液气压传动与控制实验指导PPT文档

液压与气压传动是以流体（液压液或压缩空气）作为工作介质对能量进行传递和控制的一种传动形式，相对机械传动来说，它是一门新技术。

液压与气压传动技术广泛应用于工程机械、冶金、军工、农机、汽车轻纺、船舶、石油、航空和机床等。飞机船舶船闸汽车制动系统液压传动的优缺点一、液压传动的优点：液压传动与电气、机械等其他传动方式比较，有如下优点：1、液压传动可在运行过程中方便地实现大范围的无级调速，调速范围大，可达2000∶12、液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小，其体积和重量只有同等功率电动机的12%左右，这是由于液压系统中的压力可比电枢磁场中单位面积上的磁力大30～40倍。3、液压传动易实现快速启动、制动及频繁换向，每分钟换向次数可达500(左右摆动)、1000(往复移动)，工作平稳，换向冲击小。4、便于实现过载保护(即只要用一安全阀便可实现过载保护)，而且工作油液能使传动零件实现自润滑，故使用寿命较长。5、操作简单，便于实现自动化(即借助各种阀实现自动控制)，若用电、液联合控制，还可实现遥控。6、液压元件易实现标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和扩大应用。二、液压传动的缺点：1、漏

由于作为传动介质的液体是在一定的压力下，有时是在较高的压力下工作的，因此在有相对运动的表面间不可避免地要产生泄漏。同时，由于油液并不是绝对不可压缩的，油管等也可产生弹性变形，所以液压传动不宜用在传动比要求较严格的场合，即液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使传动无法保证严格的传动比。2、振

液压传动中的“液压冲击和空穴现象”会产生很大的振动和噪声。近年来，各国都在研制低噪声的液压泵等以降低液压系统的噪声。3、热

在能量转换和传动过程中，由于存在机械摩擦、压力损失、泄漏损失，因而易使油液发热，总效率降低，故液压传动不宜用于远距离传动。另外，液压油的粘度随油温而变，这会引起液压执行元件的运动特性的变化，故不宜在很高和很低的温度条件下工作。4、液压元件中的小孔，缝隙容易堵塞，因此必须特别注意油液的过滤。5、液压系统出现故障时不宜追查原因，不宜迅速排除。一、本实验课的性质

《液压与气压传动》是机械类各专业的一门专业基础课。该课程具有较强的实践性和应用性，因此实验亦极具重要性。通过实验教学，目的在于加深学生对理论知识的理解，提高学生的动手能力，培养学生分析和解决问题的能力，培养学生自主创新能力。

二、本课程实验教学的地位和作用

《液压与气压传动》课程是机械类本科的一门重要专业基础课程。其主要目的是通过各个教学环节，使学生了解流体力学的基本知识，液压元件的结构原理、液压基本回路、典型液压系统及液压系统的设计。

实验课是本门课程的重要教学环节，其目的是验证、巩固课堂所学的基本概念和基本理论，使学生了解并掌握液压元件的作用、大型机械液压系统基本结构及系统工作原理。培养学生理论联系实际及实际分析问题的能力及实际动手能力。通过综合设计创新性开放实验，有利于学生个性发展、培养学生自主创新能力，可以使更多优秀学生脱颖而出。三、实验目的和要求：

验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识。使学生对液压传动系统中常见的元件的内部结构、工作原理等有一个更加深刻的理解和认识，并能自行组装液压基本回路。为今后在工程实际中设计性能优良的液压传动系统打下坚实的基础。观察现象，验证理论，熟悉和掌握元件结构、工作原理，液压基本回路及其工作原理。具备正确处理实验数据的能力，培养运用所学理论解决实际问题的能力、分析和综合实验结果以及写实验报告的能力。在实验中要坚持严肃认真的态度和踏实细致、实事求是的作风。四、学生应达到的实验能力与标准1、通过对液压元件性能测试，了解元件结构、原理、性能等方面知识，消化巩固基础理论。

2、学会操作液压与气压传动实验台，熟悉掌握各种仪器仪表的使用方法。

3、认真研究实验结果，对实验项目能够正确分析和得出定性、定量的实验结论。

4、学会撰写实验报告的能力。序号实验项目实验学时实验类型实验类别1油路认识实验2学时

元件实验基础实验2压力控制回路模拟实验2学时回路实验基础实验3

速度控制回路设计模拟实验2时学回路实验基础实验4方向控制回路设计模拟实验2时学回路实验基础实验五、实验项目及学时分配六、液压综合实验台使用说明：

实验台由双面板台架，液压泵站及有机玻璃液压元件，空气压缩机及工业气动原件，可编程控制器及收编器，控制面板，快换接头及软管组成。（一）、双面板台架使用说明液压元件和气动元件分别快速装在两个面板上，原件用快换接头和软管连接。（二）、控制面板使用说明控制面板上有电磁阀和行程开关插孔，PLC输入输出插孔。继电器控制和PLC控制。电器控制使用说明1、配线应整齐排放备用；2、接线前应确认电源在关状态3、接线按梯型图顺序，请参考电器原理图及电器接线图；4、液压（气动）回路及电器线路接好后，先启动油泵（气泵）电源，确认液压（气动）系统正常后，再启动电路电源。（三）、液压泵站使用说明1、油泵电机1）、确定电源规范，防止烧毁电机。油泵电机参数为380V,50HE0.75KW1800rpm2）、电机转向检查油泵电机启动后，如转向不正确，油泵无法建压，并有异常噪声，请立即切断电源，将电源极性更改后重新启动电机。3）、电机不正常跳电时，应立即关闭电源，维修后再启动。2、油泵1）、油泵型号：VPI-12-70最高使用压力：7mpa。

