白城师院液压实验指导书(修)

1、实验一、雷诺实验一、实验目的（1）观察液体流层、紊流（湍流）两种流动型态及层流时管中流速分布情况，以建立感性认识；（2）加深理解层流、紊流、雷诺数的概念。确立“层流和湍流与Re 之间有一定联系”的概念；（3）熟悉雷诺数的测定与计算。做出下临界值2320。二、实验原理雷诺数是流体力学里面的一个参数粘性流体流动状态的无因次数(即无量纲参数)群，其表达式：ReLu/式中u为流体流动速度；L为流场的几何特征尺寸（如管道的直径）；u为流速；为流体的密度；为流体的动力粘度。雷诺数是流体流动中惯性力与粘性力比值的量度：1883年，英国物理学家O.雷诺观察了圆管内的流动状态,首先提出:由层流向湍流的过渡取决于

2、比值dup/（d为管子内径）。这个比值即雷诺数 Re。流态转变时的Re值称为临界雷诺数。实验（见层流）表明：对于圆管内的流动，当Re2300时，流动总是层流；Re4000时，流动一般为湍流；其间为过渡区，流动可能是层流，也可能是湍流，取决于外界条件。对于平行流体流过光滑平板的情况，边界层由层流转变为湍流的临界雷诺数约在1053×106之间。实际流体有截然不同的两种流动型态存在：层流（滞流）和紊流（湍流）。层流时，流体质点作直线运动且互相平行。湍流时，流体质点紊乱地向各个方向作无规则运动，但对流体主体仍可看作向某一规则方向流动。实验中我们可以看到，当管中流速较小时，从细管中引到水流中心

3、处的墨水成一条线，说明流体质点有规律的沿管轴作直线运动，此时流体流动型态为流层；当流速逐渐增大时，将发现墨水线开始波动，此时为过渡流（并非一种流型）；当流速增大道到一定数值时，波动的墨水线消失，墨水线一经流出随即散开与水完全混合到一起，说明此时流体质点紊乱地向各个方向作不规则运动，但主流体仍向一规定方向流动，此时流动型态为湍流。实验证明流体的流动特性取决于流体流动的流速，导管的几何尺寸，流体的性质（粘度、密度），各物理参数对流体流动的影响由Re 的数值决定。即Re = ud/v = du/式中 u流速（m/s）d导管直径（m）流体密度（kg/m3）1-高位墨水瓶；2-进水稳流装置；3-溢流箱；

4、4-溢流管；5-高位水槽；6-量筒；7-排水管；8-转子流量计；9-玻璃管。流体动力粘度（kg/s·m 即Pa·s） 水的=0.001Pa·s（1.01×10-3Pa·s，v1.01×10-6m/s）实验证明： Re2000 时为层流；Re=2000 时为层流临界值；Re4000 时为湍流；Re=4000 时为湍流临界值；三、实验流程实验流程图如图2-1 所示。自来水由调节阀A 送入高位槽中，缓冲器2 用来消除进水带来的干扰，高位水槽的水位由溢流箱3 保持其恒定，在水槽下面接一垂直玻璃管，其水量由C 阀调节；其流量由转子流量计测出，在

5、水槽上部放一墨水瓶1，在垂直管入口处插入一根与墨水瓶相通的墨水注入针，墨水的流量可由阀门B 调节。四、实验步骤（1）熟悉实验装置及流程（2）开阀门B 放一团墨水（2cm-3cm），再关B 阀，略微开启C 阀，使管中的水在很低的流速下流动，观察墨水顶端形状。（3）开阀A 向高位槽供水，并调节阀A 保持有少量水溢流。（4）微开启阀B 调节阀C 的开度，观察墨水现在管中出现的不同现象。（5）记录层流，湍流时转子流量计的读数。（6）流量由小到大，观察墨水线由直线转变为波动时转子流量计的读数，再使流量由大到小，观察墨水线条由波动转为直线时的转子流量计的读数，如此重复测定，即可测出本实验装置层流临界值。（

