液压与气压传动实验指导书-3

液压与气压传动实验指导书液压实验室编印（内部教材）前言液压与气压传动实验教学的目的实验教学和理论教学互为依存，互为补充，共同组成液压与气压传动课的重要环节。实验教学的成绩记入学分。实验教学不仅仅是帮助加深理解液压与气压传动中的基本概念，巩固理论教学知识，它的重要意义还在于引导学生在科学实验的海洋中，学到一些基本的实验理论，掌握基本的实验方法，培养分析和解决液压与气压传动中的工程实际问题的能力。实验教学的特点实验教学是学生在教师的指导和启发下，独立完成对某个研究对象（如某个理论、元件、系统等）的实验。因此要求学生自己组织各项实验的执行方案。以小组为单位，独立完成实验，要充分发挥学生的主观能动性和创造性。要求学生在学习方法上要注意：认真做好实验前的准备工作，特别要弄清实验对象和实验目的，收集必要的资料（包括实验理论、实验方法、实验条件等），自行拟定实验执行方案、实验步骤及记录表格，并分好工，以便在教师指导下经适当讨论（即审核实验方案和步骤等）后，独立完成实验任务。主动地进行实验，对实验中出现的一切现象要仔细观察，实验的同时，要不断的对实验结果进行分析和判断。每次实验课应分配一定比例的时间，以小组为单位，自己组织讨论，分析实验数据，提出看法和问题，必要时可重新做实验的某一部分。认真回答知道教师提出的质疑（包括口头回答和用实验回答）。实验纪律未预习好实验内容者，不准进行实验。未了解实验装置和测试装置以前，不要任意启动设备。进入实验室必须严肃认真，集中精力，抓紧时间，分工合作，完成本实验内容。与本实验无关的一切设备，不要乱动，更不准擅自启动。实验前后都要检查设备的完好性。实验后应使设备处于正常关闭状态，做好必要的维护。所借物品，实验结束时，作必要的维护后，及时归还。如违犯上述纪律，经劝告仍不改者，指导教师和实验技术人员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，应追究责任并按章赔偿。液压与气压传动实验报告格式实验名称：实验目的：实验设备、仪器及工具：实验内容、步骤及方法（简述）实验数据记录。测试曲线和数据记录等。实验数据整理。包括计算依据，计算结果，实验曲线和表达式等。实验结果的分析报告。根据主要内容的实验结果并结合思考题进行讨论。实验一伯努利方程实验实验目的理解液体的静压原理验证伯努利方程验证液体在流动状态下压力损失与速度的关系实验仪器伯努利实验仪、量杯、秒表、温度计实验原理伯努利方程是流体动力学中一个重要的基本规律，是动能原理在液体流动中的具体应用。主要反映液体在恒定流动时压力能、位能和动能三者之间的关系，即在任一截面上这三种能量形式之间可以互相转换，但三者之和为一定值，即能量守恒。当液体处于静止状态时，液体内任一点处的压力为：P=P0+ρgh这是液体静力学基本方程式。实验装置伯努利试验仪主要由实验导管、稳压溢流槽和三对测压管所组成。实验导管为一水平装置的变径圆管，沿程分三处设置测压管。每处测压管由一对并列的测压管组成，分别测量该截面处的静压头（压力能）和冲压头（压力能、位能和动能三者之和）。实验装置的流程如图1所示。液体由稳压槽流入实验导管，途径A点、B点、C点直径分别为20mm、30mm、20mm的管子，最后排出设备。液体流量由出口调节阀调节。流量需直接由量杯和秒表测定。实验步骤实验前，先缓慢开启进水阀，将水充满稳压溢流水槽，并保持有适量溢流水流出，使槽内液面平稳不变。最后，设法排尽设备内的空气泡，否则会干扰实验现象和测量的准确性。