液压传动实验指导书

液压传动实验指导书液压传动实验指导书刘体龙编河北工程大学机电学院液压测控实验室2010年04月液压传动实验指导书1目录实验要求…………………………………………………………………(2)实验一液压泵的性能实验……………………………………………(3)实验二溢流阀的性能实验（静态）……………………………………(8)实验三差动联接快速回路……………………………………………(13)实验四顺序动作回路……………………………………………………(17)实验五节流调速实验……………………………………………………(20)液压传动实验指导书2实验要求1．实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下：1)认真阅读实验指导书，分析、掌握实验回路的工作原理，并进行必要的分析。2)预习思考题。3)了解实验目的，弄清实验现象，收集必要的资料（包括实验理论、实验方法、实验条件等）。4)预习实验中所用各仪器设备的使用方法及注意事项。5)预习实验指导书，了解实验所需完成的内容（带问题听课），对指导书要求的内容做到心中有数，力争在听课、实验操作、实验报告答疑过程中取得全面收获，以提高实践技能，为毕业后尽快适应实际工作，打下良好的实践基础。2．使用实验仪器设备前必须了解其性能、操作方法及注意事项，并在使用时应严格遵守。3．实验前将所属回路的压力控制阀的调压手柄松开，相互仔细检查，确定无误方可接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。4．按实验操作步骤认真、细致完成实验内容。5．实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味及异常声音等情况时)应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障，经指导教师同意方可继续完成实验。6．实验过程中，应仔细观察实验现象，要不断地对实验结果进行分析判断，认真记录实验数据。并将所记录的实验数据结果经指导教师审阅签字或认可后再结束实验。7．认真回答指导教师提出的质疑（包括口头回答和书面回答）。8．实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具等按规定整理归位。9．实验后每个同学必须按要求整理实验数据（包括计算依据、计算结果、曲线绘制和表达式等等），分析实验结果（包括思考题），独立完成实验报告，及时把实验报告上交到老师审阅。液压传动实验指导书3实验一液压泵的性能实验§l实验目的了解液压泵的主要性能，学会小功率液压泵的测试方法。明确产品试制、油泵使用性能与经济效益之间的关系。§2实验内容及步骤液压泵的主要性能包括：能否达到额定压力、额定压力下的流量（额定流量）、容积效率、总效率、压力脉动（振摆）值、功率等项。前三项为主要性能，泵的测试主要是测试这几项。本实验液压泵的技术指标为下表1—1表1—1项目名称额定压力kgf/cm2公称排量mL/r容积效率%总效率%压力振摆Kgf/cm2单级定量叶片泵63≤10≥80≥65±2液压泵由电动机驱动输入机械能（M、n），输出的液压能（p、Q)送给液压系统中的负载元件（节流阀）。油泵的总效率包括：由机械摩擦损失产生的机械效率η机、由泄漏现象产生的容积效率η容和由液体的压缩现象产生的液压效率η液（此项损失在中、低压中很小，可略而不计）。所以液压泵的输入必大于输出，即总效率必小于1。它表示为：容机液容机入出总NNη机的测定比较困难，一般采用测出η总和η容的方法求出机械效率η机。一、液压泵的流量──压力特性(p－Q)用节流阀的开度（节流加载）来给定液压泵出口的不同压力，并相应测出各压力下的实际流量，进而得到流量——压力特性Q=f(p)本实验的压力由压力表直接读出，流量由流量计（或：量筒配秒表）测出。注意：本实验应尽可能地在同温下测出，因油温对压力油粘度的敏感性较强，粘度越小，压力越高，其内泄漏损失就越大，实验精度就越低。