流量：12L/min（1800rpm）。2）、油泵避免带载启动。3）、油泵避免油温过低和过高启动。4）、油泵运转不许超过额定转速。3、油箱1）、油箱容量40L；2）、油箱油面应保持在液位计红线以上；3）、油温应在50度---60度，不允许超过70度。（四）、液压元件使用说明1、油缸油缸工作前，应排放空气，油缸工作中严禁触碰。2、调压总阀因本系统使用尼龙软管，故调压总阀调整压力，应不超过1.2Mpa,建议在1Mpa以下使用。（五）、实验结束1、实验结束，操作调压总阀，使泵回到无载状态；2、将管路中残压卸掉；3、关闭油泵电源；4、关闭电控箱电源。第一部分：1、简单介绍液压与气压传动的工作原理2、液压与气压传动系统的组成及各个元件的原理液压与气压传动的工作原理：

液压系统以液压液作为工作介质，而气动系统以空气作为工作介质。两种工作介质的不同在于液体几乎不能压缩，气体却具有较大的可压缩性。液压与气压传动在基本工作原理、元件的工作机理以及回路的构成等诸方面是极为相似的。下面以液压千斤顶的原理图来介绍它们的工作原理:

液压千斤顶示意图动画演示液压与气压传动系统的组成：一、液压系统主要由以下四部分组成：1）能源装置（动力元件）——把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式是液压泵，它给液压系统提供压力油。2）执行元件——把油液的液压能转换成机械能的元件。有做直线运动的液压缸，或作旋转运动的液压马达。3）控制元件——对系统中油液压力、流量或油液流动方向进行控制或调节的元件。例如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。

4）辅助元件——上述三部分以外的其他元件，例如油箱、过滤器、油管等。1、能源装置1）、能源装置的组成

能源装置有两大类：液压能源装置和气源装置。液压能源装置用来向液压系统输送具有一定压力和流量的清洁的工作介质；而气源装置则向气动系统输送一定压力和流量的清洁的压缩空气。液压能源装置可以是和主机分离的单独的液压泵站，也可以是和主机在一起的液压泵组；而气源装置一般都是单独的。液压泵

液压泵是一种将机械能转换为液压能的能量转换装置。它为液压系统提供具有一定压力和流量的液压液，是液压系统的一个重要组成部分。液压泵性能好坏直接影响液压系统工作的可靠性和稳定性。液压泵的工作原理：液压系统中所用的各种液压泵，其工作原理都是依靠液压泵密封工作腔容积大小交替变化来实现吸油和压油的，所以称为容积式泵。以单柱塞式液压泵为例：

偏心轮旋转一转，柱塞上

下往复运动一次，向下运

动吸油，向上运动排油。

泵每转一转排出的油液体

积称为排量，排量只与泵

的结构参数有关。

V=Sπd2/4=eπd2/2动画演示齿轮液压泵齿轮液压泵是一种常见的液压泵，在结构上可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。以外啮合齿轮泵为例：

工作原理：

右图所示为外啮合齿轮泵，泵由壳体、一对外啮合齿轮和两个端盖等主要零件组成。油箱中的油液在大气压的作用下经吸油管进入吸油腔，将齿间槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到右侧压油腔去。因右侧压油腔的轮齿逐渐进入啮合，

密封工作腔容积不断减小，齿间槽中的油液被挤出，通过泵的出口输出。吸油区和压油区是由相互啮合的轮齿以及两个端盖分隔开的。

泄漏与间隙补偿措施齿轮泵存在端面泄漏、径向泄漏和轮齿啮合处泄漏。端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力。动画演示叶片液压泵叶片液压泵有单作用式（变量泵）和双作用式（定量式）两大类，在机床、工程机械、船舶、压铸及冶金设备中得到广泛应用。它具有输出流量均匀、运转平稳、噪声小的优点。叶片泵对油液的清洁度要求较高。

单作用叶片泵工作原理：定子内环为圆转子与定子存在偏心e，铣有z个叶片槽叶片在转子叶片槽内自由滑动，宽度为B左、右配流盘，铣有吸、压油窗口。动画演示

双叶片泵的工作原理：它的作用原理跟单作用叶片泵相似，不同之处只在于定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过度曲线组成，且定子和转子是同心的。当转子顺时针方向旋转时，密封工作腔容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区；在左下角和右上角逐渐减小，为压油区。在吸油区和压油区之间有一段封油区将它们隔开。泵的转子每转一转，完成两次吸油和压油，所以称双作用叶片泵。动画演示2、执行装置液压与气压传动中的执行元件是将流体的压力能转化成机械能的元件。它驱动机构作直线往复或旋转（或摆动）运动，其输入为压力和流量，输出为力和速度，或转矩和转速。

