液压实验报告.docx

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液压实验报告

一、液压传动认识实验

1实验目的

（一）理解液压系统的基本组成。

（二）理解液压系统基本元器件的功能。

（三）理解液压传动的基本形式。

2实验要求

由实验教师对以简单液压传动系统的结构、工作原理及性能结合实物、剖开的实物、各种阀模型及示教板等进行讲解，充分理解掌握课堂内容和如下内容。

要求同学掌握的内容：

理解一般液压系统中传动介质的特点及选用原则；理解一般液压系统中能量转化装置及执行元件的特点；理解液压传动中方向控制、流量控制、压力控制的基本元件及特点

理解液压千斤顶的工作原理；理解手动液压钳的工作原理。

3实验内容

液压系统的基本组成：

一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。

液压系统基本元器件的功能：

1.动力元件

　　动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。

液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

2．执行元件

　　执行元件（如液压缸和液压马达）的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。

3.控制元件

　　控制元件（即各种液压阀）在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。

根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。

压力控制阀又分为益流阀（安全阀）、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。

根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。

4.辅助元件

　　辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。

5.液压油

　　液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。

液压千斤顶：

1—杠杆手柄2—小油缸3—小活塞4，7—单向阀5—吸油管6，10—管道8—大活塞9—大油缸11—截止阀12—油箱图1-1是液压千斤顶的工作原理图。

大油缸9和大活塞8组成举升液压缸。

杠杆手柄1、小油缸2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。

如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；用力压下手柄，小活塞下移，小活塞下腔压力升高，单向阀4关闭，单向阀7打开，下腔的油液经管道6输入举升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上移动，顶起重物。

再次提起手柄吸油时，单向阀7自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。

不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入举升缸下腔，使重物逐渐地升起。

如果打开截止阀11，举升缸下腔的油液通过管道10、截止阀11流回油箱，重物就向下移动。

这就是液压千斤顶的工作原理。

手动液压钳：

压接钳由油箱、动力机构、换向阀、卸压阀、泵油机构组成，泵油机构由油泵体、高、低压油出油孔、偏心轴、偏心轴承、从动齿轮和一对高压油泵以及一低压油泵构成，油泵体悬固于油箱盖上，高、低压油出油孔开设在油泵体上，与卸压阀油路连接，偏心轴呈纵向设置，上端枢置于油泵体中央，下端固设偏心轴承，从动齿轮固置在偏心轴顶部，与动力机构联结，高、低压油泵悬固在油泵体上，各具一与偏心轴承相触的作动件，高、低压油泵的泵腔分别与高、低压油出油孔相通。

将泵油机构与动力机构的连接为垂直连接，可充分利用空间而小化占地面积，有利于作业及运输；将高、低压油泵的泵油形式变为偏心轴承的作动形式，具有结构简单、零部件少而利于装配

二、液压泵及执行元件认识实验

1实验目的

（一）理解液压系统的液压泵、液压马达和液压缸的工作原理和用途。

（二）理解常见的齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的结构特点。

（三）理解液压马达和液压缸的结构特点。

2实验要求

了解液压泵的种类及分类方法；理解液压系统的液压泵、液压马达和液压缸的工作原理和选用依据。

通过对液压泵的实际观察，掌握齿轮泵、叶片泵柱塞泵的工作原理和结构。

通过对液压缸的实际观察，掌握单杆液压缸、双杆液压缸和柱塞缸的结构特点及工作原理。

掌握典型液压泵及液压缸的结构特点、应用范围及设计选型；

3实验内容

液压泵：

液压泵是液压系统的动力元件，其作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。

液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

液压泵工作原理：

是为液压传动提供加压液体的一种液压元件，是泵的一种。

它的功能是把动力机（如电动机和内燃机等）的机械能转换成液体的压力能。

图中为单柱塞泵的工作原理。

凸轮由电动机带动旋转。

当凸轮推动柱塞向上运动时，柱塞和缸体形成的密封体积减小，油液从密封体积中挤出，经单向阀排到需要的地方去。

当凸轮旋转至曲线的下降部位时，弹簧迫使柱塞向下，形成一定真空度，油箱中的油液在大气压力的作用下进入密封容积。

凸轮使柱塞不断地升降，密封容积周期性地减小和增大，泵就不断吸油和排油。

液压马达：

液压马达习惯上是指输出旋转运动的，将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置。

液压马达原理：

.

