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1、 液壓與氣壓傳動 實驗指導(dǎo)書 實驗一 液壓泵性能實驗 一．實驗?zāi)康? 深入理解定量葉片泵的靜態(tài)特性，著重測試液壓泵靜態(tài)特性。分析液壓泵的性能曲線，了解液壓泵的工作特性。通過實驗，學(xué)會小功率液壓泵性能的測試方法和測試用實驗儀器和設(shè)備。 二．實驗內(nèi)容 測試液壓泵的下列特性： 1．液壓泵的壓力脈動值； 2．液壓泵的流量－壓力特性； 3．液壓泵的容積效率－壓力特性； 4．液壓泵的總效率－壓力特性。 三．實驗裝置 QCS003B 型液

2、壓教學(xué)實驗臺。 三．實驗方法： 液壓泵把原動機(jī)輸入機(jī)械能（T，n）轉(zhuǎn)化為液壓能（p，qv）輸出，送給液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于泵內(nèi)存在泄漏（用容積效率 hv表示），摩擦損失（用機(jī)械效率 hm表示）和液壓損失（此項損失較小，通常忽略），所以泵的輸出功率必定小于輸入功率，總效率為：h＝hvhm；要直接測定hm比較困難，一般測出hv和h ，然后算出hm。 圖1－1為QCS003B型液壓實驗臺測試液壓泵的液壓系統(tǒng)原理圖。圖中8為被試液壓泵，它的進(jìn)油口裝有線隙式濾油器22，出油口并聯(lián)有溢流閥9和壓力表P6。液壓泵輸出的油液經(jīng)節(jié)流閥10和橢圓齒輪流量計20流回油箱。用節(jié)流閥10對液壓泵加載。

3、 圖1－1 液壓泵的特性實驗液壓系統(tǒng)原理圖 1．液壓泵的壓力脈動值： ??????把液壓泵8的壓力調(diào)到額定壓力，觀察記錄其脈動值，看是否超過規(guī)定值。測時壓力表P6不能加接阻尼器。 2．液壓泵的流量－壓力特性（qv－p）： ???????通過測定液壓泵8在不同工作壓力下的實際流量，得出它的流量－壓力特性曲線qv＝f (p)。調(diào)節(jié)節(jié)流閥10即得到液壓泵的不同壓力，可通過P6觀測。不同壓力下的流量用流量計和秒表確定。壓力調(diào)節(jié)范圍從零開始（此時對應(yīng)的流量為空載流量）到被試泵額定壓力的1.1倍為宜。 3．液壓泵的容積效率－壓力特性（hv－ pp）： ??????????????容積效率

4、 = 滿載排量(公稱轉(zhuǎn)速下) /空載排量(公稱轉(zhuǎn)速下) = 滿載流量′空載轉(zhuǎn)速 / (空載流量′滿載轉(zhuǎn)速) 若電動機(jī)的轉(zhuǎn)速在液壓泵處于額定工作壓力及零壓時基本上相等（則n額 = n空 ），則 ηv = qv / qvt 式中??qv－泵的額定流量（L/min）； ?????????qvt－泵的理論流量（L/min）； ??????在實際生產(chǎn)中，泵的理論流量一般不用液壓泵設(shè)計時的幾何參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)計算，通常以空載流量代替理論流量。本實驗中應(yīng)在節(jié)流閥10的通流截面積為最大的情況下測出泵的空載流量。 4．液壓泵總效率－壓力特性（η－ p）： ?????? η =

5、Po /P i 或 Po = Pi ·η = Pi ′hv′hm ??????液壓泵的輸入功率 Pi： ?????????????Pi = T ′ n / 974(kW) ??????式中： T－泵在額定壓力下的輸入轉(zhuǎn)矩（kgf·m） ???????????????? n－泵在額定壓力下的轉(zhuǎn)速（rpm） ??????液壓泵的輸出功率 Po： Po = p ′ qv / 612（kW） ??????式中：p－泵在額定壓力下的輸出壓力（kgf/cm2） ????????????????qv－泵在額定壓力下的流量（L/min） ??????液壓泵的總效率可用下式表示： ??

