液压与气压传动实验指导书文档格式.docx
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１.填写实验名称、实验目的和实验内容，
2.将自己拆解的过程、遇到的问题以及如何解决问题的过程进行详细说明。
3.回答下列问题：
①齿轮泵高压化的主要障碍是什么？
可在结构上采用哪些措施减少液压径向不平衡力和提高容积效率？
②双作用叶片泵与马达在结构上有何异同？
比较双作用式与单作用式叶片泵，说明各自的特点。
③定性地绘制限压式叶片泵的压力—流量特性曲线，并说明“调压弹簧”、“调压弹簧刚度”、“流量调节螺钉”对压力—流量特性曲线的影响。
④CY14-1轴向柱塞泵的有哪些结构特点？
⑤总结容积泵工作的必要条件及常用的三种配流方式。
这三种配流方式分别运用在何种结构的泵（马达）上？
实验二液压控制阀结构实验
1.通过实验，熟悉和掌握液压系统中液压控制元件的结构、工作原理。
2.通过实验，能熟练完成各种液压控制阀的拆卸和组装。
使用工具将方向阀、溢流阀、减压阀、流量阀等拆开，观察其结构和工作原理，工作状态及各类阀易发生故障的部位，将其重新装配。
①现有两个压力阀，由于铭牌脱落，分不清哪个是溢流阀，哪个是减压阀，又不希望把阀拆开，如何根据其特点作出正确判断？
②若减压阀调压弹簧预调压力为5MPa，而减压阀前的一次压力为4MPa。
试问经减压阀后的二次压力是多少？
为什么？
③将调速阀中的定差减压阀改为定值输出减压阀，是否仍然能保证执行元件速度的稳定？
④分别说明O型、M型、P型、H型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点。
⑤分析比较溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及差别。
⑥画出液压对中型不可调试中位机能为M型三位四通电液动换向阀（外部控制、外部回油）的详细符号，并说明其工作原理。
实验三液压泵性能实验
1.通过实验，理解并掌握液压泵的主要性能。
2.通过实验，学会小功率液压泵的测试方法。
着重测试液压泵的下列特性：
1.液压泵的实际流量Q与压力P之间的关系—Q-P特性曲线；
2.液压泵的容积效率ηv与工作压力P之间的关系—ηv-P特性曲线；
3.液压泵的总效率η与工作压力P之间的关系—η-P特性曲线。
三、实验原理与方法
液压泵的工作压力由其外加负载所决定，若定量泵出口串联一节流阀，节流阀出口直通油箱，由节流阀的通流面积AT的变化就可以对泵施加不同的负载，即泵的工作压力将随之变化。
这可用流量方程Q=CqATΔPφ来分析：
对定量泵来说，Q为定值，对特定的阀来说，Cq一定，此时，节流阀前后的压差ΔP=P，AT增大P减小，AT减小P增大。
液压泵由原动机械输入机械能（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
表示），容积损失（泄漏）（其值用容积效率
表示）和液压损失（此项损失较小，通常忽略），所以泵的输出功率必定小于输入功率，总效率η为输出功率与输入功率之比：
η=N出/N入；
也可表示为
，要直接测定
比较困难，一般测出
和η，然后算出
。
液压泵的主要性能包括：
额定压力、额定流量、容积效率、总效率、压力脉动（振摆）值、噪声、寿命、温升和振动等项。
泵的测试主要是检查流量、容积效率、总效率、这三项。
以下为单级定量叶片泵（额定压力为63kgf/cm2,公称排量q
10ml/r）的主要技术性能指标，供参考。
1）ηv≥80%
2）η≥65%
图1－1为液压泵性能的液压系统原理图。
图中18为被试泵，它的进油口装有线隙式滤油器，出油口并联有溢流阀11和压力表。
被试泵输出的油液经节流阀10和流量计流回油箱。
用节流阀10对被试泵加载。
图3－1液压泵特性实验液压系统原理图
1．液压泵的流量－压力特性（Q－P）：
通过测定被试泵在不同工作压力（Pi）下的实际流量，得出它的流量－压力特性曲线Q＝fi（P）。
调节节流阀10即得到被试泵的不同压力，可通过P12-1观测。
不同压力下的流量用测定对应流过流量计液体体积△V所用的时间△t来确定。
△V取10L，即流量计转一圈。
（L/min）
2．液压泵的容积效率－压力特性（
－P）：
由于电动机的空载转速与实际转速基本相等，则
本实验中在节流阀10的通流截面积为最大的情况下测出的泵的流量即为空载流量，这样容积效率既可表示为：