1．空载(零压)Q空流量的测定液压系统中的绝对空载流量是不可能测得的，大家知道，油液经泵将之输送到执行机构，即便外加负载为零，但总要经过管路和控制阀。由流体力学知：油液的流动有沿程阻力损失和局部阻力损失，但这部分损失一般很小，对外加较大负载来说可略而不计。液压传动实验指导书4在实际生产中，泵的理论流量Q理常用Q空近似代替，Q理也不用液压泵的几何参数和运动参数计算，而是用当外加负载为零时，各路元件的开口量均为最大时的（液流只克服沿程阻力和局部阻力）测定流量Q空作近似代替。即Q空≈Q理。2．额定（满载）流量的测定用节流加载阀10使油泵出口端工作在额定压力（63kgf/cm2）下，并测其所排出的额定流量Q额。3．在不同工作压力下的流量测定用节流加载阀10调节油泵出口端的工作压力（无极或有级），并相应测出油泵在不同工作压力下的实际流量Q。二、液压泵的容积效率η容：额空空额容nnQQ由于电机转速在液压泵处于额定工作压力及零压时基本上相同（n额≈n空）则：空容QQmm11（令Qm=Q额）三、液压泵的总效率：入出总NN或机容入总入出NNN式中：Ｎ出──油泵的输出功率：612QpN出（Ｋw）Ｐ──油泵的输出压力（由节流阀调节）（kgf/cm2）Ｑ──油泵在输出压力ｐ值下所对应的流量（L/min）N入──液压泵的输入功率：N入=N表·η电（Kw）式中：N表──为电动机的输入功率（Ｋw）η电──为电动机在不同负载下所对应的效率。所以：液压泵的总效率可表示为：电表入出总NQPNN612§3实验装置及液压系统原理图实验设备：液压教学实验台型号：QCSOO3B实验原理图见（图1）液压传动实验指导书5§4实验步骤（参考）1．将溢流阀9的手柄放松，用电磁阀13、17将1＂油路切断（图中未画出），关闭节流阀10，启动油泵18，调节溢流阀9的手柄使油泵出口压力调至70kgf/cm2。2．将节流阀10松开，反向再逐级旋紧节流阀10的调节手轮，使油泵出口端承受不同的负载，并相应测出油泵工作压力P和流量Q；电机输入功率N表和电机效率η电。压力p：由压力表P6读出。流量Q：由流量计或（量筒）测出，并计入单位时间内油泵容积的变化量△V/t则：60tVQ（L/min）式中：t──对应于容积变化量△V(L)所需的时间(S)；电机输入功率N表，由功率表读出；电机效率η电，由功率表读出（经过实验室改装）；上述各项参数的测试数据，最好进行两次，其结果填写在表1—2中的a和b栏内。§5实验报告根据Q=f(p)、N入=g1(p)、N出=g2(p)、η容=1(p)、η机=2(p)和η总=(p)，用直角坐标纸绘制特性曲线，并分析被试泵（YB-6）的性能。§6思考题1．实验油路中溢流阀起什么作用？2．实验系统中节流阀为什么能对被试泵进行加载（可用流量式Q=C·AT·△P进行分析）式中：C──流量系数；AT──节流面积；△P──节流阀进出口压差；──压力指数（近似为0.5）。3．从液压泵的效率曲线中可得到什么启示（如合理选择泵的功率、泵的合理使用区间等方面）。提示：液压泵最高效率的80%～85%为合理使用区间。液压传动实验指导书6液压传动实验指导书7实验一、液压泵性能测定实验记录表1—2环境条件：油温：℃。12345678备注abababababababab1被试泵的压力P(Kgf/cm2)2泵输出油液容积的变化量△V(L)对应于△V所需时间t（S）3泵的流量Q=60tV（1/min）4泵的输出功率N出（Kw）5电动机的输入功率N电入（Kw）对应于N表下的电动机效率η电（%）6油泵的输入功率N（Kw）7油泵的总效率η总（%）8油泵的容积效率η容（%）9油泵的机械效率η机（%）说明：被试阀的压力可在0～70Kgf/cm2范围内间隔10Kgf/cm2取一点。建议每点逐项内容测两次，分a、b计入本表中。然后根据记录和计算参数绘制特性曲线。序号测试数据测算内容液压传动实验指导书8验二溢流阀的性能实验（静态）§l实验目的深入理解溢流阀稳定工作时的静态特性，并着重测试它的调压范围及压力稳定性；卸荷压力及压力损失；启闭特性三项，进而能对被试阀的静态特性作出定性、定量的分析。