6、??????????????η = Po / Pi =1.59 ′ p ′ qv / (T ′ n) 四．實驗步驟： 1．將電磁閥12的控制旋鈕置于“0”位，使電磁閥12處于中位，電磁閥11的控制旋鈕置于“0”位，閥11斷電處于下位。全部打開節(jié)流閥10和溢流閥9，接通電源，讓被試液壓泵8空載運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘，排除系統(tǒng)內(nèi)的空氣。 2．關(guān)閉節(jié)流閥10，慢慢關(guān)小溢流閥9，將壓力p調(diào)至70 kgf/cm2，然后用鎖母將溢流閥9鎖住。 3．逐漸開大節(jié)流閥10的閥口通流截面，使系統(tǒng)壓力p降至泵的額定壓力63 kgf/cm2，觀測被試泵的壓力脈動值（做兩次）。 4．全

7、部打開節(jié)流閥10，使液壓泵8的壓力為零（或接近零），測出此時的流量，此即為空載流量。再逐漸關(guān)小節(jié)流閥10的通流截面，作為泵8的不同負(fù)載，對應(yīng)測出壓力p、流量qv和電動機(jī)的輸入功率P表。注意，節(jié)流閥每次調(diào)節(jié)后，須運(yùn)轉(zhuǎn)一、兩分鐘后，再測量有關(guān)數(shù)據(jù)。 ??????壓力p－從壓力表P6上直接讀數(shù)； ??????流量qv－用秒表測量橢圓齒輪流量計指針旋轉(zhuǎn)一周所需時間，根據(jù)公式 qv=△V / t ′60（L/min），t－對應(yīng)容積變化量△V所需的時間(s)，求出流量qv； 電動機(jī)的輸入功率P表－從功率表19上直接讀數(shù)（電動機(jī)效率曲線由實驗室給出）； 5．將上述所測數(shù)據(jù)填入試驗記錄表

8、。 五．實驗記錄與要求： 1．填寫液壓泵技術(shù)性能指標(biāo)； 2．填寫試驗記錄表； 3．繪制液壓泵工作特性曲線： 用坐標(biāo)紙繪制qv－p，ηv－p，η－p三條曲線。 4．分析實驗結(jié)果。 六． 思考題： 1．液壓泵的工作壓力大于額定壓力時能否使用？為什么？ 2．從η－p曲線中得到什么啟發(fā)？（從泵的合理使用方面考慮）。 3．在液壓泵特性實驗液壓系統(tǒng)中，溢流閥9起什么作用？ 4．節(jié)流閥10為什么能夠?qū)Ρ辉嚤眉虞d？ 實驗二 液壓泵和液壓馬達(dá)拆裝實驗 一．實驗?zāi)康? 液壓元件是液壓系統(tǒng)的重要組成部分，通過對液壓泵和液壓馬達(dá)的拆裝，可加深對泵和馬達(dá)結(jié)構(gòu)及工作原理的

9、了解。 二．實驗內(nèi)容 拆裝：齒輪泵、單作用變量葉片泵、葉片馬達(dá)。 三．實驗用工具及材料 內(nèi)六角扳手、固定扳手、螺絲刀、相關(guān)液壓泵、液壓馬達(dá)。 四．實驗要求 1. 通過拆裝，掌握液壓泵和馬達(dá)內(nèi)每個零部件構(gòu)造，了解其加工工藝要求。 2. 分析影響液壓泵和馬達(dá)正常工作及容積效率的因素，了解易產(chǎn)生故障的部件并分析其原因。 3. 如何解決液壓泵的困油問題，從結(jié)構(gòu)上加以分析。 4. 通過實物分析液壓泵的工作三要素（三個必須的條件）。 5. 了解如何認(rèn)識液壓泵和馬達(dá)的銘牌、型號等內(nèi)容。 6. 掌握液壓泵和馬達(dá)的職能符號