6、7）关阀B，再关阀C，后关阀A。五、注意事项（1）溢流量不要太大，液面波动严重时会影响测试结果；（2）B 阀墨水量不应过大，否则既浪费又影响试验结果；（3）读取流量计读数应待C 阀调节完稍后再读；（4）轻开轻关各阀门。雷诺实验数据表层流 至 临界紊流 至 临界A =A =B =B =H =H =t =t =V =V =Q =Q =u =u =d =d = = = = 0.001Pa·s = 0.001Pa·sRe = du/Re = du/Recr =备注：实验二 伯努力方程、流量连续性方程实验 一、实验目的（1）了解伯努力方程仪的使用。（2）观测流动流体阻力的表现。 （3

7、）观测流动流体中各种能量间相互转化的关系和规律，加深对,伯努力方程的理解。（4）了解在不同的情况下，流动流体的流速与通流截面的关系（选作）。二、实验原理流量连续性方程流量连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。 液体在不等截面管内作恒定流动，任取1、2两个通流截面，设其面积分别为A1和A2，两个截面中液体的平均流速和密度分别为1、1和2、2，根据质量守恒定律，在单位时间内流过两个截面的液体质量相等，即 不考虑液体的压缩性，有1=2,则得 或写为 Q=A=常量液流的流量连续性方程，它说明恒定流动中流过各截面的不可压缩流体的流量是常量。而流速和通流截面的面积成反比。伯努利方程（1）流体

8、在流动中具有三种能，即位能、动能、静压能，这三种能量是可以相互转换的，当管路条件改变时（如为位置，高低，管径，大小），它们便发生能量转化；（2）对于理想流体，因为不存在因摩擦而产生的机械能损失，因此，在同一管路中的任何两个截面上的三种能尽管彼此不一定相等，但各个个截面上的这三种能的总和是相等的；（3）对于实际流体，在流动过程中有一部分机械能因摩擦和碰撞而损失，因此个截面上的能量总和是不相等的，两者的差就是流体在这两截面之间因摩擦和湍动转化为热能的机械能，即损失能量；（4）能量的计算：流体的总能量为 mg z + pv + m u2/2 以单位重量（1N）流体为衡算基准，无外功加入时，伯努利方程

9、的表达形式为：z 1 + p1/g+ u12/2g= z 2+ p2/g+ u22 /2g+ H f (J / N 或m流体柱)单位重量（1N）流体所具有的能量称为压头（m）式中 z-位压头（m 流体柱）；p/g-静压头（m 流体柱）；u2/2g-动压头（m 流体柱）。图1-1 伯努利方程式实验装置组成三、实验设备及流程1实验装置流程如图1-1 所示，实验设备由玻璃（实验）管、测压管、活动测压头、恒压水箱、计量水箱、循环水泵等组成。供水箱中的水通过循环水泵江水送到恒压水箱，并由溢流口保持一定水位，然后流经玻璃管中的各测点，再经过计量水箱出口阀流回供水箱，由此利用循环水在管路中流动，观察流体流动

10、时发生能量转换及产生及能量损失。玻璃（实验）管分成四段，由大小不同的两种规格（直径d1=26mm,d2=14.2mm）玻璃管组成。上有四个观测点，通过四对测压口（开口）分别和四对测压管相连。每对测压口各有一只径向测压口和一支轴向测压口。可分别用于测量动、静压头。当测压管上的测压口与水流方向垂直（径向测压口）时，测压管内液位高度（从测压管中心线算起）即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小，即p=gh；当测压口为正对水流方向（轴向测压口）时，测压管内液位上升，所增加的液位高度即为测压孔处流体的动压头，它反映出该点水流动能的大小，这时测压管内液位高度（全压）为静压头+动压头。液体的位压头由测压孔到

11、基准的高度决定。本实验装置中，以测压装置中标尺的零点处为基准面，那么，测压管内“全压头”液位高度在标尺上的读数为：静压头+动压头+位压头，任意两截面上，位压头、静压头、动压头三者总和之差为损失压头，表示流体流经截面之间的损失压头（即机械能损失）。四、实验步骤（1）验证静压力原理：实验前观察了解实验装置，（循环泵的开、关，溢流管控制高位槽液面，用实验阀 调节流量，检查、观察测压口，以及测压管标尺，等）。开动循环水泵，观察是否有泄漏，观察注意高位槽中液面是否稳定，并记录液面高度。（2）观察玻璃管中有无气泡，若有气泡，可先开循环水泵，再开大出口阀让水流带出气泡，也可用拇指按住管的出口，然后突然放开，