液压缸是实现直线往复运动的执行元件

按结构形式分：活塞式液压缸图示（1）双杆活塞缸上图a所示为缸筒固定的双杆活塞缸，活塞两侧的活塞杆直径相等，它的进、出油口位于缸筒两端。图b所示为活塞杆固定的双杆活塞缸。它的进、出油液可经活塞杆内的通道输入液压缸或从液压缸流出。也可以用软管连接，进、出口就位于缸的两端。它的推力和速度与缸筒固定的形式相同。但是其工作台移动范围为缸筒有效行程的两倍，故可以用于较大型的机械。

如图所示单杆活塞缸只有一端带活塞杆它有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式。两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效行程的两倍。（2）单杆活塞缸

单杆活塞缸a)向右运动b)向左运动动画演示柱塞式液压缸单杆塞缸只能实现一个方向运动，反向要靠外力，用两个柱塞缸组合，也能用压力油实现往复运动。如动画所示的双柱塞缸：动画演示伸缩式液压缸伸缩式液压缸由两个或多个活塞套装而成，前一级缸的活塞杆是后一级缸的缸筒。如动画所示的多级缸：动画演示3、控制元件液压阀、气动阀、气动逻辑控制元件等均属于液压与气压传动系统中的控制元件。阀是用来控制系统中流体的流动方向或调节其压力和流量的，因此可以分为方向阀、压力阀、流量阀三大类。阀性能的基本要求1）、动作灵活，使用可靠，工作时冲击和振动小，噪音小，寿命长。2）、流体流过时压力损失小。3）、密封性好。4）、结构紧凑，安装、调整、使用、维修方便，通用性大。溢流阀溢流阀是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳定、调压或限压的作用。主阀弹簧先导阀弹簧动画演示先导溢流阀减压阀减压阀主要用在系统的夹紧、电液换向阀的控制压力油、润滑等回路中。如右图为先导式二通减压阀：图6.16先导式而通减压阀动画演示节流阀动画演示

液流从进油口流入经节流口后，从阀的出油口流出。本阀的阀芯3的锥台上开有三角形槽。转动调节手轮1，阀芯3产生轴向位移，节流口的开口量即发生变化。阀芯越上移开口量就越大。调节手轮螺帽阀芯阀体换向阀旋转移动式手动换向阀

手动换向阀主要有弹簧复位和钢珠定位两种型式。图(a)所示为钢球定位式三位四通手动换向阀。图(b)则为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀。动画演示4、辅助元件油箱：油箱的主要功能是储存油液，此外，还有散热以控制油温、阻止杂质进入、沉淀油中杂质、分离气泡等功能。油箱的作用：储油、散热、沉淀杂质、逸出空气。图示1．油管：油管材料材料可用金属管或橡胶管，选用时由耐压、装配的难易来决定。吸油管路和回油管路一般用低压的有缝钢管，也可使用橡胶和塑料软管，控制油路中流量小，多用小铜管，考虑配管和工艺方便，在中、低压油路中也常使用铜管，高压油路一般使用冷拔无缝钢管，必要时也采用价格较贵的高压软管。高压软管是由橡胶中间加一层或几层钢丝编织网制成。高压软管比硬管安装方便，可以吸收振动。油管与管接头管路内径的选择主要考虑降低流动时的压力损失，对于高压管路，通常流速在3～4m/s左右，对于吸油管路，考虑泵的吸入和防止气穴，通常流速在～左右。

在装配液压系统时，油管的弯曲半径不能太小，一般应为管道半径的3～5倍。应尽量避免小于900弯管，平行或交叉的油管之间应有适当的间隔并用管夹固定，以防振动和碰撞。

管接头是管道之间、管道与元件之间的可拆式连接件，有焊接接头、卡套式接头、扩口接头、扣压式接头、快速接头等几种形式，如图3－29、图3－30所示，由使用需要来决定采用何种连接方式。

2.管接头气压传动系统的组成：1）能源装置——气源装置2）执行元件——气缸、气马达3）控制元件——气动阀4）辅助元件——管道、接头、消声器另外：还装有一些完成逻辑功能的逻辑元件。

1、能源装置-----气源装置

气源装置是向气动系统提供所需压缩空气的动力源。它包括空气压缩机和气源处理系统两部分。

活塞式空压机如动画所示：活塞往复运动由电动机带动曲柄滑块机构形成，曲柄的旋转运动转换为滑块和活塞的往复运动。动画演示1-排气阀；2-汽缸；3-活塞；4-活塞杆；5、6-十字头与滑道；7-连杆；8-曲柄9-吸气阀10-弹簧活塞式空压机的优缺点：

