210345罗玉强液压实验报告分析Word下载.docx
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%
总效率
压力脉动值
单
级
定
量
叶
片
泵
63
≤10
≥80
≥65
±
2
16
≥88
≥78
25~32
≥90
40~125
≥92
≥81
≥160
≥93
≥82
表中技术性能指标是在油液粘度为17~23cSt时测得的,相当于采用0号液压油或20号机械油,温度为50℃时的粘度。
因此用上述油液实验时,油温控制在50℃±
5℃的范围内才准确。
三.实验方法
图2—11为QCS003B型液压实验台测试液压泵的液压系统原理图。
图中8为被试泵,它的进油口装有线隙式滤油器22,出油口并联有溢流阀9和压力表P6。
被试泵输出的油液经节流阀10和椭圆齿轮流量计20流回油箱。
用节流阀10对被试泵加载。
1.液压泵的压力脉动值
把被试泵的压力调到额定压力,观察记录其脉动值,看是否超过规定值。
测量时压力表P6不能加接阻尼器。
2.液压泵的流量—压力特性
通过测定被试泵在不同工作压力下的实际流量,得出它的流量—压力特性曲线Q=f(p)。
调节节流阀10即得到被试泵的不同压力,可通过压力表P6观测。
不同压力下的流量用椭圆齿轮流量计和秒表确定。
压力调节范围从零开始(此时对应的流量为空载流量)到被试泵额定压力的1.1倍为宜。
3.液压泵的容积效率—压力特性
容积效率=
在实际生产中,泵的理论流量一般不用液压泵设计时的几何参数和运动参数计算,通过以空载流量代替理论流量。
容积效率=
即η
=
4.液压泵总效率—压力特性
总效率=
即ηp=
N
(KW)
式中p——泵的工作压力;
Q——泵的实际流量。
式中Mp——泵的实际输入扭矩;
n——泵的转速。
液压泵的输入功率用电功率表19测出。
功率表指出的数值N
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
时的电动机效率η
,则N
=N
.η
液压泵的总效率
ηp=
液压泵的输入功率用扭矩仪测出。
速度用转速表测出,则N
=2π
n。
ηp=1.59
四.实验步骤
1.将电磁阀12的控制旋钮置于“0”位,使电磁阀12处于中位,电磁阀11的控制旋钮置于“0”位,阀11断电处于下位,全部打开节流阀10和溢流阀9,接通电源,让被试泵8空载运转几分钟,排除系统内的空气。
2.关闭节流阀10,慢慢关小溢流阀9,将压力p调至70kgf/cm2,然后用锁母将溢流阀9锁住。
3.逐渐开大节流阀10的通流截面,使系统压力p降至泵的额定压力——63kgf/cm2,观测被试泵的压力脉动值(做两次)。
4.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,此即为空载流量。
再逐渐关小节流阀10的通流截面,作为泵的不同负载,对应测出压力p、流量Q和电动机的输入功率(或泵的输入扭矩与转速)。
注意,节流阀每次调节后,须运转一、两分钟后,再测有关数据。
压力p——从压力表P6上直接读数。
流量Q——用秒表测量椭圆齿轮流量计指针旋转一周所需时间,根据公式Q=
求出流量Q。
电动机的输入功率N
——从功率表19上直接读数(电动机效率曲线由实验室给出)。
将上述所测数据记入试验记录表(见表2-2)。
五.实验记录与要求
1.填写液压泵技术性能指标;
型号规格YB1-6额定转速1450R/MIN
额定压力6.3MPA理论流量8.7L/MIN
2.填写试验记录表(见表2-2);
3.绘制液压泵工作特性曲线;
用方格纸绘制Q—p、η
—p和ηp—p三条曲线。
4.分析实验结果。
六.思考题
1.液压泵的工作压力大于额定压力时能否使用?
为什么?
答:
可以使用,但是这样很危险,额定压力是指在安全范围内的最大工作压力,所以为了保证安全和机器的使用寿命,应尽可能的保证工作压力控制在额定压力之内,最好不要高出太多,适量就行,就像汽车超载道理一样,是存在一定危险的
2.从ηp—p曲线中得到什么启发?
(从泵的合理使用方面考虑)。
通过曲线可以了解到总效率并不能随压力的增大而一直增大,当压力达到一定值时总效率随压力的增大而减小,为合理使用液压泵应选择合理的压力指使用。
3.在液压泵特性试验液压系统中,溢流阀9起什么作用?