关闭实验导管出口调节阀，观察和测量液体处于静止状态下各测试点（A、B和C三点）的压力，验证液体的静压原理。并设定此处的水位高度为基准面。开启实验导管出口调节阀，保持稳压溢流水槽有适量溢流水流出，观察比较液体在流动情况下的各测试点的压头变化。缓慢调节实验导管的出口调节阀，测量液体在不同流量下的各测试点的静压头、动压头和损失压头，并记录下各项数据。实验结束后，应先关闭进水的总阀门，然后再开大出口调节阀，排尽稳压溢流水槽内的水。实验数据液体种类：水温度：℃导管内径：dA=mmdB=mmdC=mm实验系统的总压力：H=0测点编号速度V(mm/s)冲压头H1(mm)静压头H2(mm)动压头H3=H1–H2(mm)压损Hw=H–H1(mm)Q1=(ml/s)ABCQ2=(ml/s)ABCQ3=(ml/s)ABCQ4=(ml/s)ABCQ5=(ml/s)ABC整理实验数据，分析并回答问题用伯努利方程解释测点压头变化原因。用数据和图像分析压损—速度平方的关系。实验二、齿轮泵性能实验一、实验目的了解齿轮泵的主要性能，并学会小功率液压泵的测试方法。二、实验装置YZ-1型液压传动综合教学实验装置。三、实验内容及方案液压泵的主要性能包括：能否达到额定压力、额定流量，容积效率，总效率，压力脉动值，噪声，寿命，温升，振动等项。前三项是最重要的性能，泵的测试主要是检查这几项。1、齿轮泵的流量—压力特性测定齿轮泵在不同工作压力下的实际流量，得出流量—压力特性曲线。齿轮泵因内泄漏将造成流量的损失。油液粘度愈低，压力愈高，其漏损就愈大。本实验中，压力由压力表读出，流量由数显流量表读出。1）空载流量：在实际生产中，泵的理论流量并不是按泵设计时的几何参数计算，通常在额定转速下以空载（零压）时的流量代替。本实验中应在节流阀的通流面积为最大的情况下测出泵的空载流量。2）额定流量：指泵在额定压力和额定转速的工作情况下，测出的流量。本装置中由节流阀进行加载。3）实际流量：指泵在工作时的输出流量。本装置中由节流阀确定不同的工作压力，读出相应压力下的流量。齿轮泵的总效率齿轮泵由原动机输入机械能而将液压能输出，送给液压系统的执行机构。由于泵内有摩擦损失、容积损失和液压损失（此项损失较小，通常忽略），所以泵的输出功率必定小于输入功率。1）、测量点位置压力测量点：设置在距被测试泵入口、出口的（2～4）d(d为管道通径)处。稳压试验时，允许将测量点的位置移至距被试泵更远处，但必须考虑管路的压力损失。温度测试点：设置在油箱的一侧，直接浸泡在液压油中。2）、实验用液压油粘度：40℃时的运动粘度为42～74mm2/s（特殊要求另行规定）。清洁度等级：固体颗粒污染等级代号不得高于19/16.四、实验步骤1、依照原理图的要求，选择所需的液压元件，同时检验性能是否完好。2、将检验好的液压元件安装在插板件的适当位置，通过快速接头和软管按回路的要求连接。3、待确认安装和连接无误，将节流阀完全关闭，启动齿轮泵，调节溢流阀使系统压力P上升至额定压力。并用锁紧螺母将溢流阀锁住。4、完全打开节流阀使被试泵的压力为零（或接近为零），测出空载流量，再逐渐关小节流阀，作为泵不同负载，同时记录相对应的各表的读数。5、依照回路中各表不同压力的读数，绘制曲线图。6、实验完备后，放松溢流阀，将泵关闭，待回路中压力为零时，拆卸元件，清理好元件并放入规定抽匣内。五、实验数据泵的额定压力=额定流量=空载流量=测试内容序号12345678压力（Mp）流量（L/min）输出功率（KW）输入功率（%）容积效率（%）总效率（%）六、整理实验数据并回答问题1、画出泵的理论流量、实际流量、容积效率、总效率与工作压力的关系曲线。