结构简单，使用寿命长，并且容易实现大容量和高压输出，缺点是振动大、噪声大，且输出有脉冲，需要设置储气罐。2、执行元件

气缸：气动执行元件。将压缩空气的压力能转变为机械能（往复直线运动或往复摆动）。如右图所示为叶片式摆动气缸：图(b)为单叶片式，图(c)为双叶片式。动画演示3、控制元件气动控制阀的功用、工作原理等和液压控制阀的相似，仅在结构上有些不同。常用的气动控制阀也分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三类。单向阀是原理最简单的一种单向型方向阀，密封性是单向阀的重要性能。最好采用平面弹性密封，尽量不采用钢球或金属阀座密封。控制元件单向阀：气流只能向一个方向流动而不能反向流动通过的阀单向阀多与节流阀组合起来控制执行元件的运动速度

4、辅助元件

管接头：钢管和基体通过焊接管接头连接。如右图所示：把接管2焊在被连接的钢管端部。接头体1用螺纹拧入某元件的基体。用组合密封垫防止从元件中外漏。将O型密封圈放在接头体1的端面处，将螺帽3拧在接头体1上即完成连接。

焊接式管接头

1一接头体；2一接管；3←螺帽

4一密封圃；5一组合密封圈第二部分：实验一：油路认识实验实验二：压力控制回路设计模拟实验（多级压力控制实验）实验三：速度控制回路模拟实验（双压及双向节流调速回路实验）实验四：方向控制回路模拟实验（行程控制多缸顺序动作回路）实验一：

油路认识实验

一、实验目的1、了解油路组成，建立起实际油路的感性认识，了解在回路中各种液压元件的作用及使用方法。2、了解JSX—A型液压综合实验台的构成，熟悉其操作方法，为以后的实验做准备。

二、实验装置JSX—A型液压综合实验台是根据“液压传动”等课程的学生分组设计实验的要求而设计的，其各种液压元件基本上都由透明的有机玻璃，并按实物大小制作而成，因而能仔细观察各液压元件内的工作状态。本实验台正面竖立了一块布满直径6毫米的定位孔矩阵的实验工作板，每个液压元件都有两个长20毫米的定位销，实验时可将所需液压元件插入实验板上。实验台桌面右边为“电气控制操作台”。操作台左边FU为直流24V电磁阀电源的管，“电源”为总电源开关，按下开关，按钮开关的红色指示灯亮，同时电压表指示为25—30V，说明控制部分基本正常。三、实验1、步骤a、首先按实验要求合理、正确布置油路（如图1）。b、打开总阀的转阀，使油泵无负载。c、

开启“油泵”开关，油泵启动，再把总阀的溢流阀全部打开，然后关闭总阀的转阀，使油泵的油从溢流阀溢出，此时油泵仍在无负载的情况下运转，总阀上的压力表指针指向零。图（1）动画演示d、慢慢地调节总阀的溢流阀，使压力慢慢地升高，最高压力Pmax≤1mPa（总阀上压力表读出），此后即可操作液压回路。

e、按图1布置好回路后，回路半自动循环，快进：1DT通电，其余断电。油泵（1）油→电磁阀（4）P口→A口→油缸无杆。油缸有杆腔油→电磁阀（4）B口→T口→电磁阀（5）→油池。Ⅰ进：快进终点1×K发出讯号，1DT、3DT通点，其余断电。油缸有杆腔油→电磁阀（4）B口→T口→节流阀→油池。

快退：I进终点2×K发出讯号，2DT通电，其余断电。油泵（l）油→电磁阀（4）P口→B口→油缸有杆腔油。油缸无杆腔油→电磁阀（4）A口→T口→电磁阀（5）→油池。卸载：4DT通电。油泵（1）油→电磁阀（3）→油池系统压力由溢流阀（2）调定。

f、快速接头的装拆：快速接头的结构如图2所示。图21、7弹簧2、6阀芯3、钢球4、外套5、接头体拆时：一手捏住接头体（2），将其用力与接头体（10）顶住，另一手捏住外套（6），将其克服弹簧（7）的弹簧力往接头体（2）方向用力拉至让出钢球（8），然后将接头体（2）往相反的方向拉出即可。装时：一手捏住外套（6），将其克服弹簧（7）的弹簧力往接头体（2）方向用力拉至让出钢球（8），另一手将接头体插入接头体（10），待钢球（8）落入接头体（10）的槽内，松开外套（6），弹簧（7）将其往接头体（10）方向推，直至碰到弹簧卡圈（9）。

g、流量计的安装与使用：按图1重新组合，将油泵（1）的出口直接接入节流阀（6）的进口（原接电磁阀（4）的T口），节流阀（6）的出口（原接油池）联接流量计的入口，安装完毕后关闭节流阀（6），待油泵启动后，将溢流阀的压力调，然后慢慢地打开节流阀（6），以免突然开路，造成浮子急骤上升击损锥管。2、注意事项：