起改变液压泵输出端压力的作用,同时可以起到过载保护的作用。
4.节流阀10为什么能够对被试泵加载?
(可用流量公式Q=Kα
进行分析)。
答:
由式Q=Kα
当节流阀用流量通过时节流阀两端产生压差,且流量越大开口面积越小则压差越大,因此该实验中节流阀10在液压系统中起了负载作用,可以对被试泵加载。
实验一液压泵性能试验记录表格表2-2
数据序号
测算内容
一
二
三
四
五
六
七
八
1
被试泵的压力p(kgf/cm2)
泵输出油液容积的变化量ΔV(l)
对应ΔV所需时间t(s)
泵的流量Q=
×
60(l/min)
3
(kW)
对应于N
的电动机效率η
(%)
泵的输入功率N
4
泵的容积效率η
5
泵的总效率ηp(%)
注:
被试泵的压力p可在0—70kgf/cm2范围内,间隔10kgf/cm2取点。
每次建议测两次。
实验二节流调速性能实验
在各种机械设备的液压系统中,调速回路占有重要的地位,尤其对于运动速度要求较高的机械设备,调速回路往往起这决定性的作用。
在调速回路中节流调速回路结构简单,成本低廉,使用维护方便,是液压传动中一种主要的调速方法。
一.实验目的
1.分析、比较采用节流阀的进油节流调速回路中,节流阀具有不同流通面积时的速度负载特性;
2.分析、比较采用节流阀的进、回、旁三种调速回路的速度负载特性;
3.分析、比较节流阀、调速阀的调速性能。
1.测试采用节流阀的进油路节流调速回路的速度负载特性;
2.测试采用节流阀的回油路节流调速回路的速度负载特性;
3.测试采用节流阀的旁油路节流调速回路的速度负载特性;
4.测试采用调速阀的进油路节流调速回路的速度负载特性;
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。
节流调速回路按其流量阀类型或安放位置的不同,组成上述四种调速回路,其调速性能有所不同。
图2-12为QCS003B型液压实验台节流调速回路性能试验的液压系统原理图。
该液压系统由两个回路组成。
图2-12的左半部是调速回路,右半部是加载回路。
在加载回路中,当压力油进入加载液压缸18右腔时,由于加载液压缸活塞杆与调速回路液压缸17(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FL),调节溢流阀9可以改变FL的大小。
在调速回路中,工作液压缸17的活塞杆的工作速度v与节流阀的通流面积α、溢流阀调定压力p1(泵1的供油压力)及负载FL有关。
而在一次工作过程中,α和p1都预先调定不再变化,此时活塞杆运动速度v只与负载FL有关。
v与FL之间的关系,称为节流调速回路的速度负载特性。
α和p1确定之后,改变负载FL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。
1.采用节流阀的进油路节流调速回路的速度负载特性
(1)测试前的调整
加载回路的调整——全部关闭节流阀10和全部打开溢流阀9,启动液压泵8,慢慢拧紧溢流阀9的旋钮(使回路中压力p6小于5kgf/cm2)。
转换电磁阀12的控制按钮,使电磁阀12左、右切换,加载液压缸18的活塞往复动作两、三次,以排除空气。
然后使活塞杆处于退回位置。
调速回路的调整——全部关闭节流阀5、7和调速阀4,并全部打开节流阀6和溢流阀2,启动液压泵1,慢慢扭紧溢流阀2,使回路中工作压力p1处于5kgf/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5的通流面积,使工作液压缸17的活塞运动速度适中(40-60mm/s)。
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)按拟订好的实验方案,调节液压泵1的供油压力p1和本回路流量控制阀(进油节流阀5)的通流面积α,使工作液压缸活塞杆退回,加载液压缸活塞杆向前伸出,两活塞杆对顶。
(3)逐次用溢流阀9调节加载液压缸的工作压力p7,分别测出工作液压缸的活塞运动速度v。
负载应加到工作液压缸活塞不运动为止。
(4)调节p1和α,重复
(2)步骤。
(5)重复(3)步骤。
工作液压缸活塞的运动速度v——用钢板尺测量行程L,用微动行程开关发讯,电秒表记时,或用秒表直接测量时间t。
v=
(mm/s)
负载FL=p7×
A1
式中p7——负载液压缸18工作腔的压力;
A1——负载液压缸无杆腔的有效面积。
将上述所测数据记入实验记录表格2-3。
2.采用节流阀的回油路节流调速回路的速度负载特性
加载回路的调整——调节溢流阀9,使p6小于5kgf/cm2,通过电磁阀12的切换,使活塞处于退回位置.