3．液压泵总效率－压力特性（η－P）：
总效率η=N出/N入
液压泵的输入功率等于电动机的输出功率，即N入=NDi·
ηDi
式中：
NDi----不同压力下电动机的功率（KW）
ηDi----不同功率时电动机的效率，如图1-2所示。
液压泵的输出功率N出=Pi·
Qi/612（kw）
液压泵的总效率可用下式表示：
图3－2电动机效率曲线
四、实验步骤
1.全部打开节流阀10和溢流阀11，接通电源，启动液压泵18，让被试泵18空载运转几分钟，排除系统内的空气。
2.关闭节流阀10，慢慢调溢流阀11，将压力P12-1调至75kgf/cm2，然后用锁母将溢流阀11锁紧。
3.全部打开节流阀10，使被试泵的压力为零（或接近零），测出此时的流量，即为空载流量。
4.逐渐关小节流阀10的通流截面，作为泵的不同负载，测出对应不同压力Pi时流过流量计△V所用的时间Δti和电动机的输入功率NDi，将所测数据填入表1-1。
注意，节流阀每次调节后，须运转一、两分钟后，再测有关数据。
6.实验完成后，将节流阀10，溢流阀11全部松开，再关闭液压泵18，关闭电源。
五、实验报告要求
１.填写实验名称、实验目的和实验内容，并简述实验原理；
2.填写实验记录表（表1－1）；
3.绘制液压泵工作特性曲线：
用坐标纸绘制Q－P，
－P，η－P三条曲线。
4.回答以下问题。
1）实验系统中用什么形式加载？
为什么能够对被试泵加载？
2）从液压泵的效率曲线中得到什么启发？
（如何合理选择泵的功率，泵的合理使用区间等方面考虑）。
表3-1液压泵性能实验数据记录表
液压泵型号：
；
额定压力：
kgf/cm2；
额定排量：
ml；
额定转速：
rpm
调定参数
P12—1
设定参数
P12—1
实验次数
待定参数
计算结果
△V
△t
ND（kw）
ηD（%）
Q
ηV
（%）
η
75
空载
1
2
15
25
35
40
45
50
55
60
63
实验四溢流阀性能实验
一、实验目的
1.通过实验，深入理解溢流阀稳定工况时的静态特性；
2.通过实验，掌握溢流阀静态性能实验方法。
二、实验内容
通过实验，着重测试溢流阀以下静态特性：
1.调压范围及压力稳定性；
2.卸荷压力及压力损失；
3.启闭特性。
三、实验原理与方法
本实验用Y1—10B先导式溢流阀作为被试阀。
根据《JB2135—77》有关标准，Y1—10B先导式溢流阀出厂试验应达到表4-1规定的标准：
表4-1Y1—10B先导式溢流阀出厂标准
额定压力
63kgf/cm2
卸荷压力
2kgf/cm2
额定流量
10L/min
压力损失
4kgf/cm2
调压范围
5-63kgf/cm2
压力振摆
内泄漏量
40mL/min
压力偏移
启闭特性
开启压力
闭合压力
溢流量
53kgf/cm2
50kgf/cm2
0.1L/min
（一）调压范围及压力稳定性
1．调压范围：
应能达到被试阀规定的调压范围（5－63kgf/cm2）。
关闭或打开溢流阀，在压力上升或下降过程中，满足调压平稳，不得有尖叫声这一条件时所能达到的最高及最低压力。
2．压力振摆：
是表示调压稳定性的主要指标之一，应不超过规定值（±
2kgf/cm2）。
在调压范围内，每一点的压力在稳定状态下压力的波动最大值。
3．压力偏移：
指在调到调压范围的最高压力值后，经过１－３分钟发生的偏移值，应不超过规定值（±
（二）卸荷压力及压力损失
1．卸荷压力：
被试阀远程控制口与油箱直通，阀处于卸荷状态，此时该阀通过实验流量下的压力损失，称为卸荷压力。
卸荷压力应不超过规定值（2kgf/cm2）。
2．压力损失：
被试阀的调压手柄调至全开位置，在试验流量下，被试阀的进出口压力差即为压力损失，其值应不超过规定值（2kgf/cm2）。
（三）启闭特性
启闭特性是溢流阀在调压弹簧调整好之后，阀芯在开启和闭合过程中，压力和流量之间的关系，是溢流阀静态特性的又一个重要指标。
使用中要求溢流阀在不同的溢流量下，保持恒定的系统压力，希望它的溢流特性曲线如图2-1中的A曲线所示，即溢流阀进口压力P低于调定压力PT时不溢流，仅在到达PT时才溢流，且不管溢流量多少，进口压力始终保持在PT。
但实际上是做不到这一点的，在开启过程，先导式溢流阀必须首先打开导阀，并使导阀打开到一定开口量后，主阀口才开始溢流，直到全部打开（全流量溢流），如图2-1中的B曲线所示。
同样，关闭过程也不是理想状态，实际曲线如图2-1中的A曲线所示。
图4-1溢流阀启闭特性曲线
1．开启压力：