a、漏油：检查接头是否拧紧，快速接头是否插好，密封圈是否损坏或变形。

b、油缸爬行：油中混入空气，可将油缸上腔的放气阀打开（逆时针旋转），然后将油缸来回运转数次，待爬行现象消除后，将放气阀关闭（顺时针旋转）。

c、管路不通油：第一，管路接错，将其纠正；第二，油不清洁，更换油；第三，管接头堵塞，特别是快速接头两端挡圈（1）处堵塞（见图2），必须清洗接头。

d、滑阀卡死：第一，油温过高，待油温降低后再开启，第二，油液不清洁，污物卡住阀芯，必须更换油液，并将阀拆开清洗。e、特别注意实验时间不能太长，因油温升高后，不同材料的膨胀系数不同，易使阀芯卡死，因而应使油温下降后再重新实验。f、压力表冲坏后即时更换。g、电气控制部分的注意事项：第一、如果输出直流电压低于20伏，可能使液压阀不动作，应检查负载是否超5个阀，市电电压是否太低。第二、如果某一阀不动作，应检查直流电源驱动线插头接线是否松脱，并及时焊好。第三、如果实验台两侧任一插孔无直流电压（20伏一25伏）输出，应检查插孔的联线是否松脱，应及时焊好。第四、如两侧所有插孔无直流电压输出，应检查控制台上的直流电源管是否熔断，应以同样的大小更换。第五、维护及修理时，应先断开三相电源，注意安全。四、实验报告分析回路快进、工进、快退和卸载四种状态时油液的流动路程，并绘制相应的油路图。实验二压力控制回路设计模拟实验一、实验目的通过对压力控制回路的设计和实际操作，掌握此类液压基本回路的组成、工作原理和特性。二、实验装置本实验在JSX—A型液压综合实验台上进行，油路由同学自行设计。三、实验原理压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。这类回路包括调压、减压、增压、卸荷和平衡等多种回路。

压力控制回路用于系统调压、减压、卸荷、平衡的要求，主要控制元件为溢流阀、减压阀、顺序阀等元件。（1）调压回路调压回路的功用是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过滋流阀来调节。在变量泵系统中，用安全阀来限定系统的最高压力。防止系统过载。若系统中需要两种以上的压力，则可采用多级调压回路。单极、二级调压回路右图所示在液压泵出口处设置并联溢流阀，电磁阀2不通电时，即为单极调压回路，压力由溢流阀3的调压弹簧调定。右图还可以实现两种不同的压力控制，由先导式溢流阀3和远程调压阀1分别调整工作压力。当二位二通电磁阀2处于图示位置时，系统压力由阀3调定，当阀2通电接入时，系统压力由阀1调定。注意：阀1的调定压力一定要低于阀3的调定压力，否则不能实现二级调压。动画演示三级调压回路由溢流阀1、2、3分别控制系统的压力，从而组成了三级调压回路。当两个电磁阀铁均不通电时，系统压力由阀1控制，当电磁阀4通电时，系统压力由2、3控制。注意：在这种调压回路中，阀2和阀3的调定要低于阀1的调定压力，而阀2和阀3的调定压力之间没有一定的关系。动画演示减压回路的功用是使液压系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。为了使减压回路工作可靠，减压阀的最低调整压力应不小于0、5Mpa。最高调整压力至少应比系统压力低0、5Mpa。当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以免减压阀泄漏对执行元件的速度发生影响。

单级减压——用一个减压阀即可＜多级减压——用减压阀+远程调压阀即可

无级减压——用比例减压阀即可

（2）减压回路无级减压回路

用比例减压阀组成减压回路，如左图所示。调节输入比例减压阀1的电流，即可使分支油路无极减压，并易实现遥控。

图中1为比例减压阀、2为溢流阀。12动画演示

当液压系统中的某一支路需要压力较高但流量不大的压力油，若采用高压泵不经济或者根本没有这样高压力的液压泵时，可以采用增压回路。采用增压回路可节省能源，而且工作可靠、噪声小。

增压缸的增压回路----间接增压双作用增压缸的增压回路----连续增压用液压泵增压回路----多用于起重机的液压系统（3）增压回路双作用增压缸的增压回路右图所示为双作用增压缸的增压回路，能连续输出高压油。液压泵输出的压力油经电磁换向阀和单向阀2进入增压缸左端大、小活塞的左腔，大活塞右腔的回油通油箱，右端小活塞右腔增压后的高压油经单向阀3输出，此时单向阀1和4被关闭。当增压缸活塞移到右端时，换向阀换向，增压缸活塞向左移动高压油经单向阀4输出。动画演示卸荷回路的功用是在液压泵不停止转动时，使其输出的流量在压力很低的情况下流回油箱，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命。这种卸荷方式称为压力卸荷。常见的压力卸荷方式有以下几种：1、换向阀卸荷回路2、插装阀卸荷回路3、先导式溢流阀卸荷回路4、多缸系统卸荷回路（4）卸荷回路换向阀卸荷回路M、H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，液压泵即卸荷。右图所示为采用M型中位机能的电液换向阀的卸荷回路。这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀，以使系统能保持0、3Mpa左右的压力，供控制油路之用。

