《液气压传动和控制》实验指导书docx.docx
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《液气压传动和控制》实验指导书docx
机械工程学院
液气压传动与控制
实验指导书
肖玉编写
适用专业：
机械类各专业
贵州大学
二00七年八月
刖吕
本课程是机械工程类专业必修的一门技术基础课。
其目的是使学生在已有的基础知识的基础上，掌握液气压传动与控制技术方面的基本理论、基本原理及特点和应用方面的知识，以便具有阅读分析、合理选择使用和设计液气压传动与控制系统的能力。
为今后从事机电液设备的设计、制造及使用方面的工作打下基础。
本课程以流体力学知识为基础，主要介绍了液气压传动系统的基本工作原理、组成和系统特点，各元件的工作原理、性能、结构特点、类型和应用，基本回路的工作原理、类型、特点和应用，典型液气压传动系统的分析等。
为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，并在此基础上，训练和培养学生对液气压传动的分析、设计和应用能力，设置了“液压泵的性能”、“液压气动元件拆装”、“液气压基本回路性能测试与比较”等3个实验项目，其中第三项实验为综合性、设计性实验。
1、实验一：
液压泵的性能4
2、实验二：
液压气动元件拆装8
3、实验三：
液气压基木回路设计与比较10
4、实验报告基本内容要求17
5、实验扌艮告格式18
实验一：
液压泵的性能
实验学时：
2
实验类型：
验证性实验
实验要求：
必修
一、实验目的
通过该实验，使学生了解液压泵的主要性能及测试方法。
二、实验内容
测试液压泵的下列特性：
1、液压泵的压力脉动值；
2、液压泵的流量一一压力特性；
3、液压泵的容积效率一一压力特性：
4、液压泵的总效率一一压力特性：
待测试的液压泵的主要性能指标如下：
额定压力
P二63kgf/<
公称排量
Q=6m1/r
容积效率
z/>80%
总效率
q>65%
压力率脉动值
±2kgf/cm
泵的转速
n=1410rmp
三、实验原理、方法和手段
图1为QCS003B型液压实验台测试系统图。
图中8为待测试的液压泵，其进口端装有线隙式滤油器15,出口端并联溢流阀9和压力表P6。
待测试的液压泵输出的油液经节流阀10和椭圆齿轮流量计17流回油箱,并通过节流阀10对待测试的液压泵8进行加载。
图1QCS003B型液压实验台测试系统图
1、液压泵的压力脉动值
将待测试的液压泵的压力调到额定压力，观察其是否超过额定值并记录相应的脉动值。
注意，测试时压力表P6不能接阻尼器。
2、液压泵的流量一压力特性
通过测定液压泵8在不同工作压力下的实验流量即可得出该泵的流量一一压力特性曲线Q=f（P）o调节节流阀10可得到不同的工作压力值，其值的大小可通过压力表P6观测。
不同压力下的流量值用椭圆齿轮流量计和秒表确定。
压力调节范围从零（此时对应的流量为空载流量）到所测试液压泵给定的额定压力的1.1倍为宜。
3、液压泵的容积效率一一压力特性
泵的理论流量通常用空载流量代替。
容积效率二
4、液压泵总效率一一压力特性
（1）液压泵输入功率用电功率表13测试。
功率表指示的数值N表示电动机的输入功
率。
根据该电机的效率曲线查出电功率为N时的电动机效率〃电，则"入=川表•〃电
液压泵的总效率：
7；=1.59PQ
P61叫2
（2）液压泵的输入功率用扭矩仪测出。
速度用转速表测出。
则N入=2/iMpno
液压泵的总效率：
r）t）=1.59些~
"M畀
四、实验组织运行要求
根据本实验的待点、要求和具体条件，采用分组集中授课形式进行。
五、实验条件
QCS003B液压教学实验台，秒表及实验指导书等。
六、实验步骤
参照图1进行实验。
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。
节流阀10和溢流阀9为全开状态。
接通电源，让液压泵8空载运转几分种以排出系统内的空气。
2、关闭节流阀10。
慢慢关小溢流阀9,并将系统压力P调至70kgf/cm2o然后用锁紧螺母将流流阀9锁住。
3、逐渐增大节流阀10的通流截面，使系统压力P降至泵的额定压力（63kgf/cn/）,观察液压泵8的压力脉动值（做两次）。
4、将节流阀10全部打开，使液压泵的压力为零（或接近零）。
测出此吋的流量并做记录。
该值即为空载流量。
再逐渐关小节流阀10,作为泵的不同负载。
对应测出不同负载下的压力P,流量Q和电机输入功率N茨（或泵的输入扭矩与转速）。
注意，节流阀每次调节后，须运转一、二分钟后，再测相关数据。
压力P一一从压力表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=AV/t
求出。
七、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？
2、液压泵的容积效率主要取决于什么因素？
