液压与气动技术实验指导书(2011)

1«液压与气动技术»实验指导书北京交通大学机电学院测控实验室2011年3月2目录实验一液压泵和马达的拆装实验1实验二阀的拆装7实验三A液压系统性能实验（0014实验台）10(一)增速回路10(二)液压系统节流调速实验12实验三B液压系统性能实验（003B实验台）14(一)液压泵性能实验14(二)节流调速回路性能实验15附图：003B实验台液压系统图17实验四气动机械组装与测试18实验五气动机械手顺序控制实验203前言一、实验教学的目的液压与气动技术是一门技术课，它以流体力学等课程为理论基础，而一旦应用于工程实际中去，必须有实验作保证。所以学习这门课不但要搞懂课堂上所讲的内容，更重要的是在实验教学中进一步加深理解基本概念，掌握基本的实验方法，培养分析和解决实际问题的能力。二、实验纪律1、预习实验报告，作好理论基础准备，否则不得参加实验。2、严肃、认真、细心，熟悉油路、气路情况后再动手。油泵必须无载启动。3、压力须缓慢上升，不得用力太猛，以免引起冲击、振动，损坏元件，泵压不得任意调高（压力63Kgf/cm2）。4、在工作过程中，不允许随意转换选择工作开关，以免发生意外。014实验台的侧面板输入与输出不能插错，以免引起误动作或短路直流电源。5、在实验中注意安全，室内严禁烟火。与本实验无关的一切设备，不要乱摸，不准擅自启动。6、如有违反上述纪律，经劝告仍不改者，指导教师有权取消其实验资格，如因违反纪律和不遵守操作规程而损坏仪器设备时，4实验一液压泵和马达的拆装实验一、CB型齿轮泵复习、回忆齿轮泵的工作原理、基本结构及吸压油口的确定方法，拆开CB型齿轮泵，认真观察其结构，搞懂下列问题：1.CB泵的组成、工作原理及吸压油口的特点；2.图中a、b槽各起什么作用？3.为什么被动齿轮的轴做成空心的？端盖上的孔起什么作用？c孔若被堵死会有何问题?4.CB泵是否有减小单向不平衡力的措施？5.CB泵的额定压力为25Kg/cm2,为何不能再提高？6.观察困油卸荷槽的作用，注意泵内主要泄漏部位；7.正确组装CB泵，注意切勿丢失零件；8.简述CB泵的优缺点。齿轮泵结构图1、压盖2、后盖3、泵体4、前盖5、密封座6、密封环7、长轴8、泄油通道9、短轴思考题：若要提高齿轮泵的工作压力，主要应从哪些方面采取措施？二、高压齿轮泵复习、回忆限制齿轮泵工作压力的主要因素及相应的结构措施，拆开此泵，观察并思考，回答下列问题：1.此泵由哪些零件组成？判断其吸压油口；2.观察此泵的高压化措施，并说明其工作原理；3.认真观察泵内各其它槽和孔，说出它们的作用；4.此泵组装时应注意哪些问题？正确组装之；5.简述此泵的结构特点及优缺点。51.端盖2、4.浮动轴套3.主动齿轮5.泵体6.从动齿轮7.弹簧钢丝8、10.密封圈9.卸压片图6-2高压齿轮泵结构图高压齿轮泵结构图三、双作用叶片泵复习叶片泵的工作原理、基本结构；单双作用叶片泵的区别。拆开此泵，观察并思考，回答下列问题：1.该泵的组成、为什么说它是双作用的？其工作原理是什么？2.观察其定子内壁曲线，它是由哪些曲线组成的？3.注意其配流盘的结构，说明配流盘的作用；盘上圆环槽的作用；压油窗口上三角槽的作用；4.注意叶片安装，叶片前端部应如何正确放置叶片？5.此泵组装时应注意什么问题？正确组装之；6.简述双作用泵的特点。1、11—轴承2、6—左右配流盘3、7—前、后盖体4—叶片5—定子8—端盖9—传动轴10—防尘圈12—螺钉13—转子双作用叶片泵结构思考题：限制双作用叶片泵工作压力的主要因素是什么？结构上有何措施？6四、斜轴式轴向柱塞泵复习斜盘式轴向柱塞泵，弄清其工作原理，主要结构及主要问题所在，以便找出斜轴泵与斜盘泵区别。1.斜轴泵的工作原理是什么？转动传动轴，观察柱塞的往复运动，以验证原理。2.拆开泵，观察柱塞的结构，与斜盘泵的柱塞相比，斜轴泵的柱塞有何特点？有何优点？3.柱塞上的环槽有何作用？4.该泵的配流盘有何特点，其中的间歇强制润滑是如何工作的？