平衡回路的功用，在于执行机构不工作时，不至于因受负载重力作用而使执行机构自行下落。（5）平衡回路

右图所示为采用单向顺序阀的平衡回路。当1YV通电后活塞下行时，液压缸下腔的油液顶开顺序阀而回油箱，回油路上存在一定背压。如果此顺序阀调定的背压值大于活塞和与之相连的工作部件自重在缸下腔产生的压力值1YA2YA动画演示时则当换向阀处于中位时，活塞及工作部件就能被顺序阀锁住而停止运动。这种回路在活塞向下快速运动时功率损失大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因为单向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落，因此它只适用于工作部件自重不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。

回路运动过程如动画所示：四、实验

按自己设计的液压油路图连接油路，老师检查无误后开始实验，在实验过程中详细记录油路的工作情况，实验结束后，关闭总电源。五、实验报告

画出自己设计的液压油路图，分析油路的工作过程及工作特性，指出油路具有的优点和存在的不足。例如：多级压力控制回路1、实验目的：了解调压回路工作原理，多级调压回路组成，工作方法，特点及应用。2、实验原理：调压回路是用溢流阀控制系统压力与负载相适应，并保持系统压力基本恒定的回路。系统有多个负载时，用多个溢流阀组成多级调压回路，以节省动力减少系统发热。

本回路是用2个溢流阀与电磁阀配合，用电信号控制电磁铁的开关组合形成三种压力。3、实验方法液压原理图动画演示电器接线图POWEROFFONSB3SB1SB2SB4KCYV3YV1YV2YV4KCYV3YV4KT1KT2YV—SA4YV—SA3YV—SA2YV—SA1ST1STP1

YV—SA4YV—SA3YV—SA2YV—SA1ST2STP2往返顺序YV2SA2YV1SA1Y0---------Y1----------Y2----------Y3X0-----------X1------------X2------------X3X4-----------X5-----------X6-----------X7调定参数：调定总阀1、2Mpa,溢流阀调整压力0、4Mpa,溢流阀2调整压力0、8Mpa。待测参数为油缸前进中的三种压力，油缸后退压力及油缸停止时压力。实验参数调整实验结果：填完下表中压力值序号动作压力1

油缸前进12

油缸前进23油缸前进34油缸后退5油缸停止实验三速度控制回路设计模拟实验一、实验目的通过对速度控制回路的设计和实际操作，掌握此类液压基本回路的组成、工作原理和特性。二、实验装置本实验在JSX—A型液压综合实验台上进行，油路由同学自行设计。三、实验原理速度控制回路可分为调速回路、快速运动回路和速度换接回路。一、调速回路调速回路是指用来调节执行元件工作行程速度的回路。液压系统调速的方法主要有节流调速、容积调速和容积节流调速三种方法。

1、节流调速回路在定量泵供油的液压系统中，用流量阀（节流阀或者调速阀）对执行元件的运动速度进行调节，这种回路称为节流调速回路。它的优点是结构简单，成本低，使用维护方便。缺点是有节流损失，且流量损失较大，发热多，效率低，故仅适用于小功率液压系统。根据流量阀在回路中的位置不同，分为进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速三种回路。（1）、进油节流调速回路a）回路图b）速度负载特性动画演示将节流阀串联在进入液压缸的油路上，即串联在泵和缸之间，调节A节，即可改变q，从而改变速度，且必须和溢流阀联合使用。进油路节流调速回路适用于轻载、低速、负载变化不大和速度稳定性要求不高的小功率液压系统。节流阀进油节流调速回路特征（2）、回油节流调速回路节流阀回油节流调速回路特征将节流阀串联在液压缸的回油路上，即串联在缸和油箱之间，调节AT，可调节q2以改变速度，仍应和溢流阀合使用，pp=ps。动画演示ATq2回油节流调速与进油节流调速回路比较：1）回油节流：承受一定负值负载能力（负载方向与液压力方向相同的负载为负值负载）进油节流：在负值负载作用下失控和前冲2）回油节流：运动平稳性较好进油节流：运动平稳性较差，需增加背压阀3）回油节流：对液压缸泄漏的影响较小进油节流：增加液压缸的泄漏4）回油节流：使活塞出现较大的起动超速前冲进油节流：起动冲击小5）回油节流：不易实现压力控制过程进油节流：比较容易实现压力控制过程在实际应用中，常采用进油节流调速回路，并在其回油路上加背压阀。这种方式兼具了两种回路的优点。旁路节流调速回路特征

