液压及气压传动实验指导书

1、 液压与气压传动实验指导书 目 录前言 1实验一 液压系统中工作压力形成的原理 3实验二 液压泵特性实验 6实验三 节流调速回路性能实验10实验四 液压回路的拼装实验16实验五 气压控制回路实验20前 言一、液压与气压传动实验教学的目的实验教学是重要的教学环节，它不仅能帮助学生加深理解液压与气压传动中的基本概念，巩固课堂上所学的理论知识，而且有助于学生学习基本的实验理论，初步掌握液压、气压传动的实验方法和测试技术、实验数据的处理和实验结果的分析，为学生进一步学习、研究和解决液压与气压传动中的工程实际问题打下基础。二、实验教学的要求实验教学是学生在教师的引导和启发下，独立地完成对某个研究对象的实

2、验。因而要求学生充分地发挥主观能动性和创造性，自己组织实验方案，以小组为单位，独立地完成实验。在实验教学时，要求学生做到： 1、在实验前，应认真地预习实验指导书、收集必要的资料，自行拟定实验方案、步骤及记录表格，并分工明确，以便在教师的指导下，独立地完成实验任务。 2、实验时，要细心认真，并不断地对实验数据进行判断和分析。 3、认真问答指导教师提出的质疑，认真整理实验数据，填写实验报告。三、实验纪律 1、未作好预习的学生，不准进行实验。实验结束后，初步整理好实验数据，将实验数据交指导教师签字后，方可离开实验室。 2、对实验装置和测试仪器未了解以前，不要任意启动设备。 3、进入实验室必须严肃认真

3、、集中精力、抓紧时间、分工合作完成实验内容。与本实验无关的一切设备，不要乱摸，不准擅自启动。 4、实验前后都要检查设备的完好性，实验结束后应使设备处于正常关闭状态，做好必要的维护。 5、所借物品，在实验结束时，作必要维护后，及时归还。四、实验规程1. 按实验项目液压原理图，将实验所需液压元件用快装底板安装布置在铝合金面板T型槽上。 2. 按液压原理图用快换接头和尼龙软管连接实验用液压元件，并检验连接正确性。3. 按控制面板说明和回路电磁阀动作要求连接液压元器件和电器插座。4. 将溢流阀旋钮旋松，使液压系统置于零压状态，由泵站、油泵出口压力表观测系统压力。5. 按下电源启动开关。6. 按下油泵启

4、动开关。7. 缓慢旋紧溢阀旋钮，调整到所需调整压力，由泵站油泵出口压力表观测。注意CQYZM /A1型液压教学实验台溢流阀最高调整压力小于1MPa，CQYZM /C1型液压教学实验台溢流阀最高调整压力小于7MPa以防管破裂。8. 如旋紧溢流阀旋钮，由泵出口压力表观察，液压系统无压力，应改变三相电源相序，使油泵电机按正确方向旋转。9. 打开油缸放气阀，将油缸往复空载运动数次，排出油中空气。10. 进行液压回路实验。11. 实验间歇和实验结束，应使油泵处于卸荷状态，减少液压系统发热。12. 实验结束关闭油泵电机及总电源。四、实验报告格式 (一)实验目的(二)实验内容及方案、实验步骤(说明实验条件、

5、所用仪器、仪表及设备)(三)实验数据记录(四)实验数据整理(五)实验结果分析(六)问题及建议实验一 液压传动工作压力形成原理一、实验目的： 容积式液压传动中，工作压力的大小取决于外加负载，取决于油液运动时所受的阻力。用CQYZM /A1型液压教学实验台进行“液压系统中工作压力形成的原理实验”可对液压缸工作腔（无杆腔）的压力形成及液压泵出口压力形成原理进行研究。本实验要求通过各种负载对液压缸工作压力的影响而深入理解液压系统中工作压力和外加负载的关系，分析液压系统中的负载体现在哪些方面，进而理解液压系统中工作压力的组成：有效工作压力和压力损失(无效工作压力)。二、实验内容及方案： 1 、液压缸启动