3、在液压泵特性试验系统中，溢流阀9起什么作用？
八、实验报告
实验完成后提交实验报告，具体内容要求及格式见后。
实验二液压气动元件拆装
实验学时：
2
实验类型：
综合操作性实验
实验要求：
必修
一、实验目的
通过对各种液压泵阀的拆装，使学生常握它们的结构和工作原理，培养学生解决实际问题的能力。
二、实验内容
1.齿轮泵的拆装：
（1）通过拆装进一步了解齿轮泵的结构及英完成吸油、压油的工作原理。
（2）进一步了解产生困油现彖的原因及卸荷槽的作用。
（3）通过观察齿轮泵的结构进一步了解齿轮泵泄漏的途径及其相应的解决方法。
2.叶片泵的拆装：
（1）了解叶片泵的结构及各部分的特点、功用。
（2）仔细观察定子曲线、配油盘及叶片的倾角。
进一步了解叶片泵完成吸压油的工作原理。
3.轴向柱塞泵的拆装：
（1）了解轴向柱塞泵的结构及其完成吸、压油的工作原理。
（2）进一步了解轴向柱塞泵的变量机构（手动变量机构）的工作原理。
4.溢流阀、减压阀和换向阀的拆装：
（1）通过拆装Y型溢流阀，进一步了解先导型溢流阀的结构特点和工作原理。
（2）通过拆装J型减压阀，进一步了解先导式减压阀的结构特点和工作原理。
（3）通过拆装三位四通换向阀，进一步了解换向阀的结构特点和工作原理。
三、实验原理、方法和手段
通过对液气压元件的拆装，直观地了解其结构，更好地了解其工作原理。
四、实验组织运行要求
根据本实验的待点、要求和具体条件，采用分组以学生自主训练为主，教师指导为辅的开放模式进行。
五、实验条件
各种液压泵、液压阀，操作台及实验指导书等。
六、实验步骤
依次拆装液压泵和阀。
七、思考题
1、齿轮泵与叶片泵的结构特点有何不同？
2、齿轮泵采用什么措施来减小齿轮轴承上承受的径向液压力？
YBC型齿轮泵的进、出油口
为何大小不同？
3、为了减少齿轮泵的泄漏，在设计和制造时应采収哪些措施，以保持端面间隙而减少泄漏？
4、轴向柱塞泵的定心弹簧的作用是什么？
当其损坏时，对泵的工作有何影响？
5、压力控制阀的结构有何共性？
八、实验报告
实验完成后提交实验报告，具体要求见后。
实验三：
液气压基本回路设计与比较
实验学时：
2
实验类型：
综合设计性实验
实验要求：
必修
一、实验目的
通过该实验，使学生常握分析比较同一功能，不同设计的常用液气压基本回路的组成，工作原理和性能特点。
二、实验内容
调压、卸荷、增压、调速、增速、顺序等基本冋路的多方案设计比较。
三、实验原理、方法和手段
学生选择任意一类基本回路，自行设计实验方案并完成。
四、实验组织运行要求
根据本实验的特点、要求和具体条件，采用分组以学生口主训练为主，教师辅导为辅的开放模式进行。
五、实验条件
TP501液压实验台，TP701气动实验台，其它辅件，实验指导书等。
六、实验步骤
实验步骤由学生自拟。
七、思考题
1、系统设计时怎样选择某一功能的基本冋路？
2、你所进行的这类基本回路的不同设计有何差异？
为什么？
八、实验报告
实验完成后提交实验报告，具体要求见后。
实验设计参考示例：
节流调速回路，性能实验
一、实验目的
1、学会测定各调速性能，做出其速度一一负载特性曲线。
2、分析比佼进油路、回油路、旁路三种节流阀调速回路的调速性能。
3、分析比较节流阀和调速阀进油回路的调速性能。
二、实验内容
节流调速冋路由定量泵，节流阀、溢流阀和液压缸等元件组成。
当节流阀的结构形式和液压缸的尺寸大小确定后，液压缸活塞杆的工作速度V与节流阀的通流截而积A溢流阀的调定压力（泵的供油油压力）及负载F大小有关。
调速冋路中液压缸活塞杆的工作速度V与负载F之间的关系，称为冋路的速度一负载曲线特性。
当每次按不同的数值调定节流阀开度（即改变通流截面积）或溢流阀调定压力后，改变负载人小，则可测得相应的活塞杆工作速度及各有关的负载压力值。
本实验，在节流阀调定开度不变，泵的供油压力不变的情况下，改变加载缸的负载压力值，分别测出各调速冋路中不同的负载压力时，相应的活塞杆工作速度。
工作缸活塞杆工作速度
V_活塞行程L_230mm/
tt
系统的负载是rtl加载缸（18）旋加于（17）的，其负载值的大小通过溢流阀（9）调节。
三、实验步骤
三实険装置濟压传动原理图，（见图5-1,
0-1节流瀾速回路性能实验液压系统原理图
（-）进油路节流调整：
1、加载缸的调整
启动液压泵8,关闭节流阀10,电磁阀11断电，通过调节溢流阀9改变加载油缸的负载压力，其值由压力表6读取，切换电磁阀12,可使加载缸18的活塞与工作缸17的活塞顶靠在一起，从而实现给工作缸加载。
2、调速回路的调整：
将旁路节流阀7、调速阀4关闭，回油节流阀6开到最大，进油节流阀调整到某一开度（使工作缸的活塞杆运动，走完230mm行程，大致需要5-6秒），通过溢流阀2使系统压力Pa=45xlO5Pa。
切换电磁阀3,可使工作缸作往复运动。
3、将工作缸的活塞杆回复，加载缸的活塞杆向前伸出，两缸活塞杆顶靠在一起。
溢流阀9从OPa开始，每隔SxltfPa做-次记录，分别测出工作缸活塞杆的运动速度，并记下相应的P?