10、（定量、動量、單向、雙向）及選型要求等。 7. 掌握拆裝油泵和馬達(dá)的方法和拆裝要點(diǎn)。 五．實驗報告內(nèi)容 1．在齒輪油泵、單作用葉片泵（變量）、葉片馬達(dá)中選一種，畫出工作原理簡圖，說明其主要結(jié)構(gòu)組成及工作原理； 2．?dāng)⑹霾鹧b的循序； 3．拆裝中主要使用的工具； 4．拆裝過程的感受。 六．思考題 1．齒輪泵的卸荷槽的作用是什么？ 2．液壓泵的密封工作區(qū)是指哪一部分？ 3．單作用變量葉片泵如何實現(xiàn)變量？ 4．葉片式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)與葉片泵有哪些不同之處？ 七．液壓泵和馬達(dá)結(jié)構(gòu) 1．定量泵型號：CB-B型齒輪泵，結(jié)構(gòu)圖見圖1—1 圖2－1

11、 拆卸步驟： 1）松開6個緊固螺釘，分開端蓋1和4；從泵體3中取出主動齒輪及軸、從動齒輪及軸； 2）分解端蓋與軸承、齒輪與軸、端蓋與油封。此步可不做。 裝配順序與拆卸相反。 主要零件分析： 1）泵體3 泵體的兩端面開有封油槽，此槽與吸油口相通，用來防止泵內(nèi)油液從泵體與泵蓋接合面外泄，泵體與齒頂圓的徑向間隙為0.13～0.16mm。 2）端蓋1與4 前后端蓋內(nèi)側(cè)開有卸荷槽（見圖中虛線所示），用來消除困油。端蓋1上吸油口大，壓油口小，用來減小作用在軸和軸承上的徑向不平衡力。 3）齒輪2 兩個齒輪的齒數(shù)和模數(shù)都相等，齒輪與端蓋間軸向間隙為0.03～0.04mm，軸向間隙不可以調(diào)

12、節(jié)。 2．變量泵型號：YBN型單作用變量葉片泵，結(jié)構(gòu)圖見圖1—2 圖2－2 圖1-2 拆卸步驟： 1）松開固定螺釘，拆下彈簧壓蓋，取出彈簧4及彈簧座5； 2）松開固定螺釘，拆下滑塊壓蓋，取出支撐滑塊等； 3）松開固定螺釘，拆下傳動軸左右端蓋，取出定子、轉(zhuǎn)子傳動軸組件和配流盤； 4）分解以上各部件。 拆卸后清洗、檢驗、分析，裝配與拆卸順序相反。 主要零件分析： 1）定子和轉(zhuǎn)子 定子的內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子的外表面是圓柱面。轉(zhuǎn)子中心固定，定子中心可以左右移動。定子徑向開有13條槽可以安置葉片。 2）葉片 該泵共有13個葉片，流量脈動較偶數(shù)小。葉片后傾角為240，有利于葉片

13、在慣性力的作用下向外伸出。 3）配流盤 圖所示，配流盤上有四個圓弧槽，其中一個為壓油窗口a，另為吸油窗口c，其他兩個b、d是通葉片底部的油槽。a與b接通，c與d接通。這樣可以保證，壓油腔一側(cè)的葉片底部油槽和壓油腔相通，吸油腔一側(cè)的葉片底部油槽與吸油腔相通，保持葉片的底部和頂部所受的液壓力是平衡的。 4）滑塊 支撐滑塊3用來支持定子，并承受壓力油對定子的作用力。 5）壓力調(diào)節(jié)裝置 壓力調(diào)節(jié)裝置由調(diào)壓彈簧5、調(diào)壓螺釘6和彈簧座組成。調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量，可以改變泵的限定壓力。 6）最大流量調(diào)節(jié)裝置 調(diào)節(jié)左側(cè)螺釘可以改變定子4的原始位置，也改變了定子與轉(zhuǎn)子的原始偏心量，從而改變泵的最大