6、时负载分析 ： 液压缸启动过程，负载有外负载F(有效负载和无效负载之和)和惯性负载F惯 组成。其中摩擦阻力负载和惯性负载随活塞的启动、加速度变化而变化，动摩擦阻力小于静摩擦阻力，F惯和运动部件的质量及加速度有关。液压缸的摩擦阻力指活塞与缸筒内壁和活塞杆与端盖密封处的摩擦阻力。1. 本实验中，通过溢流阀调定液压泵的出口压力为0.9MPa2. 通过二位四通电磁换向阀换向使活塞杆推出执行动作13. 注意观察活塞推出过程中瞬时启动、运动中和运动到终点时的表压值P3，记录压力值P。 2 、液压缸中负载变化时，对液压缸工作压力的影响 液压传动中工作压力的大小取决于负载，本实验中所指的负载主要由背压负载充当

7、，调节节流阀的通流面积从而调整背压负载（回油阻力）的大小，F背压= P4·A2。1.调节溢流阀，使系统压力达到0.9MPa。2.将节流阀的通流面积开至最大，分别记录活塞推出和回复过程中P3、P4表压值。3.逐渐关小节流阀的开度，重复步骤2记录5组数据并填入表格中。活塞杆推出（1）回复（2）1P1P2P3P42P1P2P3P43P1P2P3P44P1P2P3P45P1P2P3P43 、进入液压缸的流量改变时，对液压缸工作压力的影响活塞运动速度的快慢取决于进入液压缸的流量大小而与流体压力的大小无关。1.将调速阀的开度调大，同时将节流阀开度调小。调定活塞推出过程中的工作压力P3。记录活塞推

8、出过程中P1、P2、P3、P4表压值和整个运动过程的时间t.2. 逐渐减小调速阀的开度，与此同时逐渐调大节流阀的开度。活塞推出过程中的工作压力与步骤1中工作压力P3相等，使活塞速度和上述步骤1中的活塞速度有明显区别（可用秒表测量）。重复步骤1记录3组数据填入表格.P1（）P2（MPa）P3（MPa）P4（MPa）T (S)123 三、思考题1当外载等于零时，为何液压缸工作腔的压力不等于零?此时如何理解“压力决定于负载”这句话的意义? 2某一液压缸在活塞运动开始、运动中和运动停止时的表压值不同(开始时较高，然后下降停止时压力表值为系统调定压力)，如何用“压力决定于负载”的概念，分析上述现象? 3

9、分析在本实验装置中活塞运动速度的快慢，对某一确定负载下液压缸工作腔的压力值有何影响?4分析液压系统工作时泵的输出压力与执行缸工作腔的压力是否相同？为什么？（从液压系统中工作压力的组成方面分析）。实验二 液压油泵性能实验本项实验是在湖南长庆机电科教有限公司生产的CQYZ-M/C1液压教学实验台上进行，主要技术参数:1. 变量叶片泵组：1台 型号：1HP+VP-12-F/A3最高压力：7Mpa流量：12L/min (0.35MPa 1800r/min时）转速：1390r/min驱动功率：0.75KW电源：220V/380V 50HZ2. 定量叶片泵组：1台 型号：3HP+PV2-P1-08-FB最

10、高压力：7Mpa排量：8ML/rev 转速：1500r/min驱动功率：2.2KW电源：220V/380V 50HZ3. 实验台外形尺寸：1590´550´1680mm实验台重量：118KG一、实验目的：1、了解定量液压泵性能实验所用的实验设备及实验方法。2、分析定量液压泵的性能曲线，以了解液压泵的工作特性。二、实验内容1、测定液压泵的流量与压力关系。2、测定液压泵的容积效率及总效率与压力的关系；3、测定液压泵的功率与压力的关系；4、绘制液压泵的综合曲线。三、实验装置的液压系统原理图油泵性能实验液压系统原理图1空气滤清器；2泵；3、5溢流阀；4二位二通电磁换向阀；6、8压力