实验三、液压元件的拆装液压元件是液压系统的重要组成部分，通过元件的拆装实验，不但可以搞清楚结构图上难以表达的复杂结构和油路，还可以感性地认识各个元件的外形尺寸及有关零件的安装部位，并且对一些重要零件的材料，工艺及配合要求获得初步的了解，以便在将来的工作实际中能正确选用元件，设计出较合理、较理想的液压系统。一、实验仪器各类液压泵、方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀二、实验用工具

内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、尖嘴钳等（一）液压泵的拆装1、实验目的了解齿轮泵、叶片泵、轴向柱塞泵的外部构型和内部结构，弄清其工作原理及结构特点。2、实验步骤1）、先观察各泵的外部结构，分清吸、压油口，然后拆下外部螺钉。2）、按顺序拆下外端盖，观察内部结构，弄清密封腔的组成及个数，吸油腔和压油腔容积变化，以及油流途径。3）、分析泵的结构特点，即解决泄漏、困油、液压冲击、噪音等问题在结构上采取的措施。4）、按相反顺序装复。3、思考题1）、组成齿轮泵的密封工作空间有几个？它们是由哪几个零件表面组成的？2）、外啮合齿轮泵有几个可能产生泄漏的部位？两端盖与泵体之间采用什么形式的密封？3）、齿轮泵的困油是如何产生的？困油现象会产生什么样的后果？如何消除或减小？4）、叶片泵密封工作腔是由哪几个零件的表面组成？密封工作腔有几个？5）、叶片泵有几个配流盘，作用分别是什么？配流盘除开有通油口外，还开有与压油腔相通的环形槽，试分析环形槽的作用。6）、组成轴向柱塞泵的密封工作腔有几个？它们是由哪几个零件表面组成的？7）、简述配流盘、缸体、中心定位弹簧、回程盘、滑履的作用。（二）方向控制阀的拆装在液压系统中，方向阀在数量上占有相当大的比重，品种和规格在阀类里是较多的。它的工作原理比较简单，是利用阀芯和阀体间相对位置的改变来实现油路的接通或断开，以满足对油路提出的各种要求。1、实验目的了解单向阀、二位四通手动阀、三位四通手动阀、行程阀、电磁换向阀、液动换向阀、转阀的结构和功用，分析其操纵方式、连通方式、回油方式、定位和回位方式及其他特点。2、实验步骤1）、先观察各阀的外部结构，弄清每个油口的作用，然后拆下外部螺钉。2）、拆下定位和操纵用的零件，分析各个零件的作用。3）、拔下阀芯，观察阀芯的结构，分析阀芯外部台肩的个数及上面开的数量不同的环形槽的作用。4）、观察阀体结构，分析阀芯外部油口的个数，内部沉割槽的个数和外部油口相对应的连通，特别是“L”油口的作用。5）、把阀体和阀芯相配合，分析阀芯在不同位置时的油路通道。6）、按相反顺序装复。3、思考题1）、画出各阀的职能符号。2）、分析二位四通手动阀、液动换向阀、转阀在结构上的异同。3）、分析行程阀、电磁换向阀“L”油口的结构。（三）压力控制阀的拆装压力控制阀都是利用油液压力对阀芯产生推力，此推力与弹簧力平衡，使阀芯位于不同的位置上，从而控制阀口开度，实现压力控制。1、实验目的了解先导式溢流阀、减压阀的工作原理、结构和功用。2、实验步骤1）、拆下先导阀体上的四个螺钉，分开主阀和先导阀。2）、拧下主阀底部的螺母，取出弹簧和阀芯。3）、观察主阀体，分析溢流阀、减压阀P1、P2油口的位置和泄漏口的结构。4）、观察溢流阀、减压阀主阀芯结构，分析上下阻尼孔直径的大小，径向孔，阀芯上的三角小槽的作用。5）、松开先导阀上的紧定螺钉，卸下调压螺母和锁紧螺母。