14、流量。 7）壓力反饋裝置 泵的出口壓力作用在活塞上，活塞對定子產(chǎn)生反饋力。 3．液壓馬達(dá)型號：YM型葉片式液壓馬達(dá)，結(jié)構(gòu)圖見圖1—3 1一殼體；2一定子；3一后蓋；4一轉(zhuǎn)子、葉片；5一壓力側(cè)板(配流盤)；6－搖擺彈簧； 7－軸承；8一軸封；9一軸承；10一軸；11一銷子 圖 2－3 圖2－4實驗三 溢流閥特性實驗 一、實驗?zāi)康? （1）深入理解先導(dǎo)式溢流閥的工作原理 （2）掌握溢流閥靜態(tài)性能實驗方法：分析溢流閥的靜態(tài)性能。 二、實驗內(nèi)容 1．測試范圍及壓力穩(wěn)定性 （1）調(diào)壓范圍：應(yīng)能達(dá)到被試溢流閥規(guī)定的調(diào)壓范圍（5 ~ 63kgf/ cm2）

15、，在該范圍內(nèi)，壓力的上升或下降應(yīng)平穩(wěn)，不得有尖叫聲。 （2）壓力振擺值：是表示調(diào)至穩(wěn)定的主要指標(biāo)，應(yīng)不超過規(guī)定值（±2kgf/ cm2）。 （3）壓力偏移值：指調(diào)壓范圍最高值時，一分鐘內(nèi)應(yīng)不超過規(guī)定值（±2kgf/ cm2）。 ?2．卸荷壓力及壓力損失 （1）卸荷壓力：被試閥遠(yuǎn)程控制口通過電磁換向閥16，與油箱接通，閥即處于卸荷狀態(tài)，這是該閥通過實驗流量下的壓力損失，稱為卸荷壓力。卸荷壓力應(yīng)不超過規(guī)定值（2kgf/ cm2）。 （2）壓力損失：被試閥的調(diào)壓手輪至全開位置，在試驗流量下被試閥的進(jìn)出口壓力差即為壓力損失，其值應(yīng)不超過規(guī)定值（2kgf/ cm2）。

16、 ?3．起閉特性 （1）開啟壓力：被試閥調(diào)至調(diào)壓范圍最高值，且系統(tǒng)供油量為試驗流量時，擰緊溢流閥11使被試閥前的壓力逐漸升高，當(dāng)通過被試閥的溢流量為試驗流量1%時的系統(tǒng)壓力值稱為被試閥的開啟壓力。壓力級為63kgf/ cm2的溢流閥，規(guī)定開啟壓力不得小于53kgf/ cm2。 （2）閉合壓力：被試閥調(diào)至調(diào)壓范圍最高值，且系統(tǒng)供油壓力為試驗流量時，松開溢流閥11使被試閥前的壓力逐漸降低，當(dāng)通過被試閥的溢流量為試驗流量1%時的系統(tǒng)壓力值稱為被試閥的閉合壓力。壓力級為的溢流閥，規(guī)定閉合壓力不得小于50kgf/ cm2。 （3）根據(jù)測試開啟特性與閉合特性的是數(shù)據(jù)，畫出被試閥的

17、起閉特性曲線。 （4）實驗中壓力值由壓力表測出，被試閥溢流量較大時用流量計測量，以上兩種測量方法，由于測出的均是容積的變化量ΔV，故還需要用秒表來測量對應(yīng)于ΔV的時間，然后通過公式Q=ΔV/t ′60（升/分）計算得出流量值。 三、實驗裝置 QCS003B 型液壓教學(xué)實驗臺。 四、實驗方法與步驟 1．實驗前的調(diào)試 首先檢查節(jié)流閥10處于關(guān)閉狀態(tài)，三位四銅電磁換向閥17應(yīng)處于中位。啟動液壓泵18，讓二位三通電磁換向閥13處于常態(tài)位置，將溢流閥11調(diào)至比被試閥14的最高調(diào)節(jié)壓力高10%，即70kgf/cm2（觀察壓力表p12—1）。然后使電磁換向閥13通電，將