、、A,L、t值，负载压力应加到工作缸活塞不运动为止。
（二）回油路节流调速：
1、加载系统的调整同上。
2、调速回路的调整：
1电磁换向阀3处于中位，将旁路节流阀7和调速阀4关闭，进油路节流阀5全开，调节回油节流阀6到某一适中的开度。
2溢流阀9从OPa开始，每隔SxltfPa测定一次，记下P八A,L、t值，直至工作缸活塞杆停止运动为止。
（三）旁路节流调速：
1、加载系统的调整同上。
2、调速回路的调整：
电磁换向阀3处于中位，调速阀4关闭，进油节流阀5和回油节流阀6开到最大，旁路节流阀7开到某一适中的开度。
3、溢流阀9从OPa开始，每隔5xlO5Pa测定一次，记下P&、D、L、t值，直至工作缸活塞停止运动为止。
（四）采用调速阀的进油节流调速回路：
1、加载系统调整同上。
2、调速回路的调整：
电磁阀3处于中位，将进油节流阀5或旁路节流阀7全闭，回油节流阀6开到最大，调速阀4开到某一适中的开度。
3、溢流阀9从OPa开始，每隔SxlCTPa测定一次，记下，P&、P：
＜、P八L、t值,直到工作缸活塞杆停止运动。
四、实验报告
1、根据实验数据：
做出采用节流阀调速的进油路、回油路和旁油路调速回路的速度一一负载特性曲线，做出采用调速的进油调速回路的速度一负载特性曲线。
2、分析三种节流阀调速回路的性能。
3、分析比较节流阀和调速阀进口调速冋路的性能。
-、进油路节流阀调速实验数据记录表
测算容序号\
10%
P,
\（fPa
吨-Pj
L（m一m
t（s）
V（mm/s）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
二、回油路节流调速实验数据记录表
则算
序号\
£
£
AP
L（m-m）
t（s）
V（mm/s）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
三、旁路节流调速实验数据记录表
测算
、^容序号\
Ps
AP
L
t
V
1
2
3
4
5
6
7
8
9
四、进油路调速阀调速实验数据记录表
则算
序号\
p6
Py
AP
L
t
V
1
2
3
4
5
6
7
8
9
实验报告的基本内容及要求
1.实验预习
在实验前每位同学都需要对本次实验进行认真的预习，并写好预习报告，在预习报告中要写出实验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤，形成一个操作提纲。
2.实验记录
将实验中所做的每一步操作、观察到的现象和所测得的数据及相关条件如实地记录下来。
实验记录中应有指导教师的签名。
3.实验总结
主要内容包括对实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，冋答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
实验记录屮应有指导教师的签名。
贵州大学实验报告
（一）
学院：
专业：
班级:
姓名
学号
实验组
实验吋间
指导教师
成绩
实验项目名称
实
验
目
的
实
验
要
求
实
验
原
理
实验仪器
实验步骤
实验内容
实
验
数
据
1、填写液压泵的技术性能指标
型号规格：
额定转速：
额定压力：
额定流量：
2、数据记录:
液压泵性能试验表格表
试
内
g
二
三
四
五
六
七
八
1
被试泵的压力P（kgf/cm2）
泵流量
Av/tx60（//min）
电动机的输入功率
N农（KW）
2
泵的输入功率
N入=N农・〃电
。
电=80%
泵的扭矩Mp（kfg.m）
3
泵的转速n（rmp）
4
泵容积效率〃pv（%）
5
泵的总效率%（%）
（1:
d
Q
0
绘制液压泵的流量——压力及流
k
量一一效率特性曲线。
1
°P
实
验
总
结
指
导
教
师
思
见
签名：
年月日
贵州大学实验报告
（二）
学院：
专业：
班级:
姓名
学号
实验组
实验吋间
指导教师
成绩
实验项目名称
实
验
目
的
实
验
要
求
实
验
原
理
实验仪器
实验步骤
实验内容
实验数据
实
验
总
结
指导教师
忌、
见
签名：
年月日
升级会员 