被试阀调至调压范围最高值，此时的流量为试验流量Qn。
降低系统压力在50kgf/cm2以下，然后再调节系统压力，逐渐升高，被试阀逐步打开，在被试阀的溢流量为试验流量1%时的系统压力值称为被试阀的开启压力，即Pk。
额定压力Pn为63kgf/cm2的溢流阀，规定开启压力不得小于53kgf/cm2。
2．闭合压力：
调节系统压力，使压力逐渐降低，被试
阀逐步关闭，当通过被试阀的溢流量为试验流量1%时的系统压力值称为被试阀的闭合压力，即Pb。
额定压力Pn为63kgf/cm2的溢流阀，规定闭合压力不得小于50kgf/cm2。
图2－2为溢流阀性能测试的液压系统原理图。
图4-2溢流阀性能实验液压系统原理图
四、实验步骤
1．首先检查并使三位四通电磁换向阀17处于中位，溢流阀11全部打开。
启动液压泵18，使二位三通电磁换向阀13处于常态位置，将溢流阀11调至比被试阀14的最高调节压力高10%，即70kgf/cm2（观察压力表p12—1）。
然后使电磁换向阀13通电，将被试阀14的压力调至63kgf/cm2（观察压力表P12-2）。
2．压力稳定性的测试
1）调压范围：
逐步打开溢流阀14的调压手柄，通过压力表p12—2，观察压力下降的情况，看是否均匀，是否有突变或滞后等现象，并读出调压范围最小值。
再逐步拧紧调压手柄，观察压力的上升情况，读出调压范围最大值。
反复实验不是少于3次，记录于表2-2。
2）压力振摆：
调节被压阀14，在调压范围内取5个压力值，（其中包括调压范围最高值63kgf/cm2），每次用压力表p12—2测量各压力下的最大压力振摆值，记录于表2-1。
3）压力偏移：
调节被试阀14至调压范围最高值63kgf/cm2，压力表p12—2，测量1－３分钟，观察压力偏移值，记录于表2-2。
3．卸荷压力和压力损失
1）卸荷压力：
将被试阀14的压力调至调压范围的最高值（63kgf/cm2），此时流过阀的溢流量为试验流量。
然后将二位二通电磁换向阀16通电，被试阀的卸荷口（远程控制口）即直通油箱。
用压力表p12—2测量压力值，即为卸荷压力，记录于表2-2。
注意：
当被试阀的压力调好之后应将p12—2压力表开关转至O位，待16通电后，再将压力表开关转至压力接点读出卸荷压力值，这样可以保护压力表不被打坏。
2）压力损失：
在试验流量下，调节被压阀14的调压手轮至全开位置，测出被试阀的进出口压力差，（因为出口接油箱，出口压力为0，所以压力表p12—2压力值即为压力损失），记录于表2-2。
4．启闭特性
关闭溢流阀11，调节被试阀14至调压范围的最高值63kgf/cm2，并锁紧其调节手柄，使通过被试阀14的流量为试验流量。
1）闭合特性:
慢慢松开溢流阀11的手柄，使系统压力逐渐降低，测量对应不同压力时通过被试阀14的流量（测量流过△V油液所用时间△t，记录于表2-3），直到被试阀14的溢流量减少到额定流量的1%（小流量时用量杯测量）。
此时的压力为闭合压力（由压力表p12—2读出）。
继续松开溢流阀11的手柄，直到全部流量从溢流阀11流走。
2）开启特性：
反向拧紧溢流阀11的手柄，从被试阀14不溢流开始，使系统压力逐渐升高，当被试阀14的溢流量达到实验流量的1%时，此时的压力为开启压力，再继续拧紧溢流阀11的手柄，逐渐升压，测量对应不同压力时通过被试阀14的流量（测量流过△V油液所用时间△t，记录于表2-3），一直升到被试阀14的调压范围最高值63kgf/cm2。
为了减少测量误差，启闭特性实验中溢流阀11的调压手柄应始终向响应的方向旋转。
５．实验结束，放松溢流阀11及14的调压手柄，并使二位三通电磁换向阀13置0位。
最后关闭液压泵18。
表4-2压力稳定性、卸荷压力及压力损失记录表
实验项目
观测的数据（kgf/cm2）
a
b
c
压力稳定性
d
e
f
待测参数
表4－3启闭特性记录表
序 号
调定压力Pn=（kgf/cm2）
开启过程
关闭过程
设定
参数
计算
压力
（kgf/cm2）
△V（L）
△ｔ（s）
溢流量Q
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
开启压力（kgf/cm2）
关闭压力（kgf/cm2）
开启比
1．填写实验名称、实验目的和实验内容，并简述实验原理；
2．填写实验记录表；
3．绘制溢流阀启闭特性特性曲线；
4．回答以下问题。
1）溢流阀的启闭特性有何意义？
启闭特性好坏对使用性能有何影响？