将节流阀装在与执行元件并联的支路上，即与缸并联，溢流阀做安全阀，pp取决于负载。pp=p1=△p=F/A旁路节流调速回路有节流损失，但无溢流损失，发热量较少，其效率比进、回油路节流调速回路高一些。动画演示（3）旁路节流调速回路∵v—F特性较软，低速承载能力差。∴一般用于高速、重载、对速度平稳性要求很低的较大功率场合。如：牛头刨床主运动系统、输送机械液压系统、大型拉床液压系统、龙门刨床液压系统等。旁路节流调速回路应用（4）节流调速回路工作性能的改进用调速阀代替节流阀，可以提高节流调速回路的速度稳定性和运动平稳性。适用于速度较高，负载较大，且负载变化较大的液压系统。但功率损失大，效率低。调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。节流阀用来调节通过的流量，定差减压阀则自动调节，使节流阀前后的压差为定值，消除了负载变化对流量的影响。如右图所示，定差减压阀1与节流阀2串联，定差减压阀左、右两腔也分别与节流阀前后端沟通。设定差减压阀的进口压力为p1，油液经减压后出口压力为p2，通过节流阀又降至p3进入液压缸p3的大小由液压缸负载F决定。负载F变化，则p3和调速阀两端压差p1-p3随之变化，但节流阀两端压差p2-p3却不变。例如F增大使p3增大，减压阀芯弹簧腔液压作用力也增大，阀芯右移，减压口开度x加大，减压作用减小，使p2有所增加，结果压差p2-p3保持不变，反之亦然。调速阀通过的流量因此就保持恒定了。右图表示节流阀和调速阀的流量特性曲线。图中曲线1表示的是节流阀的流量与进、出油口压差Δp的变化规律。根据流量公式qv=CATΔpφ可知，节流阀的流量随压差变化而变化。图中曲线2表示的是调速阀的流量与进出油口压差Δp的变化规律。调速阀在压差大于一定值后流量基本稳定。调速阀在压差很小时，定差减压阀阀口全开，减压阀不起作用，这时调速阀的特性和节流阀相同。可见要使调速阀正常工作，应保证最小压差(一般为左右)。2、容积调速回路利用改变变量泵或变量液压马达的排量来调节执行元件运动速度的回路称为容积调速回路。这种调速回路无溢流损失和节流损失，故效率高、发热少，适用于高压大流量的大型机床、液压压力机、工程机械、矿山机械等大功率设备的液压系统。缺点是变量泵和变量马达的结构较复杂，成本较高。

根据油液的循环方式不同，容积调速回路可以分为开式回路和闭式回路。在开式回路中，液压泵从油箱中吸油，执行元件的回油仍返回油箱。油液在油箱中能得到充分冷却，且便于油中杂质的沉淀和气体的逸出。但油箱体积较大，污物容易侵入。在闭式回路中，液压泵的吸油口与执行元件的回油直接连接，油液在封闭的油路系统内循环。其结构紧凑，运行平稳，空气和污物不易侵入，嗓声小，但其散热条件差。为了补偿泄漏，以及补偿由于执行元件进、出油腔面积不等所引起的流量之差，闭式回路中需设置补油装置（例如顶置充液箱、辅助泵及与其配套的溢流阀、油箱等）。根据液压泵与执行元件组合方式的不同，容积调速回路有四种形式：1、变量泵-液压缸容积调速回路2、变量泵-定量液压马达容积调速回路3、变量泵-变量液压马达容积调速回路4、变量泵-定量液压马达容积调速回路3、容积节流调速回路容积-节流调速回路是用变量泵供油，用调速阀或节流阀改变进入液压缸的流量，以实现执行件速度调节的回路。这种回路无溢流损失，其效率比节流阀调速回路高。采用流量阀调节进入液压缸的流量，克服了变量泵在负载大、压力高时漏油量大，运动速度不平稳的缺点，因此这种调速回路常用于空载时需快速，承载时需稳定的低速的各种中等功率机械设备的液压系统。例如，组合机床、车床、铣床等的液压系统。1、定压式容积节流调速回路

2、变压式容积节流调速回路

二、快速运动回路动画演示快速运动回路又称增速回路，其功用在于使液压执行元件获得尽可能大的工作速度，缩短机械空行程运动时间，以提高生产效率或充分利用功率。实现快速运动随方法不同可有多种结构方案。常见的快速运动回路有以下几种：

1、液压缸差动连接的快速运动回路；

2、双泵供油的快速运动回路；

3、采用蓄能器的快速运动回路；三、速度转换回路速度换接回路的功用是使液压执行机构在一个工作循环中从一种运动速度换到另一种运行速度，因而这个转换不仅包括快速转慢速的换接，而且还包括两个慢速之间的换接。实现这些功能的回路应该具有较高的速度换接平稳性。四、实验按自己设计的液压油路图连接油路，老师检查无误后开始实验，在实验过程中详细记录油路的工作情况，实验结束后，关闭总电源。五、实验报告画出自己设计的液压油路图，分析油路的工作过程及工作特性，指出油路具有的优点和存在的不足。例如：双压及双向节流调速回路实验1、实验目的

了解两压力调节方法，工作原理、应用。了解节流调速回路的工作原理，双向节流调整回路组成特点及应用。2、实验原理双压回路是在油缸往返行程负载差别很大时，为节省动力减小液压系统发热，节流调速回路是定量泵供油，流量阀（节流阀、调速阀等）控制执行机构运动速度的回路。双向节流调速是油缸往返运动均进行节流调速控制。3、实验方法液压原理图动画演示电器接线图POWEROFFONSB3SB1SB2SB4KCYV3YV1YV2YV4KCKT1KT2YV—SA4YV—SA3YV—SA2YV—SA1ST1STP1

