液压与气压传动实验.docx

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液压与气压传动实验

液压与气压传动实验

实验一油泵性能

一、实验目的

1、通过实验了解油泵的主要技术性能，测定油泵的流量特性、容积效率和总效率。

2.、掌握小功率油泵的测试方法。

3、产生对油泵工作状态的感性认识，如振动、噪声、油压脉动和油温变化等。

二、实验内容

1、油泵的流量特性

油泵运转后输出一定的流量以满足液压系统工作的需要。

由于油泵的内泄漏，从而产生一定的流量损失。

油泵的泄漏量是随油泵的工作压力的增高而增大的，油泵的实际流量是随压力的变化而变化的。

因此需要测定油泵在不同工作压力下的实际流量，即得出油泵的流量特性曲线Q＝f（P）．

2、油泵的容积效率

油泵的容积效率，是指它的实际流量Q与理论流量Q0之比，即：

式中：

Q可通过油泵的转速和油泵的结构参数计算。

对于双作用叶片泵：

R、r分别为定子圆弧部分的长短半径

b为叶片宽度

θ为叶片的倾角

S为叶片厚度

Z为叶片数

n油泵转速

在实验中，为便于计算，用油泵工作压力为零时的实际流量Qk（空载流量）来代替理论流量Q0，所以

由于油泵的实际流量Q随工作压力变化而变化，而理论流量Q0（或空载流量Qk）不随压力产生变化，所以容积效率也是随油泵工作压力变化的一条曲线。

通常所说的油泵容积效率是指油泵在额定工作压力下的容积效率。

3、油泵的总效塞

油泵的总效率是指油泵实际输出功率Nc与输入功率NR之比即

式中：

Nc=·P·Q（kw），

P——油泵工作压力（MPa），

Q——油泵实际流量（L／min）；

NR——104.7M·n（kw），

M——电机输出扭矩（N·m），

n——电机转速（r·p·m）。

由预先测出的电机输入功率N与电机总效率的关系曲线（见图1-1），用三相电功率表测出油泵在不同工作压力下电机的输入功率，然后根据电机效率曲线查出电机总效率，就可以计算出电机输出功率，这也就是油泵的输入功率NR。

即

NR=Ndc=NdR·

所以

电机效率曲线如图1—1

图1—1电机效率曲线

三、实验装置和作用

液压原理图见图1—2中油泵性能实验部分。

图1-2节流调速性能、油泵性能与溢流阀静动态实验液压原理图

油泵18动力源，节流阀10外负载，溢流阀11调节油泵18的出口压力;

压力表12指示油泵18的出口压力;

流量计指示油泵流出流量的容积（10L／r），秒表配合流量计测定流量。

四、实验步骤

在本实验中，可测得油泵的三个主要指标：

油泵的流量特性、容积效率和总效率。

1、空载起动油泵在其运转一段时间后，当油温不再上升时，便可进行实验。

2、将节流阀10关闭，调节溢流阀11使压力表值为5MPa，此时，用锁母锁紧溢流阀11的调节旋钮。

3、调节节流阀10，使油泵出口压力从4MPa开始，每减少压力0.5MPa为一个测点，共测8个测点，第8个测点压力为0.5MP，分别记下每个测点的压力、流过一定容积油液的时间和电功率．此过程为减载过程。

4、调节节流阀10的开度为最大，测流量，此流量即为油泵的空载流量（此时压力可能不为零，为什么?

）

5、调节节流阀10，使压力从0.5MPa到4MPa，方法同实验步骤3。

此过程为加载过程。

6、实验完毕，溢流阀全部打开，压力表开关置“0”位，停车。

注意：

实验步骤3和5的数据取平均值，即为所测得数据。

五、实验数据和曲线

1、实验数据填入表1—1。

2、特性曲线。

画出油泵的流量特性曲线，及～P和～P的关系曲线。

（三条曲线可以画在同一张方格纸上）

六、分析和讨论实验结果

1、油泵的流量特性说明什么问题?

2、分析总效率曲线的变化趋势，说明总效率在什么范围内为较高，这在实际应用过程中有什么意义?

V——空载流量（L），

tk——测定该空载流量所用的时间（sec）。

表1-1油温t=（℃）

序

号

压力

P

（MPa）

流量

泵输出

功率

Nc（kw）

电机输

入功率

NdR（kw）

电机

效率

电机输出功率

Ndc（kw）

油泵容

积效率

油泵总

效率

（%）

t

（s）

Q=

（L/min）

减

载

1

4

2

3.5

3

3

4

2.5

5

2

6

1.5

7

1

8

0.5

加

载

1

0.5

2

1

3

1.5

4

2

5

2.5

6

3

7

3.5

8

4

七、思考题

1、溢流阀11在实验中起什么作用?

2、实验中节流阀10为什么能够给被测油泵加载?