通过实验，学会溢流阀静态特性的实验方法，学会本实验所用的仪表和设备。§2实验内容和实验方法本实验用Y1—10B先导式溢流阀作为被试阀一、调压范围及压力稳定性1．调压范围应能达到规定的区间(5～63kgf／cm2)，并且压力上升与下降应平稳，不得有尖叫声。2．至调压范围最高值时的压力振摆(在稳定状态下调定压力的波动值）：是表示调压稳定性的主要指标，实验时要注意观察压力表指针的摆动，其压力振摆值不得超过规定值(±2kgf／cm2)。3．至调压范围最高值时的压力偏移值：一分钟内不得超过规定值(-2kgf／cm2)。本项内容只需调节被试阀14的调压手轮，同时观察压力表P8(见图2)二、卸荷压力及压力损失1.卸荷压力：将被试阀14的远程控制口与油箱接通，使阀处于卸荷状态，其卸荷压力由压力表P8读出，其值应不超过规定值（2kgf/cm2）本实验可用二位二通电磁阀16使被试阀14处于卸荷状态。2.压力损失：切断电磁阀16，将被试阀14的调压手柄至全开位置，此时油液通过被试阀14的前后压力差即为该阀的压力损失，其值应不超过规定值(4kgf／cm2)。通过被试阀的压力差由压力表P8测出（因被试阀出口处未设置压力接点，仅由进口压力接点P8测出的压力值为被测参数，其中略有误差——被试阀回油路上的压力损失）。三、启闭特性1.开启压力：被试阀14调至调压范围的最高值，调节系统压力逐渐升压(阀9)。当通过被试阀的溢流量为试验流量1%时的系统压力值称为被试阀的开启压力，压力级为63kgf/cm2的溢流阀，规定开启压力不得小于53kgf/cm2。2.闭合压力：被试阀14调至调压范围的最高值，调节系统压力逐渐降压（阀9）。当通过被试阀的溢流量为试验流量l%时的系统压力值称为被试阀的闭合压力，压力级为63kgf/cm2的溢流阀，规定闭合压力不得小于50kgf/cm2。3.根据测试出（开启闭合过程中）的数据，绘制被测试阀14的启闭特性曲线。4.实验中的压力值均由压力接点P8测出，流量可用流量计或量筒（配电秒表）测出。5.启用特性还可这样测定：即：被试阀14调至调压范围内的最高值，并将系统压力调至被试阀规定的（最小）开启液压传动实验指导书9压力和闭合压力。然后分别测出这时通过被试阀的溢流量，其值不得大于通过该阀试验流量的1%。本实验溢流阀14的技术指标为下表2—1溢流阀14的技术指标表2—1§3实验装置和实验原理图实验设备：液压教学实验台型号：QCSOO3B实验原理图（见图2）§4实验步骤首先将节流阀10关闭，三位四通电磁换向阀17处于中位。一、调压范围及压力稳定性在二位三通阀13处于常态下，将溢流阀9调至比被试阀14的最高调至压力高10%左右，以70kgf/cm2为宜，然后使阀13通电，并将被试阀14的压力调至63kgf/cm2，此时通过该阀的流量作为试验流量。1．调节被试阀14的调压手轮从全开至全闭，再从全闭至全开，并通过压力示值P8观察压力上升与下降的变化情况，是否均匀，有无突变或滞后现象，并测量出调节范围值。如此反复试验不小于3次。2．调节被试阀14，使其在调压范围内取5个压力值（包括调压范围的最高值63kgf/cm2），观察压力表P8的压力振摆值，并将观察到的最大值记录在表2—2中。3．调节被试阀14至最高值63kgf/cm2。观察一分钟压力表P8示值的偏移量，并将偏移值记录在表2—2中。二、卸荷压力及压力损失1．卸荷压力：被试阀14调至调压范围的最高值63kgf/cm2，然后将二位二通电磁换向阀16通电，使被试阀14的远程控制口接通油箱，观察压力P8值，并将卸荷值记录在表2—2中。注意：当被试阀压力调好后，应将P8的压力表开关转至0位，待16接通后，再将压力表开关转至压力接点，相应读出卸荷压力值，这样做目的是保护压力表不被打坏。2．压力损失：切断电磁换向阀16，电磁换向阀15与流量计20接通，调节被试阀14的调压手轮至全开位置，用压力表P8测出该阀的压力