11、表；7调速阀；9节流阀；10电动机；11流量计；12液位温度计；13过滤器；14油箱四、实验步骤和方法1步骤：首先了解和熟悉实验台液压系统工作原理和元件的作用，其次明确实验中各旋钮必须在“停”位置上，溢流阀压力调到最小值。然后进行实验。 2操作：a、启动运转油泵：按“泵启动”按钮，使油泵运转工作一定时间，方可进行实验工作。b、调整溢流阀作为安全压力阀，将节流阀9关死，调溢流阀5，使压力表指针指到安全压力7。此时溢流阀3作安全阀用，然后开始实验。3方法：1）测定油泵的流量与压力的关系，将节流阀9调到最大开口，旋转一分钟后使压力表6的读数达到最小值（认定大于额定压力30%）为空载压力，测定空载压力

12、时流量（用流量计和秒表测定）。然后逐步关小节流阀9的开口，使压力增大，测定十组不同压力下的流量，即得曲线，额定压力为7.0。2）测定有效功率与压力的关系：泵的有效功率为： 根据测得数据压力及值，可直接计算出各种压力下的有效功率。3）容积效率容积效率是油泵在额定工作压力下的实际流量和理论流量的比值，即式中：液压泵的实际流量（当压力时的流量）。在实际生产中，一般用油泵空载压力下的空载流量代替，则：式中：液压泵的漏油量。由上式知，各种压力下的容积效率可根据第一项实验的数据计算之。4）总效率式中：为泵的输入功率，可直接由实验台控制箱上的功率表读得，从而求出总效率。五、实验报告画出泵的性能曲线：画在同一

13、坐标纸上。流量 额定压力 测量值计算值泵出口压力流量泵输入功率W输入转矩泵有效功率容积效率%总效率%液压泵排量：8ml/r , 液压泵额定转速：1500r/min 实验三 节流调速回路性能实验在日常工作中，液压系统的流量主要是由流量控制阀来控制，其中最主要的有两种：节流阀和调速阀。节流阀既可改变通流面积也可改变压差（调速阀的工作过程是靠改变阀口的通流面积来调节输出流量），从而来达到控制执行元件的运动速度。一、实验装置的液压系统原理图本项实验是在湖南长庆机电科教有限公司生产的CQYZ-M/C1液压教学实验台上进行，液压缸型号：MOB32×150-LB节流阀进油节流调速回路液压系统原理图

14、如图所示。1油箱 2油泵2 3溢流阀2 4二位四通电磁换向阀2 5负载缸 6电加热器 7油泵1 8溢流阀1 9流量计 10二位四通电磁换向阀1 11节流阀 12单向阀 13工作缸 14位移传感器 注：L max=120 为顶缸系统中活塞最大推出距离 液压缸内径：32 活塞杆直径：16节流阀回油节流调速回路液压系统原理图如图所示1油箱 2油泵2 3溢流阀2 4二位四通电磁换向阀2 5负载缸 6电加热器 7油泵1 8溢流阀1 9流量计 10二位四通电磁换向阀1 11节流阀 12单向阀 13工作缸 14位移传感器 注：L max=120 为顶缸系统中活塞最大推出距离 液压缸内径：32 活塞杆直径：1

15、6节流阀旁油路节流调速回路液压系统原理图如图所示 二、实验内容和方法节流调速回路中，节流阀的通流面积调定后，油缸负载变化对油缸速度的影响程度可用回路的速度负载特性表征。1. 节流阀进油节流调速回路的速度负载特性回路的速度负载特性方程：V工作缸活塞运动速度A1油缸有效工作面积AT节流阀通流面积 P1油泵供油压力 P2工作缸承受负载的工作压力F 油缸负载vFAT1AT2AT3AT1 > AT2 > AT3按不同的节流阀通流面积作图，可得一组速度负载特性曲线，如下图由特性方程和特性曲线看出，油缸运动速度与节流阀通流面积成正比，当泵供油压力P01调定后，节流阀通流面积AT调好后，活塞速度V