（提示：

可用流量公式Q=k·A·来分析，k——节流阀的流量系数，

A——截流面积，——节流阀前后压力差。

）

实验二溢流阀性能

一、实验目的

1、通过实验加深理解溢流阀的启闭特性和调压偏差。

2、对溢流阀的动态特性取得感性认识，如压力超调量等。

3、测定溢流阀的压力损失和关闭泄漏量。

二、实验内容

1、溢流阀的启闭特性和调压偏差

溢流阀调定压力Pt后，在系统压力将要达到调定压力Pt时，溢流阀就已经开启，我们称溢流阀刚刚开启时的压力为溢流阀的开启压力，用Pk表示。

调压偏差P是指调定压力Pt与开启压力Pk之差，即

实验时，当被测阀通过试验流量为理论流量的1％溢流量时的系统压力值为开启压力Pk，而调压偏差P与调定压力Pt之比称为调压偏差率，即

2、溢流阀的动态特性

溢流量突然变化时，溢流阀所控的压力随时间变化的过渡过程，如图2-I。

图2-1溢流阀的动态特性（阶跃响应）曲线

①压力回升时间是从开始升压至调定压力Pt稳定时的时间。

②卸荷时间△t2是从调定压力Pt开始卸荷至压力稳定的时间。

③压力超调量是最大峰值压力与调定压力Pt之差。

即

而压力超调量与调定压力Pt之比为压力超调率，即

3、溢流阀的性能指标

压力损失：

溢流阀调压旋钮在全开位置时的压力值。

卸荷压力：

溢流阀远控口接油箱时的压力值。

关闭泄漏量：

溢流阀调压旋钮拧紧时，在额定压力下，通过溢流阀的溢流量。

压力振摆：

额定压力下，一定的持续压力波动叫压力振摆。

压力偏移：

额定压力下，在一分钟内的压力变化量叫压力偏移。

三、实验原理与器材

液压原理图见图1-2中溢流阀性能实验部分．

油泵18动力源；

溢流阀11调节实验回路压力；

溢流阀14被测阀；

换向阀13换接被测阀3的油路并提供阶跃信号；

换向阀15用于流量计或量筒的选择，

换向阀16使溢流阀卸荷，并提供阶跃信号；

流量计或量筒用于测定通过流量阀的流过的容积，

秒表配合流量计或量筒测定流量。

溢流阀的动态特性测试所用仪器：

见图2-2;

图2-2溢流阀动态特性实验仪器连接框图

BPR-2／100型电阻式压力传感器一个；

Y6D—3A型动态电阻应变仪一台；

SCl6型光线示波器一台；

SBE-20A型二踪示波器（或通用示波器）一台；

614B型电子交流稳压电源一台；

FF3型分流及附加电阻箱一台；

直流稳压电源一台；

四、实验步骤

1、溢流阀的启闭特性和调压偏差

①空载起动，关闭节流阀10，使换向阀17处于中位位置。

②换向阀13的电磁铁在“I”位置，关闭溢流阀11，调节溢流阀14，使测压点12—2的压力为4MPa，此压力为调定压力Pt。

③用流量计和秒表测定流量，此流量为被测阀的额定流量Qn。

④调节溢流阀11使压力下降，同时注意流量计指针，当流量计指针走动非常慢时（几乎看不出走动时使换向阀15的电磁铁在“I”值，再继续调节溢流阀11使压力下降，当溢流量为较小时，用量筒和秒表测定流量，当流量为额定量Qn的1％时，此时压力为溢流阀的开启压力Pk。

⑤Pk为第一测点，每升高压力0.2MPa为一个测点，升到4MPa，记下每个测点的压力和流量（大流量时用流量计，小流量时用量筒）此过程为开启过程。

⑥压力从4MPa降到Pk用⑤的方法，记下每个测点的压力和流量，此过程为关闭过程。

2、溢流阀的动态特性

①按图2—2所示，连接好测试仪器的电气线路，选择振子型号，（选择方法参见《光线示波器使用说明书》等有关书籍）。

②用BPR压力传感器组成半桥，平衡动态应变仪的一个通道。

③启动光线示波器，预热后起辉，调节光点位置，用压力校验泵和压力传感器给出标准应变信号，在感光纸上记下零压基准线和3、4、5、6MPa的准线。

④换向阀13在“I”位，关闭溢流阀11，调节被测阀14使压力为4MPa，将换向阀16在“I”位（通电）使主油路卸荷，准备好记录仪器，进行拍摄动态特性曲线，按下光线示波器拍摄按钮，将换向阀16置“0”位（断电），主油路升压，接着迅速将阀16置“I”位，主油路卸荷拍摄完毕，取下记录纸，进行二次曝光，即得溢流阀的动态特性曲线。

⑤溢流阀11调至5MPa，压力表开关置“I”位，换向阀13置“I”位调节被测阀14压力为4MPa，换向阀13置“0”位，准备好记录仪器，进行拍摄动态特性曲线。

将换向阀13置“I”位，主油路升压，再速使阀13置“0”位，主油路卸压，拍摄完毕，取下记录纸，进行二次曝光，即得溢流阀的动态特性曲线。

④和⑤是在两种实验情况下的特性曲线。

3、溢流阀的其它性能指标

①旋开被测溢流阀14的调压旋钮的开度为最大，记下测点12—2的力值，即压力损失。

②调节溢流阀14，使测压点12—2压力大于0.5MPa，换向阀16置“I”位，记下测压点12—2的压力值，即卸荷压力。

③调节溢流阀11使测压点12—1的压力为5Mpa，拧紧溢流阀14的调压旋钮，使换向13、15都置“I”位，用量筒和秒表测得流量，即关闭卸漏量。

④换向阀13置“I”位，溢流阀14全部打开，关闭溢流阀11，调节溢流阀14，使测压点12—1的压力值为5MPa，记下压力振动幅值的一半，即压力振摆。

⑤实验方法同上，记下一分钟压力变化量，即压力偏移，

五、实验数据和曲线

调压偏差（MPa）

调压偏差率％

表2-1

阀口

动向

序

号

压力

P（MPa）

溢流量

油温

v（mL）

t（s）

Q=

开

启

过

程

1

2

3

4

5

6

关

闭

过

程

1

2

3

4

5

6

特性曲线：

画出溢流阀的启闭特性曲线在方格纸上。

计算出调压偏差和调压偏差率（注意：

开启与关闭两条特性曲线通常不重合）。

2溢流阀的动态特性

表2—2

调定压力

Pt（MPa）

方

法

最大峰值压力

Pmax（MPa）

压力超调量

压力超调率

压力回升时间

卸荷时间

5

1

2

3、溢流阀的其它性能指标

表2—3

压力损失

（MPa