12、如此按数次使水流带出气泡，也可拧松活动测压头密封的压盖，以便放出测压点处的气泡，保证后期实验数据的准确性。（3）打开实验阀，待高位槽中的液面稳定，开始计时，同时观察记录四对测压管液面高度（可获得轴向测压口和径向测压口，两组数据），记录计时内流入水箱的体积，并测量、记录其它数据。五、数据整理、计算，填数据表。六、数据分析。画出测压管水头线。七、实验结论。 实 验 数 据 表 测 点测次压头mm流速m/s3参数计算全压u1=（2 g p1）1/2 静压A1=d12 /4=动压p1 A= B= t1= h1= d1=14.2mm位压V1=A×B×h1=点流速u1Q1=V1/t1=

13、均流速U1U1=Q1/A1全压静压动压p2位压点流速u2均流速U2全压静压动压p3位压点流速u3均流速U3全压静压动压p4位压点流速u4均流速U4说明：（1）计量水箱：规格 长A×宽B （mm），测水时间t （S），测水高度h（mm）； （2）实验管直径d（mm）实验三、测定液体粘度实验一、实验目的1、通过液体粘度的测定，理解粘度是实际流体的一个重要物理性质。2、观察液体粘度随温度的变化。3、掌握液体粘度的测定方法。二、实验工具1、超级恒温器2、水银温度计3、双金属温度计三、实验仪器说明图示为DNJ-79型旋转式粘度计的测量组件。外圆筒固定在保温层内壁上，外圆筒与保温层间通有恒温水，

14、使待测粘度的液体稳定在某一温度上，内外圆筒的间隙中充以待测量粘度的液体，内筒内挂在支架上的微型同步电动机的转轴带动旋转。由于内筒在被测液体中旋转受到粘滞阻力的作用，产生反作用而使电动机壳体偏转某一角度。四、基本原理实际流体运动时呈现出粘性，该粘性指的是，当流体微团和筒发生相对滑移时产生切向阻力的性质，旋转式粘度计量基于牛顿内摩擦定律来测定液体粘度的。当在粘度计两个不同直径的同心圆筒的环形间隙中充以待测液体，外圆筒固定不动，半径为R的内圆筒以角速度旋转，因为和尚小，液体在其间隙内的运动可以看作平板间的层流，内筒外壁上液体的速度 式中n为内圆筒转速液体因粘性产生的切向应力为 由此对内筒轴心产生的摩

15、擦力矩为 ； 式中H为圆筒长度从上式可知，除摩擦力矩M随粘度变化外，其余各项都是已知的。因此，只要测出M就可以算出。对DNJ-79型旋转式粘度计而言，摩擦力矩的传递是通过仪器本身的转移机构使指针摆动的，并在经过校正的刻度盘上指示出粘度的数值。该刻度读数乘上内筒因子就表示动力粘度的数值。刻度盘上的一小格代表一厘泊（CP）即1厘泊=g/cms=kg/ms五、实验步骤1、粘度计为精密仪器，使用前应熟悉有关使用说明2、将联轴器（左旋滚花螺帽）拧紧在电动机轴的端部（拧紧、卸下时，不宜用力过大，并使用专用细杆，以防内部零件受损）3、接通电源。当电动机空载旋转时用调零螺丝将指针调到刻度的零点，调好零点后切断

16、电源。4、把恒温器的水泵进出水喷同测试容器的进出口管喷连好，调好水温。5、将15ml的液体小心地注入外筒内，直到液面达到锥形面下部边缘，将内筒浸没液体内，然后将测试容器轻轻的放在仪器托架上，再将内筒悬挂在联轴器的钩上。 6、起动电动机，内筒从开始晃动直到对准中心止，为加速对准中心可前后左右微量移动在托架山的测试容器，当指针稳定后，这时即可读数。7、改变恒温水的温度，继续测量几个不同温度下的液体粘度。8、测试结束，切断粘度计及恒温器电源。六、记录数据七、实验报告1、整理记录数据，列表、绘出关系曲线。2、在旋转式粘度计中，为什么说当测量的值稳定了，水温实际上就是待测粘度液体的温度？3、对所测得的粘