16、随负载F增大按以j为指数的曲线下降。当F=A1×P1时，油缸速度为零，但无论负载如何变化，油泵工作压力不变，回路的承载能力不受节流阀通流面积变化的影响，图中各曲线在速度为零时都交汇于同一负载点。2. 节流阀回油节流调速回路速度负载特性同节流阀进油节流调速回路基本一样，不再赘述。3. 节流阀旁路回油节流调速回路的速度负载特性节流阀与油泵并联，溢流阀做安全阀用。速度负载特性方程：式中符号意义同进油节流调速回路。vFAT1AT2AT3AT1 > AT2 > AT3由不同的节流阀通流面积AT作一组特性曲线，如下图：由特性方程和特性曲线看出，油缸速度与节流阀通流面积成反比。回路因油

17、泵泄漏的影响，在节流阀通流面积不变时，油缸速度因负载增大而减小很多，其速度负载特性比较差。负载增大到某值时，油缸速度为零。节流阀的通流面积越大，承载能力越差。当节流阀全部关闭（AT=0）时，缸有最大速度。即AT越大，V越小，Fmax也越小；AT越小，V越大，Fmax也越大；故节流阀旁路回油节流调速回路承载能力是变化的，低速承载能力小。 采用节流阀的进口节流调速回路的实验方法当节流阀的结构形式和液压缸的尺寸大小确定之后，液压缸活塞杆的工作速度v与节流阀的通流截面积AT，溢流阀的调定压力(泵的供油压力)及负载F有关。调速问路中液压缸活塞杆的工作速度v和所受负载F之间的关系，称为回路的速度一负载特性

18、。当每次按不同数值调定节流阀开度即通流截面积AT或溢流阀调定压力(泵的供油压力)P01之后，改变负载F的大小，同时测出相应的工作缸活塞的运动速度v及有关测点的压力值P。以速度v为纵坐标，以负载F为横坐标，可根据测算数据按不同调速回路作出各自的一组速度一负载特性曲线。1实验装置的调整1)加载系统的调整：启动液压泵2，调节溢流阀3的调压手柄，使系统处于低压1MPa，通过二位四通电磁阀4切换，加载缸活塞往复35次，排除系统内空气，然后使活塞杆处于退回位置。2)调速问路的调整：2.进油节流调速油路：1）节流阀11全开，启动液压泵7，调节溢流阀8，使系统处于低压1MPa，将二位四通电磁换向阀10的P和A

19、口连通，B和T口连通。慢慢调节节流阀11的开度，使工作缸活塞杆运动速度适中。反复切换电磁换向阀10，使工作缸13活塞往复运动，检查系统工作是否正常。 2）按拟定好的实验方案，调定液压泵7的供油压力为某一定值（建议7MPa）和油路流量控制阀(节流阀11的开度(AT)，使工作缸13活塞杆退回，加载缸5活塞杆向前伸出，两者对顶在一起。 3）调节加载系统的溢流阀3的压力，逐次测出溢流阀3调节工作缸13的工作压力，分次测出工作缸13的活塞运动速度v和负载F。该步骤中，加载系统的溢流阀3的压力应选6个值，使工作缸13受到6个不同的负载F，测出6个相应的速度值V。负载应逐次加到工作缸活塞不运动为止。4）逐次

20、调节节流阀11的通流面积AT（本实验中转动节流阀旋钮调节AT, AT1、AT2、AT3为三次不同的通流面积）重复步骤2）和 3）。且使AT1>AT2>AT3，分别测出相应AT下的活塞运动速度值V和油缸压力值P25）记录数据做VF特性曲线。L max=120，用秒表记录顶缸系统运动距离L max所用时间t，便求得速度V ; 液压缸内径为32活塞杆直径为16，压力P通过压力传感器显示数值。计算工作缸13的负载F和活塞的运动速度F=P02·A1· cm （N）（mm/s）式中，F：工作油缸13的负载P02：加载缸的供油压力（MPa）A1：加载缸无杆腔有效工作面积（m2