18、被試閥14的壓力調(diào)至63kgf/cm2（觀察壓力表P12-2）。再通過流量計及秒表測出此時通過被試閥的流量，作為試驗流量。 2．試驗內(nèi)容 （1）調(diào)壓范圍及壓力穩(wěn)定性 1）逐步打開溢流閥14的調(diào)壓手柄，通過壓力表p12—2，觀察壓力下降的情況，看是否均勻，是否有突變或滯后等現(xiàn)象，并讀出調(diào)壓范圍最小值。再逐步擰緊調(diào)壓手柄，觀察壓力的變化情況，讀出調(diào)壓范圍最大值。反復(fù)實驗不是少于3次。 2）調(diào)節(jié)被壓閥14，在調(diào)壓范圍取5個壓力值，（其中包括調(diào)壓范圍最高值63kgf/ cm2），每次用壓力表p12—2分別測量各壓力下的壓力振擺值，并指出最大壓力振擺值。 3）調(diào)節(jié)被試閥14至調(diào)壓范圍最高值

19、63kgf/ cm2，壓力表p12—2，測量一分鐘內(nèi)的壓力偏移值。 圖3－1　溢流閥靜態(tài)性能實驗液壓系統(tǒng)原理圖 （2）卸荷壓力和壓力損失 1）?卸荷壓力 將被試閥14的壓力調(diào)至調(diào)壓范圍的最高值（63kgf/ cm2），此時流過閥的溢流量為試驗流量。然后將二位二通電磁換向閥16通電，被試閥的額卸荷口（遠(yuǎn)程控制口）即通油箱。用壓力表p12—2測量壓力值，即為卸荷壓力。 ?????? 注意：當(dāng)被試閥的壓力調(diào)好之后應(yīng)將p12—2壓力表開關(guān)轉(zhuǎn)至O位，待16通電后，再將壓力表開關(guān)轉(zhuǎn)至壓力接點(diǎn)讀出卸荷壓力值，這樣可以保護(hù)壓力表不被打壞。 2）壓力損失 在實驗流量下，調(diào)節(jié)被壓閥14的調(diào)壓

20、手輪至全開位置，用壓力表p12—2，測量壓力值。 （3）起閉特性 關(guān)閉溢流閥11，調(diào)節(jié)被試閥14至調(diào)壓范圍的最高值63kgf/ cm2，并鎖緊其調(diào)節(jié)手柄，使通過被試閥14的流量為試驗流量。 1）閉合特性 慢慢松開溢流閥11的手柄，使系統(tǒng)壓力分10檔逐漸降低，每次記錄過被試閥14的流量，直到被試閥14的溢流量減少到額定流量的1%（小流量時用量杯測量）。此時的壓力為閉合壓力（由壓力表p12—2讀出）。繼續(xù)松開溢流閥11的手柄，直到全部流量從溢流閥11流走。 2）開啟特性 反向擰緊溢流閥11的手柄，從被試閥14不溢流開始，使系統(tǒng)壓力逐漸升高，當(dāng)被試閥14的溢流量達(dá)到實驗流量的1%時，

21、此時的壓力為開啟壓力，再繼續(xù)擰緊溢流閥11的手柄，分10檔逐漸升壓，一直升到被試閥14的調(diào)壓范圍最高值63kgf/cm2。記下每次相應(yīng)的壓力和流量。 ?????? 注意：為了減少測量誤差，啟閉特性實驗中溢流閥11的調(diào)壓手柄應(yīng)始終向響應(yīng)的方向旋轉(zhuǎn)。 3．實驗結(jié)束 放松溢流閥11及14的調(diào)壓手柄，并使二位三通電磁換向閥13處于常態(tài)位置。最后關(guān)閉液壓泵。 四、實驗報告 1．實驗數(shù)據(jù)記錄表格 表3 －1 表3－2 2．繪制溢流閥的啟閉特性曲線 四、思考題 1．實驗油路中溢流閥起什么作用？ 2．當(dāng)通過被試閥的試驗流量不同時對被試閥的卸荷壓力有什么影響？ 3．溢