1.叶片式液压马达：

由于压力油作用，受力不平衡使转子产生转矩。

叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关，其转速由输入液压马达的流量大小来决定。

由于液压马达一般都要求能正反转，所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。

为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人叶片根部的通路上应设置单向阀，为了确保叶片式液压马达在压力油通人后能正常启动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。

 叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合，但泄漏量较大，低速工作时不稳定。

因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。

　　2.径向柱塞式液压马达 ：

径向柱塞式液压马达工作原理，当压力油经固定的配油轴4的窗口进入缸体内柱塞的底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子与缸体存在一偏心距。

在柱塞与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为 。

力可分解为 和 两个分力。

当作用在柱塞底部的油液压力为ｐ，柱塞直径为ｄ，力和之间的夹角为 X时，力对缸体产生一转矩，使缸体旋转。

缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。

 以上分析的一个柱塞产生转矩的情况，由于在压油区作用有好几个柱塞，在这些柱塞上所产生的转矩都使缸体旋转，并输出转矩。

径向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。

3.轴向柱塞马达：

轴向柱塞泵除阀式配流外，其它形式原则上都可以作为液压马达用，即轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是可逆的。

轴向柱塞马达的工作原理为，配油盘和斜盘固定不动，马达轴与缸体相连接一起旋转。

当压力油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，柱塞在压力油作用下外伸，紧贴斜盘斜盘对柱塞产生一个法向反力ｐ，此力可分解为轴向分力及和垂直分力Q。

Q与柱塞上液压力相平衡，而Q则使柱塞对缸体中心产生一个转矩，带动马达轴逆时针方向旋转。

轴向柱塞马达产生的瞬时总转矩是脉动的。

若改变马达压力油输入方向，则马达轴按顺时针方向旋转。

斜盘倾角ａ的改变、即排量的变化，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。

斜盘倾角越大，产生转矩越大，转速越低。

4．齿轮液压马达：

 齿轮马达在结构上为了适应正反转要求，进出油口相等、具有对称性、有单独外泄油口将轴承部分的泄漏油引出壳体外；为了减少启动摩擦力矩，采用滚动轴承；为了减少转矩脉动齿轮液压马达的齿数比泵的齿数要多。

 齿轮液压马达由干密封性差，容租效率较低，输入油压力不能过高，不能产生较大转矩。

并且瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变化，因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩的场合。

一般用干工程机械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上

液压缸：

液压缸又称为油缸，它是液压系统中的一种执行元件，其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。

液压缸的工作原理：

（1）活塞式液压缸：

主要由缸体、活塞和活塞杆组成。

缸体固定，当油液压入左油腔、右油腔回油时，活塞向右移动，反之，活塞向左移动。

单杆活塞式液压缸，其特点是活塞的一端有活塞杆而另一侧没有活塞杆。

当左油腔进油时，活塞向右移动，当右油腔进油时，活塞向左移动。

（2）柱塞式液压缸。

柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重。

（3）摆动缸。

摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。

有单叶片和双叶片两种形式。

定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。

根据进油方向，叶片将带动转子作往复摆动。

（4）伸缩式液压缸。

伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。

齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的结构特点：

齿轮泵：

齿轮泵对油液的要求最低，最早的时候因为压力低，所以一般用在低压系统中，先随着技术的发展，压力可以做到25MPa左右，常用在廉价工程机械和农用机械方面，当然在一般液压系统中也有用的，但是他的油液脉动大，不能变量，好处是自吸性能好。

叶片泵：

对油液的要求居中，早起的叶片泵受定子曲线和材料的影响压力不能太高，现在高压叶片泵可以做到21MPa，因为他启动力矩小，长用在汽车助力泵上，他脉动居中，自吸性能居中。

柱塞泵：

压力高，性能稳定，成本高，脉动最小，可以变量，常用在高压系统和工程机械上。

但他的自吸性能最差

液压马达的结构特点：

从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。

因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。

　　但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。

首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。

因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。

由于存在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。

液压缸的结构特点：

液压油缸的特点是轻便，容易携带，设计合理。

表面烤漆处理，光泽亮丽不易生锈，液压油缸的全部原材料经过顶级热处理，并以进口数控车床磨床钻床加工而成，进口密封件，使油缸连续工作不易磨损。

规格一般10吨-200吨。

特殊规格可以定做。

液压缸的材质是一般的中碳钢，液压缸的活塞带极限的压力是16兆帕，液压缸分活塞缸和柱塞缸，但是它们的工作原理完全相同，之所以有不同的选择，主要是从设计的需求与工艺的方便性上考虑的，一般来说，大缸径考虑用活塞，小缸径考虑用柱塞；执行杆刚度要求特别高的用柱塞，要求一般的用活塞。