21、）A1，D：工作缸13内径（mm） cm：液压缸的机械效率L：顶缸系统中活塞最大推出距离120（mm）t：工作缸13运行L所用时间（s） 3. 节流阀回油节流调速回路和节流阀旁油节流调速回路的实验步骤可参考实验步骤2. 节流阀进油节流调速油路。请同学自行拼装油路和测试调速回路并作出各自的速度一负载特性曲线。调定参数序号测算数据P01（Mpa）节流开度P1（Mpa）P2（Mpa）F（N）L(mm)t(s)V（m/min）AT1123456AT2123456AT3123456四、思考题1进油节流调速回路中，当节流阀的开度一定，负载有阶跃变化时，工作缸活塞的速度有什么变化？2.进油节流调速回路中，当

22、节流阀的开度变化时，它的速度负载特性如何? 回油和旁有节流调速回路各自的速度负载特性如何？3. 进油节流调速回路中，工作缸最大承载能力决定于什么参数。回油或旁有节流调速回路的工作缸最大承载能力决定于什么参数。4. 进油、回油、旁有节流调速回路各适用于什么工况要求，说明理由。实验四 液压回路的拼装实验 一、实验目的机械设备的动作要求是由具体的工况或其特有的功能决定的，在许多情况下机械设备的运动动作复杂多变，往往需要多个运动部件的相互协调、配合与联动才能完成，这些机械设备中的液压系统一定要有多个相互有联系的液压控制和执行元件才能满足例如调压、减压、调速、顺序动作的工况要求。通过本次实验，使学生运用

23、所学到的液压传动知识，能独立设计、拼装几种常见的液压基本回路，并能测出该回路的性能参数，加深对液压元件的工作原理和几种液压基本回路功能的理解。学生亦可根据所学知识和现有实验室条件拼装自己感兴趣的液压回路。二、实验内容及方案：本项实验是在湖南长庆机电科教有限公司生产的CQYZ-M/A1液压教学实验台上进行，其液压系统原理图如图所示。1、回油节流调速回路拼装实验在图示状态下，活塞快进。当活塞杆上的挡块压下行程阀时，缸右腔油液经节流阀流回油箱，活塞转为慢速工进，当二位四通电磁换向阀左位接入回路时，活塞快速返回。1CT1432电磁铁动作表序号动作发讯元件电磁铁CT1行程阀1快进启动钮2慢进启动钮3快退

24、启动钮2、二级调压回路拼装实验液压原理图如图所示，是单泵双向调压，调压回路的功能是使液压系统整体或部分压力保持恒定或不超过某一溢流阀调定的系统压力值。在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。溢流阀2和3调定两种不同压力，分别满足液压缸双向运动所需不同压力。工作过程见电磁铁动作表。3、二级减压回路拼装实验 序号动作5CT14CT2压力1缸进阀22缸慢进阀33缸退阀24缸慢退阀35停止阀1 二级减压回路由减压阀2、换向阀4、远程调压阀3组成，溢流阀1调整压力大于阀2调整压力，阀2的调整压力大于阀3的调整压力。液压系统中，某些支路的压力不宜太高，既要小于溢流阀1调定的系统压力。例如夹紧

25、油路压力较高时，会使工件变形，诸如这类情况，需使用减压回路（单泵系统中）。减压回路的功能是降低系统中某些支路的压力，是该油路获得一种低于液压泵供油压力的稳定压力。4、双缸顺序动作压力控制回路拼装实验 序号动作1CT2CTC顺序阀D顺序阀11进22进33退44退5停止 注：顺序阀通用“+”，顺序阀断用“”三、思考题 1、 二级减压回路由减压阀2、换向阀4、远程调压阀3组成，为什么溢流阀1调整压力大于阀2调整压力，阀2的调整压力大于阀3的调整压力。2、举一例说明双缸顺序动作压力控制回路可应用于什么工况。3、举一例说明本实验中双泵供油控制回路可应用于什么工况。实验五 气压控制回路实验一、实验目的1）掌握气压元件在气动控制回路中的应用,通过拆装气压回路了解单往复动作回路和连续往复动作回路的组成及性能。2）能利用现有气压元件拟订其他方案，并进行比较。二、实验装置本项实验是在湖 南 长 庆 机 电 科 教 有 限 公 司生产的CQQZ-M/B1气压