YV—SA4YV—SA3YV—SA2YV—SA1ST2STP2往返顺序YV3SA2YV2YV1SA1Y0---------Y1----------Y2----------Y3X0-----------X1------------X2------------X3X4-----------X5-----------X6-----------X7

实验参数调节调定参数结测参数是：油缸前进、停留、后退、停止时系统压力，油缸前进后退时，不同节流阀开口时的速度。4、实验结果填完下表序号动作系统压力（表A)1

油缸前进2

油缸停留3油缸后退4油缸停止观察：序号动作节流阀开度油缸速度1

油缸前进2油缸停留3油缸后退4油缸停止实验四方向控制回路设计模拟实验一、实验目的通过对方向控制回路的设计和实际操作，掌握此类液压基本回路的组成、工作原理和特性。二、实验装置

本实验在JSX—A型液压综合实验台上进行，油路由同学自行设计。三、实验原理方向控制回路用来控制液压系统各油路中液流的接通、切断或变向，从而使各执行元件按需要相应地实现起动、停止或换向等一系列动作。这类控制回路有换向回路、锁紧回路等。1、液压缸差动连接的快速运动回路；V=Sπd2/4=eπd2/21）能源装置（动力元件）——把机械能转换成油液液压能的装置。当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以免减压阀泄漏对执行元件的速度发生影响。培养学生理论联系实际及实际分析问题的能力及实际动手能力。实验课是本门课程的重要教学环节，其目的是验证、巩固课堂所学的基本概念和基本理论，使学生了解并掌握液压元件的作用、大型机械液压系统基本结构及系统工作原理。3、变量泵-变量液压马达容积调速回路具备正确处理实验数据的能力，培养运用所学理论解决实际问题的能力、分析和综合实验结果以及写实验报告的能力。但是其工作台移动范围为缸筒有效行程的两倍，故可以用于较大型的机械。3、变量泵-变量液压马达容积调速回路当换向阀左位接入时，压力油经左边液控单向阀进入液压缸左腔，同时通过控制口打开右边液控单向阀，使液压缸右腔的回油可经右边液控单向阀及换向阀流回油箱，活塞向右运动，反之活塞向左运动。液流从进油口流入经节流口后，从阀的出油口流出。2、接线前应确认电源在关状态油缸有杆腔油→电磁阀（4）B口→T口→节流阀→油池。d、慢慢地调节总阀的溢流阀，使压力慢慢地升高，最高压力Pmax≤1mPa（总阀上压力表读出），此后即可操作液压回路。对换向回路的基本要求是：换向可靠、灵敏而又平稳，换向精度合适。换向过程一般可分为三个阶段：执行元件减速制动，暂短停留和反向起动。这一过程是通过换向阀的阀心与阀体之间位置变换来实现的，因此选用不同换向阀组成的换向回路，其换向性能也不同。根据换向过程的制动原理，可有两种换向回路：时间制动换向和行程制动换向。（1）换向回路

所谓时间制动换向就是从发出换向信号，到实现减速制动（停止），这一过程的时间基本上是一定的。这种回路的特点是换向时间短，换向精度取决于执行机构原来的运动速度，适用于对换向精度要求低的场合。

所谓行程制动换向是指从发出换向信号，到工作部件减速制动（停止）的这一过程中，工作部件所走过的行程基本上是一定的。右图所示为行程制动换向回路，这种换向回路具有高的换向定位精度和良好的换向平稳性；但工作台换向前的速度越高，制动时间就越短，换向平稳性就较差；此外，换向阀和先导阀的结构复杂，制造精度要求高。它只要用在工作台速度较低的外圆磨床和内圆磨床等液压系统中。工作原理：动画演示锁紧回路的功用是使液压缸能在任意位置上停留，且停留后不会因外力作用而移动位置。采用换向阀O、M机能的锁紧回路特点：∵滑阀式换向阀泄漏不可避免∴锁紧效果差故只能用于锁紧时间短，锁紧要求不高场合。（2）锁紧回路齿轮液压泵是一种常见的液压泵，在结构上可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。（一）、双面板台架使用说明3、变量泵-变量液压马达容积调速回路了解行程控制多缸顺序动作回路组成，工作原理，特点及在液压挖掘机臂上的应用。采用换向阀O、M机能的锁紧回路液压传动与电气、机械等其他传动方式比较，有如下优点：用调速阀代替节流阀，可以提高节流调速回路的速度稳定性和运动平稳性。（双压及双向节流调速回路实验）单杆塞缸只能实现一个方向运动，反向要靠外力，用两个柱塞缸组合，也能用压力油实现往复运动。油缸停止它包括空气压缩机和气源处理系统两部分。双向节流是用两个节流阀分别控制气缸两个方向运动速度。∵v—F特性较软，低速承载能力差。为了补偿泄漏，以及补偿由于执行元件进、出油腔面积不等所引起的流量之差，闭式回路中需设置补油装置（例如顶置充液箱、辅助泵及与其配套的溢流阀、油箱等）。其结构紧凑，运行平稳，空气和污物不易侵入，嗓声小，但其散