5.简述斜轴泵的结构特点。斜轴式无铰轴向柱塞泵1、传动轴2、连杆3、柱塞4、缸体5、配流盘思考题：斜盘泵与斜轴泵相比较，哪一种泵的自吸能力好？比较其压力、抗污染能力、和效率。7实验二阀的拆装一、压力阀(一)溢流阀要求在拆装前掌握：溢流阀的符号；在系统中的作用，其基本组成。通过实验，观察其中的细节，并了解它们的作用原理。1.主阀体上的各孔的作用？主阀芯上阻尼孔何在？起何作用？堵塞时会怎样？2.观察主阀芯，注意其特点，以备与T型减压阀比较。3.主阀芯上的小环槽起何作用？其是几级同心的？4.先导阀的作用何在？先导式溢流阀与直动式相比优在何处？劣在何处？5.主阀弹簧的作用是什么？其刚度如何？6.先导阀的弹簧起何作用？其刚度如何？7.先导阀的回油路何在？8.弄清油液在阀内的通路。1、主阀芯2、弹簧3、螺钉4、锥阀5、远控油口6、弹簧思考题：溢流阀的远程控制口有何作用？（二）减压阀实验前应掌握减压阀的组成、原理及作用、通过实物拆装，观察其细节。了解其结构特点。1.减压阀的职能符号？在系统中的的作用？2.主阀的阻尼孔起何作用？堵塞时的后果？3.先导阀如何回油？为什么？4.主阀的进出油口各为哪个？5.观察主阀阀芯，其结构与Y型溢流阀的主阀阀芯有何不同？6.主阀阀芯的哪个凸肩是控制边？控制边：它控制着阀口的大小。81、阀芯2、弹簧3、锥阀4、弹簧O思考题：减压阀在系统中是如何工作的？二、流量阀节流阀与调速阀9出油口1、减压阀阀芯2、节流阀阀芯3、手把1、手把2、顶杆3、阀芯4、弹簧进油口1.节流阀由阀体、阀芯、弹簧、推杆四部分组成（1）将节流阀各部分零件拆开观察阀芯上的节流口，根据它与弹簧和推杆的相互位置以及阀体上的各个通道，叙述节流阀的工作原理和调速过程。（2）三角形节流口的作用？（3）当节流口调到某一个开度时，其速度能否恒定？为什么？2.调速阀由节流阀加定差减压阀组成（1）将节流阀芯和减压阀芯取出，说明为什么要串联定差减压阀？10滑阀式换向阀的换向原理(a)滑阀处于中位；（b）滑阀移到右端；（c）滑阀移到左端。（2）根据阀体上的进、回油口及一些工艺孔，搞清油的内部通路。（3）减压阀芯上下的压力差是如何变化的？3.将结构了解清楚后，以负载R增大为例，叙述其调速过程和稳速原理。（指出各油腔压力变化的情况）4.将节流阀和调速阀进行比较。了解它们各自的特点及适用场合。思考题：当负载R增大时，节流阀和调速阀在系统中各自有何特点？三、换向阀换向阀的种类、作用及名称等均熟练掌握:1.此换向阀属哪种类型？其基本组成？2.判断P、A、B各口，观察换向原理。思考题：此滑阀式换向阀为什么滑阀机能？有何特点？画出此滑阀式换向阀的职能符号。11实验三A液压系统性能实验（0014实验台）(一)增速回路一、实验目的有些机构中需要两种运动速度，快速时负载小，要求流量大，压力低；慢速时负载大，要求流量小，压力高。因此，在单泵供油系统中如不采用差动回路，则慢速时，势必有大量流量从溢流阀溢回油箱，造成很大功率损失，并使油温升高。本实验通过自己设计增速回路系统和亲自拆装，了解增速回路（差动回路）的组成和性能。二、实验要求实验台中提供了液压基本回路所用的各种液压元件，包括：方向阀、压力阀、流量阀、油缸、压力表、油管和快换接头，以及行程开关。自行设计一个差动回路，以实现油缸在单泵供油系统中快进和工进两种速度。三、实验步骤1.按照你所设计的差动回路，找出所要用的液压元件，通过软管和快速接头按回路连接。2.把所用的电磁换向阀电磁铁和行程开关按油路编号。3.把电磁铁（1ZT、2ZT、3ZT）插头线对应插入在侧面板“输出信号”插座内，（侧板上+示）。4.把行程开关1~3XK对应插入在侧面板“输入信号”插座（侧板2XK、3XK、1XK示）。5.根据差动回路工况表动作顺序，用小型插头对应插入在矩阵板插座内（矩阵板画X处）。6.旋松溢流阀，启动YB-4泵，调节溢流阀压力为20Kgf/cm2,调节单向调速阀至某一开度。7.