆向右，到底。
2、行程开关B发讯，Z2得电活塞杆向左。
3、A发讯Z1得电杆向右连续往返。
电控图如下，SB2是启动按钮，SB1停顿按钮
图22
电控图
四、双向液压锁的锁进回路
阀2的Z1得电，阀4锁翻开换向，主缸向右动作，当Z1、Z1失电，缸被锁住〔保压〕，当Z3得电，调阀1，P3升压但加载缸推不动主缸，请问阀2中位为什么用Y型？
图23〔油路图〕
电控图
五、双缸控制回路
1、采用单向顺序阀的双缸顺序动作回路（图24）
动作要求
（1）动作顺序表
动作要求
Z1
顺序阀3
A
P1（MPa）
→左缸进
-
-
-
→右缸进
-
+
-（+）
←同退
+
-
-
（2）用继电器线路或PLC编程完成上述双缸顺序动作
说明：
（1）顺序阀3稍调紧，左缸前进泵压很低，当左缸运动到底后，泵压升高，右缸前进。
（2）两缸返回时由于油管长度不同。
不能同时返回。
图24
电控图
2、用压力继电器和行程开关发讯的双缸顺序动作回路（图25）
图25
（1）动作顺序要求
第一步：
左缸前进；第二步：
右缸前进；第三步：
双缸同退；第四步：
停〔因压差不同，双缸退回时，有前后〕。
（2）按液压系统图和动作顺序，其发讯状况：
Z1得电---左缸前进----到底后A发讯，Z3失电-----右缸前进------到底C发讯-----Z2得电，Z3得电-------缸2缸1同时退回-----到底B发讯----停泵。
（3）读通上述发讯状况请自行填写动作顺序表
（4）按动作顺序表，用PLC编程完成上述双缸顺序动作。
学生自行完成
3、液压双缸同步回路（图26）
仔细调整两个调速阀的开口大小，可使两个缸在一个方向上实现同步运动，但调整费事，同步精度不高〔要注意连接收道对称〕。
图26
电控图
实验九节流调速特性实验
节流调速就是改变节流阀〔调速阀〕的阀口开口量，控制通过节流阀〔调速阀〕进入油缸的流量〔油泵局部油从溢流阀溢出〕到达调节油缸活塞杆的运动速度〔定压式〕，也可以使油泵排出的油，局部直接从旁路连通的节流阀〔调速阀〕放掉，从而调节进入油缸的流量，改变油缸的速度。
对节流阀的调定某开口后，当负载变化时阀输出流量随之改变，而调速阀负载变化时输出流量根本不变。
一、实验目的
1、熟悉速度控制的根本回路，理解速度控制回路的工作原理，各液压元件在该回路中的作用。
2、理解节流元件的功能和构造。
3、分析比拟采用节流阀及调速阀的各种节流调速回路的速度—负载特性。
4、要掌握多种控制方式，完成节流调速在液压系统的动作（按钮控制，继电器控制，PLC控制）
二、实验装置
用带有快速接头的液压软管，根据图的组成液
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