6）、取下锥阀及弹簧，分析该弹簧与主阀弹簧的区别。7）、结合课本上的剖面图，弄懂先导阀的结构。8）、结合课本和实物，分析溢流阀、减压阀的工作原理。9）、按相反顺序装复。3、思考题1）、何处是溢流阀、减压阀的调压部分，如何调压？2）、“先导式”是什么意思？3）、分析主阀芯的上、下阻尼孔的作用。4）、分析主阀芯弹簧和先导阀弹簧的作用，他们能互换吗？5）、减压阀的泄漏口为何单设？6）、分析减压阀与先导式溢流阀的异同。（四）流量控制阀的拆装流量控制阀是通过改变节流口通流面积的大小或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制。1、实验目的了解节流阀和调速阀的工作原理，结构及功用，弄清其调节方式，节流口形式及主要优缺点。2、实验步骤1）、先观察各阀的外部结构，弄清每个油口的作用，然后拆下外部螺钉。2）、取出阀芯，观察节流口的形状，分析其优缺点。3）、分析弹簧的作用及调节方式。4）、分析调速阀的定差减压阀的阀芯的结构和作用。5）、按相反顺序装复。3、思考题1）、节流阀采用何种形式的节流口？这种节流口形式有何优缺点？2）、调速阀是由哪两种阀组成的？3）、为什么调速阀比节流阀的调速性能好？实验四液压基本回路的组接掌握一定数量液压基本回路是本课程的基本要求之一。任何液压系统不外是由一些基本回路组成的，熟悉并掌握其组成、工作原理和性能，对于今后分析和设计液压系统会有很大的帮助。一、实验目的1、熟悉常用液压元件的结构、性能及用途。2、学习正确组接液压系统基本回路。3、正确分析各种基本回路的工作原理、特点和使用场合。二、实验装置YZ-1型液压传动综合教学实验装置、YY-18型透明液压传动演示系统三、实验内容及方案常用基本回路1、方向控制回路（1）用手动换向阀的换向回路。（2）用“0”型机能换向阀的闭锁回路。（3）用液控单向阀的闭锁回路。2、压力控制回路（1）压力调定回路（2）二级压力控制回路（3）用减压阀的减压回路（4）用换向阀的卸载回路3、速度控制回路（1）调速回路a、进油节流调速回路b、回油节流调速回路(2)速度换接回路a、流量阀短接的速度换接回路。b、二次进给回路。4、顺序动作回路（1）用压力控制的顺序动作回路a、用顺序阀的顺序动作回路b、用压力继电器的顺序动作回路（2）用行程控制的顺序动作回路a、用行程开关的顺序动作回路b、用行程换向阀的顺序动作回路四、实验步骤1.从方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路和顺序动作回路中各选择2—3种回路，分折其工作原理，绘出所要组接回路的液压系统图。2.按照实验回路图的要求，取出所要用的液压元件，检查型号是否正确。3.将检查完毕性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。通过块换接头和液压软管按回路要求连接4.调试回路，观察并分析此组接回路的工作过程及原理。说明：除对上述四大基本功能常用液压控制回路进行搭接实验外，学生还可自行设计、组合并搭接回路。五、思考题1、绘出所组接的四种液压基本回路的液压系统原理图，并分析其工作原理。实验五、典型液压系统回路设计一、实验目的：1、掌握完整的液压传动系统原理图设计。2、掌握回路的组成、搭接、工作原理。3、了解PLC控制二、实验装置YZ-1型液压传动综合教学实验装置。三、实验内容1、设计一液压系统能满足液压缸实现快进—第一次工进—第二次工进—死挡铁停留—快退—原位停止。系统