把选择开关指向“顺序位置”，先按动“复位”按钮，再按动“启动”按钮，则差动回路即可实现动作。8.按照工况动作表格记录相应的压力（P1、P2）的时间t值。四、思考题1.在差动快速回路中，两腔是否因同时进油而造成“顶牛”现象？2.差动连接与非差动连接，输出推力哪一个大为什么？3.在慢进时，为什么液压缸左腔压力比快进时大，根据回路进行分析。4.如该回路中液压缸，该为双出杆液压缸，在回路不变情况下，是否能实现增速，为什么？12增速回路快进工进快退工况动作输入信号计时输出信号输入信号(选择开关在顺序位置）顺序延时顺序延时侧板计时注：处先不插插头，待测完快进时间后，将（6，3）点处的插头插入此处。快进工进快退13（二）液压系统节流调速实验一、实验目的；1通过自行设计和亲自拆装，了解节流调速回路的组成及性能，绘制速度负载特性曲线。2通过该回路实验，加深理解Q=C·A·ΔPm分别由什么决定。三、实验要求实验台中提供了液压基本回路所用的各种液压元件，包括：方向阀、压力阀、流量阀、油缸、压力表、油管和快换接头，以及行程开关。自行设计一个调速回路，油缸的速度可调节；在加载回路中，改变加载缸的压力，测试节流调速系统的速度负载特性曲线。三、实验步骤：1.按照自行设计的节流调速回路，找出所要用的液压元件，通过快换接头和液压软管连接油路。2.根据矩阵板和侧面板示例，进行电气线路连接，并把选择开关拨至顺序位置。（安装完毕，待指导教师检查无误后，再继续进行实验）。3.定出两只行程开关之间的距离，旋松溢流阀（I）、（II），启动YBX-16，YB-4泵，调节溢流阀（I）压力为40kgf/cm2,溢流阀（II）压力（加载系统的压力）分别为5、10、15……40kgf/cm2,调节单向调速阀的开口至某一开度。4.按动“复位”按钮，随之按动“启动”按钮，即可实现动作。在运行中读出单向调速阀进出口压力，记录记时器显示的时间。5.根据回路记录表，调节溢流阀（II）压力（即负载压力），记录相应时间和压力，填入表中。6.将单向调速阀改为单向节流阀（开口为某一值），方法同前进行测试。三、理实验数据，绘制V-P特性曲线1.调速阀进口节流调速加载压力（kgf/cm2）51015202530格T（秒）V（米/分）S=mm,油温=℃用直角坐标纸，绘制速度—负载特性曲线。2.节流阀进口节流调速加载压力（kgf/cm2）510152025303540格T（秒）V（米/分）格格T（秒）V（米/分）用直角坐标纸，绘制速度—负载特性曲线。四、思考题：1.节流阀与调速阀在结构与性能上有何区别？142.通过节流阀流量的大小与哪些因素有关？3.节流阀和调速阀调速，各用与什么场合最好，为什么？4.当负载压力上升到接近系统压力时，为什么缸速开始变慢？顺序延时顺序延时输入信号输出信号计时侧板计时(选择开关在顺序位置）动作加载缸进工况输入信号跳步调速回路计时工作缸进计时工作缸退加载缸退跳步复位15实验三B液压系统性能实验（003B实验台）（一）液压泵性能实验一、实验目的：了解液压泵的主要技术性能指标，学会对压力、流量、容积、效率和总效率的测量方法。二、实验设备：1.QCS003B液压实验台。2.秒表两块。三、实验内容；1.油泵的Q—P特性：流量：泵的理论流量是恒定的，与泵的工作压力无关。但因为有内部泄漏，泵的实际流量随着工作压力的提高，油液粘度的降低而下降，测定液压泵在不同工作压力下的实际流量，可画出油泵的流量—压力特性曲线Q=f2(P)。2.油泵的容积效率ηV油泵的容积效率，是油泵在额定工作压力下的实际流量Q实和理论流量Q理的比值。即ηV=理实理论流量实际流量QQQ理可以按油泵电机的转速和油泵的结构尺寸计算。但这种方法比较复杂，实验室往往用油泵出口压力接近零时的流量Q0，代替理论流量得到ηV的近似值。ηV=0QQ空载流量实际流量实3.油泵的总效率ηtη总=入出NN液压泵的输出功率N出N出=612QP（KW）可通过测量Q1，P的对应值，由公式计算出来。液压泵的输入功率是将三相功率表接入电网与电动机定子