22、流閥的啟閉特性有何意義？啟閉特性好壞對使用性能有何影響？ 實驗四 液壓回路實驗 一．實驗?zāi)康? 液壓回路是液壓系統(tǒng)的重要組成部分，通過對液壓回路的動作觀察和動手操作，可加深對液壓回路組成元件和液壓回路工作原理的了解。 二．實驗內(nèi)容 1、換向回路，了解利用電磁換向閥控制雙桿液壓缸運(yùn)動、停止的原理。 2、調(diào)速回路，了解利用節(jié)流閥或調(diào)速閥在液壓系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)液壓缸運(yùn)動速度的原理。 3、多缸順序動作回路，了解由行程開關(guān)控制電磁換向閥的自動往復(fù)換向回路的基本原理。 三．實驗裝置 YY－18 透明液壓傳動實驗臺。 四．實驗要求 1、設(shè)計并搭建實驗回路。

23、 2、檢查實驗臺上搭建的液壓回路是否正確，各接管連接部分是否插接牢固，確定無誤則接通電源空載啟動電機(jī)，運(yùn)行幾分鐘后，調(diào)節(jié)液壓泵的轉(zhuǎn)速將系統(tǒng)壓力緩慢調(diào)高達(dá)到預(yù)定壓力。 3、給電磁閥電磁鐵通電往復(fù)換向，觀察油缸動作過程。 4、緩慢調(diào)節(jié)節(jié)流閥或調(diào)速閥調(diào)節(jié)旋鈕，以使節(jié)流口逐漸增大，觀察并記錄工作液壓缸活塞的運(yùn)動速度以及調(diào)節(jié)量。 五．實驗報告內(nèi)容 1、繪制實際實驗時的液壓回路圖，注明各元件名稱及型號； 2、敘述回路工作原理； 3、敘述實際開機(jī)詳細(xì)步驟； 4、寫出開機(jī)注意事項； 5、寫出停機(jī)時各閥、按鈕等所處的狀態(tài)。 六．思考題 1、為什么回油節(jié)流調(diào)速低速平穩(wěn)性優(yōu)于進(jìn)油

24、節(jié)流調(diào)速？ 2、采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 3、順序動作回路是如何進(jìn)行控制的？實驗五 氣動元件認(rèn)識和氣動回路實驗 一．實驗?zāi)康? 1．掌握氣壓元件在氣動控制回路中的應(yīng)用, 2．通過裝拆氣壓回路了解調(diào)速回路和手動循環(huán)控制回路的組成及性能。 3．能利用現(xiàn)有氣壓元件擬訂其他方案，并進(jìn)行比較。 二．實驗內(nèi)容 1．認(rèn)識氣動元件，組裝具有調(diào)速功能的手動循環(huán)控制氣動回路。 2．認(rèn)識氣動元件，組裝邏輯“與”功能的間接控制氣動回路。 三．實驗裝置 FESTO公司BIBB型氣壓傳動回路實驗臺。 四．實驗原理 見系統(tǒng)原理圖。圖5－1為用二位五通

25、雙氣控?fù)Q向閥1V3控制氣缸1A1運(yùn)動，手動換向閥1S1和1S2控制1V3閥換位，氣缸運(yùn)動速度可用單向節(jié)流閥1V1和1V2調(diào)節(jié)。 圖5－2為用二位五通單氣控?fù)Q向閥1V1控制氣缸1A1運(yùn)動，手動換向閥1S1和機(jī)動換向閥1S2同時動作時控制1V1閥換位，雙壓閥1V2用于與邏輯運(yùn)算。 圖5－1 圖5－2 五．實驗步驟 1．按需要選擇氣壓元件； 2．根據(jù)系統(tǒng)原理圖聯(lián)接管道； 3．接通壓縮空氣源； 4．實現(xiàn)所要求的調(diào)速功能和循環(huán)動作； 5．拆卸，并將元件放好。 六．實驗報告 1．畫出回路圖； 2．?dāng)⑹鰧嶒炈脷鈩釉墓δ芴攸c(diǎn)； 3．?dāng)⑹鰵鈩踊芈返墓ぷ髟恚? 4．回答思考題。 七．思考題 1．氣動系統(tǒng)中為何要有三聯(lián)件？ 2．單向節(jié)流閥在氣路中如何安裝？ 3．用單氣控?fù)Q向閥與雙氣控?fù)Q向閥控制雙作用氣缸有什么不同特點(diǎn)？。