调速回路的调整——将电磁阀3的控制旋钮置于“0”位,电磁阀3处于中位.全部打开节流阀5和关闭节流阀6.再使电磁阀3处于左位,慢慢调节回油节流阀6的通流面积α,使工作液压缸的活塞运动速度适中.
(2)、(3)步骤同1.
3.采用节流阀的旁油路接流调速回路的速度负载特性
(1)测试前的调整
加载回路的调整——同2
(1)中的相应部分。
调速回路的调整——使电磁换向阀3处于中位,全面打开节流阀6.然后使电磁阀3处于左位,慢慢调节旁路节流阀7的通流面积α,使工作液压缸的活塞运动速度适中.
(2)同1
(2)步骤.
(3)同1(3)步骤.
4.采用调速阀的进油路节流调速回路的速度负载特性
加载回路的调整——同2
(1)中的相应部分.
调速回路的调整——使电磁阀3处于中位,全部关闭节流阀5、7.再使电磁阀3处于左位,慢慢调节调速阀4的通流面积,使工作液压缸的活塞运动速度适中.
为便于对比上述四种调速回路的试验结果,在调节2、3、4项的各参数时,应与1中的中等通流面积时相应的参数一致.
现列出一些参数的具体数值,供学生参考:
液压泵1的供油压力p1可拟定在30—40kgf/cm2之间;
负载压力p7可拟定在5—35kgf/cm2之间(p1要大于p7的最大值);
流量阀通流面积α的调节可参照工作液压缸活塞速度v的大小进行,(v可拟定在10—120mm/s之间)也可参照节流阀的刻度进行.
五.实验记录与要求
1.实验条件
液压缸无杆腔有效面积A1
液压缸有杆腔有效面积A2
液压缸活塞行程L油液牌号油液温度
2.填写数据表(见表2-3和表2-4)
3.绘制节流调速回路的速度—负载特性曲线
用方格纸分别绘制四种节流调速回路的速度—负载特性曲线.
4.分析实验结果.
六.思考题
1.采用节流阀的进油路节流调速回路,当节流阀的流通面积变化时,它的速度负载特性如何变化?
节流阀的流通面积减小,刚开始时通过节流阀的流量不变,缸速度不变,当溢流阀开启后,通过节流阀的流量变小,缸的速度变小。
2.在进、回油路节流调速回路中,采用单活塞杆液压缸时,若使用的元件规格相同,问哪种回路能使液压缸获得更低的稳定速度?
如果获得同样的稳定速度,问哪种回路的节流元件通流面积较大?
使用的元件规格相同时,回油路节流调速能获得更低的稳定速度。
为获得同样的稳定速度,进油路节流调速回路的节流元件通流面积较大。
3.采用调速阀的进油路节流调速回路,为什么速度负载特性变硬(速度刚度变大)?
而在最后,速度却下降得很快?
调速阀有一个压力补偿,由于负载液压系统也有冲击和惯性,液压系统的刚度也较低。
4.比较采用节流阀进、旁油路节流调速回路的速度负载特性哪个较硬?
为什么?
进油路节流调速回路的速度负载特性较硬。
节流阀进油路节流调速回路中液压泵输出的流量只通过节流阀流到液压缸和通过溢流阀流回油箱。
而节流阀旁油路节流调速回路中液压泵输出的流量分别流到液压缸,节流阀,溢流阀。
因此,在相同条件下,相对于节流阀进油路节流调速回路节流阀旁油路节流调速回路中活塞杆的速度对负载的灵敏度小,所以进油路节流调速回路的速度负载特性较硬。
5.分析并观察各种节流调速回路液压泵出口压力的变化规律,指出哪种调速情况下功率较大?
哪种经济?
使用节流阀回油路节流调速回路时功率较大,使用调速阀进油路节流调速回路比较经济。
6.各种节流调速回路中液压缸最大承载能力各决定于什么参数?