2）在中高压大流量工况时，几乎不采用直动式溢流阀，而均采用先导式溢流阀，为什么？
实验五节流调速回路性能实验
1．通过实验，掌握节流调速回路的不同形式；
2．通过实验，掌握常用节流调速回路的速度负载特性；
3．通过实验，掌握常用节流调速回路速度负载特性的测试方法。
二、实验内容
1．测试采用节流阀进油路调速回路的速度负载特性；
2．测试采用节流阀旁油路调速回路的速度负载特性；
3．测试采用调速阀进油路调速回路的速度负载特性。
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，即改变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。
流量控制阀可采用节流阀或调速阀，其调速性能各有自己的特点。
即使采用同种流量控制阀，由于其安放的不同（分进口、出口及旁路三种），其调速性能也各有不同。
对某一种调速回路，当流量阀及液压缸的结构和尺寸确定后，系统的调定压力P、流量阀的通流面积AT及负载F是影响液压缸运动速度V的三个因素。
当系统压力P和通流面积AT确定后，则液压缸运动速度V只受负载F的影响，则速度V随负载F的变化关系即速度负载特性。
图5－1为节流调速回路性能实验的液压系统原理图。
该液压系统由两个回路组成。
图5－1的左半部是调速回路，右半部则是加载回路。
图5－1节流调速回路性能实验的液压系统原理图
在加载回路中，当压力油进入加载液压缸20右腔时，由于加载液压缸活塞杆与调速回路液压缸19（以后简称工作液压缸）的活塞杆将处于同心位置直接对顶，而且它们的缸筒都固定在工作台上，因此工作液压缸的活塞杆受到一个向左的作用力（负载F），调节溢流阀11可以改变F的大小。
在调速回路中，工作液压缸19的活塞杆的工作速度V与节流阀的通流面积AT、溢流阀调定压力P4-1（泵1的供油压力）及负载F有关。
而在一次工作过程中，AT和P4-1都预先调定不再变化，此时活塞杆运动速度V只与负载F有关。
V与F之间的关系，称为节流调速回路的速度负载特性。
AT和P4-1确定之后，改变负载F的大小，同时测出相应的工作液压缸活塞杆速度V，就可测得一条速度负载特性曲线。
，V为活塞杆长度，△t为运动时间。
1．测试前的调整
1）加载回路的调整:
全部打开溢流阀11，启动液压泵18，慢慢拧紧溢流阀11的旋钮，使回路中压力P12-1=10kgf/cm2。
转换电磁阀17的控制按钮，使电磁阀17左、右切换，加载液压缸20的活塞往复动作两、三次，以排除回路中的空气。
然后使活塞杆处于退回位置。
2）调速回路的调整:
全部关闭节流阀7、9和调速阀6，并全部打开节流阀8和溢流阀2，启动液压泵1，慢慢扭紧溢流阀2，使回路中压力P4-1=10kgf/cm2。
将电磁阀3的控制按钮置于“左”位，使电磁阀3处于左位工作。
再慢慢调节进油节流阀7的通流面积，使工作液压缸19的活塞运动速度适中。
左右转换电磁阀3的控制按钮，使活塞往复运动几次，检查回路工作是否正常，并排除空气。
2．加载：
将电磁阀17处于右位加载液压缸活塞杆向前伸出，两活塞杆对顶。
3．节流阀进油路节流调速回路的速度负载特性
1）调节溢流阀2，使调速回路的系统压力P4-1=25kgf/cm2。
2）关闭旁油路节流阀9和进油路调速阀6，调节进油路节流阀7的通流面积，使工作液压缸19的活塞以较慢的速度运动，作为小的通流面积AT。
3）调节加载回路溢流阀11，使工作压力P12-3从小到大，测出对应压力下活塞运动时间△t，记录于表3-1。
负载应加到工作液压缸活塞不运动为止。
4）调节节流阀7的通流面积，使工作液压缸19的活塞以较快的速度运动，作为大的通流面积AT。
重复步骤3），将所测时间记入表3-1。
5）调节溢流阀2，使调速回路的系统压力P4-1=35kgf/cm2。
节流阀7的通流面积保持不变，重复步骤3），将所测时间记入表3-1。
4．调速阀进油路节流调速回路的速度负载特性
2）关闭旁油路节流阀9和进油路节流阀7，调节进油路调速阀6的通流面积，使工作液压缸19的活塞以较慢的速度运动，作为小的通流面积AT。
3）调节加载回路溢流阀11，使工作压力P12-3从小到大，测出对应压力下活塞运动时间△t，记录于表3-2。
4）调节进油调速阀6的通流面积，使工作液压缸19的活塞以较快的速度运动，作为大的通流面积AT。
重复步骤3
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