三、液压控制阀认识实验

1实验目的

（一）理解液压系统的三类控制阀的工作基本原理。

（二）理解方向控制阀的通、位及中位机能等基本概念。

（三）理解压力及流量控制阀的结构特点。

2实验要求

由实验教师对以上各种液压阀的结构、工作原理及性能结合实物、剖开的实物、各种阀模型及示教板等进行讲解，充分理解掌握课堂内容和如下内容。

要求同学掌握的内容：

液压阀分类：

单向阀

滑阀手动换向阀

方向控制阀换向阀电磁换向阀

液控换向阀

液压阀电液换向阀

转阀

压力控制阀：

溢流阀、减压阀、顺序阀

流量控制阀：

节流阀、调速阀

3实验内容

1.压力控制阀

（1）结构特点

共同特点是利用油液压力对阀芯产生推力与弹簧力等平蘅在不同位置上，以控制阀口开度来实现压力控制。

（2）压力控制阀的装配

1）装配前必须将全部零件仔细清洗。

2）主阀芯在阀体内应移动灵活，不得有阻滞现象。

配合间隙一般在0.015~0.025mm之间。

3）主阀芯、先导阀芯与它们的阀座应密合良好，不得有泄漏（可用汽油或煤油检查）。

4）装配后可做压力调整实验。

2.方向控制阀

（1）结构特点

1）单向阀反向截止，要求密合性好，正面通油压力损失要小。

2）换向阀是改变系统内油液流向的控制阀，利用阀芯与阀体间的相对位置的变化，达到改变油流的目的。

阀芯移动的方式很多：

手动式、机动式（凸轮、挡块等）、电动式（交流电磁铁、直流干式和湿式电磁铁等）、液动式和电液动式等。

3）交流电磁铁电压一般为220V、380V或36V。

4）直流湿式电磁铁电压一般为24V。

（2）方向控制阀的装配：

与压力阀基本相同。

3.流量控制阀

（1）结构特点

流量阀是依靠改变通流面积的大小来调节流量的。

常用的流量阀有节流阀、各类调速阀以及它们的组合阀等。

其中节流阀是中心，其它流量阀都是节流阀与其它控制阀的组合。

（2）流量阀的装配：

与压力阀基本相同。

四、液压辅助元件认识实验

1实验目的

（一）理解液压系统的辅助元件基本组成。

（二）重点理解液压系统蓄能器的功能。

（三）了解液压传动的管接头及油箱的功能及特点。

2实验要求

由实验教师对液压系统的各种辅助元件的结构、工作原理及性能结合实物、剖开的实物、各种阀模型及示教板等进行讲解，充分理解掌握课堂内容。

理解液压系统辅助元件的基本组成。

理解液压系统蓄能器的功用及结构特点；了解管接头的借口形式及特点；了解过滤器的特点及安装位置；了解油箱的安装位置及功能。

3实验内容

液压系统中的辅助元件：

滤油器、蓄能器、油箱、管接头和油管等。

从液压系统的整体来看，辅助元件是必不可少的重要元件，如果选择或使用不当，会对系统的工作性能、寿命、温度、节能和噪声等都有直接的影响，因此必须予以充分重视。

油箱的作用及分类 ：

1.油箱的作用是储存液压系统工作循环所需的油液，散发系统工作过程中产生

的一部分热量、分离油液中气泡等作用。

二、常用油箱的结构 

三、油箱与液压泵的几种安装位置 

1.上置式 

2.旁置式 

3.下置式

液压系统蓄能器的功能：

蓄能器是一种把液压能储存在耐压容器内，待需要时将其释放出来的一种储能装置。

主要有以下几种作用：

1．储存能量

（1）短期大量供油

在间歇工作或短时高速运动的液压系统中，对油泵供油量的要求差别很大，利用蓄能器蓄能，待系统需要大量供油时，让蓄能器与泵一起供油，这样就可以选用较小流量的泵，节约电机功率，减少系统的发热。

（2）作为应急能源

在液压泵发生故障或停电，而执行元件仍须完成必要的动作时，蓄能器可作为应急能源。

2．稳定压力

当设备对某一动作要求保持恒定压力，且时间较长，可利用蓄能器补偿泄漏，稳定压力。

3.吸收冲击和脉动压力　

（1）.吸收冲击压力　

当换向阀快速切换，或负荷突然变化时，会引起冲击压力，接入蓄能器后，就能吸收这种冲击压力，使系统工作平稳。

（2）吸收脉动压力　

液压泵排出的工作油液，都有程度不同的流量脉动，使用蓄能器能降低脉动，减少系统的振动和噪声

油管及管接头：

液压系统中，各液压元件之间的连接是通过各种形式的油管和管接头来实现的。

油管和管接头必须有足够的强度，可靠的密封性，还要便于装拆，油液通过时的压力损失要小。

油管的种类及其应用：

液压系统中的油管，主要分金属硬管和耐压软管，一般使用硬管，它比软管安全可靠，而且经济。

软管则通常用于两个有相对运动的部件之间的连接，或经常需要装卸的部件之间的连接。

软管本身还具有吸振和降噪声的作用。

对管路的基本要求是要有足够的强度，能承受系统的最高冲击压力和工作压力；管 

路与各元件及装置的各连接处要保证密封可靠、不泄漏、不松动。

在系统中的不同部位，应选用适当的管径。

管路在安装前必须清洗干净，管内不允许有锈蚀、杂质、粉尘、水及其它液体或胶质等污物。

管路安装时应避免过多的弯曲，应使用管夹将管路固定，以免产生不必要的振动。

管路还应布局合理，排列整齐，方便维修和更换元器件。