主要是三个参数:
运行速度、工作行程、缸的大小。
图2—12节流调速回路性能试验液压系统原理图
实验二采用节流阀的进油路节流调速回路的速度负载特性试验记录表格表2-3
确定参数
次
数
测算内容
泵压
︱
供
油力
通
流
面
积
负载缸工
作压力
p7(kgf
/cm2)
负载FL=
p7×
(kgf)
工作缸活
塞行程
L(mm)
时间
t(s)
塞速度
V=L/t
(mm/s)
P2(kgf/
cm2)
P4(kgf/
P5(kgf/
(kgf
小
6
7
8
中
大
实验二采用节流阀的回、旁油路节流调速回路和采用调速阀的进油路节流调速回路试验记录表格表2-4
项
目
P2
(kgf/
P4
P5
节流阀回油路调速回路
节流阀旁油路调速回路
节流阀进油路调速回路
实验三液压泵拆装实验
一、实验目的
通过拆装液压元件了解其内部结构及其功能。
二、实验内容
1、拆装双出杆活塞缸了解其结构及其功能。
2、拆装齿轮泵了解结构及其功能。
三、实验步骤
进行拆装:
双出杆活塞缸:
活塞杆:
齿轮轴:
压油腔和吸油腔:
端盖:
主动齿轮:
组装:
四、功能分析
齿轮泵:
主要有齿轮、轴、泵体、安全阀、轴端密封所组成。
齿轮经热处理有较高的硬度和强度,与轴一同安装在可更换的轴套内运转。
泵内全部零件的润滑均在泵工作时利用输出介质而自动达到。
齿轮油泵内有设计合理的泄油和回油槽,是齿轮在工作中承受的扭矩力最小,因此轴承负荷小,磨损小,泵效率高。
齿轮油泵设有安全阀作为超载保护,安全阀的全回流压力为泵额定排除压力的1.5倍,也可在允许排出压力范围内根据实际需要另外调整。
但注意本安全阀不能作减压阀的长期工作,需要时可在管路上另行安装。
从主轴外伸端向泵看,为顺时针旋转。
大流量齿轮油泵,齿轮泵,缷油泵,输油泵,原油泵,船用齿轮泵等。
流量:
1.1m3/h-600m3/h压力:
0.28MPa--2.5MP。
齿轮油泵主要用于油田、油库、港口、码头、船舶等大流量输油,卸油!
齿轮油泵适用范围
在输油系统中可用作传输、增压泵;
在燃油系统中可用作输送、加压、喷射的燃油泵;
在一切工业领域中,均可作润滑油泵用。
1、泄漏
齿轮泵存在着三个可能产生内泄漏的部位:
齿轮齿面齿合处间隙的齿侧泄漏,泵体内孔和齿顶圆之间间隙的径向泄漏,齿轮两端面和盖端间间隙的端面(轴向)泄漏,在三类间隙中,以端面间隙的泄漏量最大。
齿侧泄漏-约占齿轮泵总泄漏量的5%。
径向泄漏-占齿轮泵总泄漏量的20%-20%端面泄漏-占齿轮泵总泄漏量的75%-80%齿轮泵的压力愈高,间隙愈大,泄漏就愈大,因此如果在结构上未采取措施,只适用于低压系统,压其容积效率很低。
2、液压径向不平衡
泵的右侧为吸油腔,左侧为压油腔.在压油腔内有液压力作用于齿轮上,沿着齿顶的泄漏油,具有大小不等的压力,就是齿轮和轴承受到的径向不平衡力.液压力越高,这个不平衡力就越大,其结果不仅加速了轴承的磨损,降低了轴承的寿命,甚至使轴变形,造成齿顶和泵体内壁的摩擦等
3、困油现象
为了使齿轮泵能连续平稳地供油,必须使齿轮啮合的重叠系数ε>1,以保证工作的任一瞬间至少有一对轮齿在啮合。
由于ε>1,会出现两对轮齿同时啮合的情况,即原先一对啮合的轮齿尚未脱开,后面的一对轮齿已进入啮合。
这样就在两对啮合的轮齿之间产生一个闭死的容积,称为困油区,使留在这两对轮齿之间的油液困在这个封闭的容积内。
随着齿轮的转动,困油区的容积大小发生变化。
当容积缩小时,由于无法排油,困油区的油液受到挤压,压力急剧升高;
随着齿轮的继续转动,闭死容积又逐渐变大(前面一对啮合轮齿处于即将脱开的位置时,闭死容积为最大),由于无法补油,困油区形成局部真空。
油液处在困油区中,需要排油时无处可排,而需要被充油时,又无法补充,这种现象就叫做困油。