17、度数据进行分析。实验四、动量方程实验一、实验目的1、测定水射流对平板的冲击力，验证恒定流动量方程并测定射流的动量修正系数。2、掌握实验的工作原理及动量的测定方法。二、实验装置工作原理：自循环供水装置由离心式水泵和蓄水箱组成。水泵的开启、流量的大小的调节可由带开关的流量调节器控制。水流经供水管供给恒压水箱，溢流水经回水管流回蓄水箱。工作水流经管喷形成水射流冲击到带活塞的翼轮式射流冲击平板上，并以与入射角成90度的方向离开冲击平板。带活塞的平板在水射流动量力和测压管中的水柱压力作用下处于平衡状态。测压管带有标尺，测知平衡状态下水柱高度值，便可得到作用在活塞上的水压力P，即水射流的动量力F。冲击后的

18、水经集水箱汇集后，再经上回水管流出，出口处用重量法测定流量，回水最后经接水器和下回水管流回蓄水箱。为了自动调节测压管内的水位以使带活塞的平板受力平衡以及减小摩擦阻力对活塞的作用，考虑在活塞中设有一细导水管a,一端开口在平板的中心处，另一端伸出活塞头部，出口方向与轴向垂直。在平板上设有翼片b，在活塞套上开有窄槽c。工作时，在射流冲击力作用下，水流经导水管向测压管内进水，当射流冲击力大与测压管内水柱对活塞的压力时，活塞内移，封闭窄槽，使测压管内水位升高，水压力增大。反之，活塞外移，窄槽打开，水流外溢，测管内水位降低，水压力减小，在恒定射流冲击下，经短时段的自动调整，即可达到射流冲击力和水压力相等的

19、平衡状态。这时活塞处在半进半出，窄槽部分开启的位置上，经导水管流进测压管的水量和过窄槽外溢的水量相等。由于平板上设有翼片，在水流冲击下，平板带动活塞旋转，因此克服了活塞在沿轴向滑移时的静摩擦力，实验表明，设置翼片后，活塞滑移的摩擦阻力可减小到低于1mm水柱对活塞的作用力，即为动量力的5%以下。三、实验原理恒定总流动量方程为：以带活塞的平板为受力体，在x方向上的动量方程式为：式中：射流动量系数水的密度Q 射流流量射流速度水的重度h作用在活塞圆心处的水住高度D活塞的直径实验中，在平衡状态下，只要测量Q、h值，由给定的管喷直径d和活塞直径D，便可验证动量方程并率定射流的动量修正系数值。四、实验方法与

20、步骤1、检查自循环系统供水箱水位为正常状态，记录有关常数。2、开启水泵，水泵启动2-3分钟后，短暂关闭2-3秒种，利用回水排除离心式水泵内滞留的空气。3、待恒压水箱满顶溢流后，松开测压管固定螺丝，调整方位，要求测压管垂直，螺丝对准十字中心，使活塞转动自如，然后旋转螺丝固定之。4、当测压管内液面稳定后，记下测压管内液面的标尺读数，即h值。5、利用重量时间法，在上回水管的出口处用量筒盛水，测量时间15秒左右。6、改变水头重复实验，其方法是逐次打开不同高度上的溢水孔盖，调节调速器，使溢量适中，待水头稳定后，按4-5步骤重复进行实验。五、实验结果及要求1、记录有关常数管喷内径d=1.190cm，活塞直

21、径D=1.986cm2、编制实验参数记录，计算表格，并填入实验数据。3、取某一流量，绘出脱离体图，阐明分析计算的过程六、实验思考你对实验有何探索和见解，现提供若干问题，请你给予解释。1、带翼片的平板在射流作用下获得动量矩，这对射流冲击平板沿X方向的受力分析有无影响？为什么？2、通过细导水管的分流，其出流角度与V2相同，试问对以上受力分析有无影响？3、滑动摩擦力Fx为什么可以忽略不计？试用实验来分式验证Fx的大小，记录观察结果。4、实验中注意观察V2是否为0，若不为0，将会对实验结果带来什么影响？实验五、 沿程阻力系数测定实验一、实验目的1、加深了解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律。

22、理解沿程阻力及阻力系数的概念。2、掌握管道沿程阻力系数的量测技术。验证层流时不同的Re时的沿程阻力系数3、将测得的-关系值与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验结果分析能力。二、实验设备1、自动水泵与稳压器西循环高压恒定全自动供水器1由离心泵、自动压力开关、气水压力罐式稳压器等组成。压力超高时能自动停机，过低时能自动开机。为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。2、旁通管与旁通阀由于本实验装置所采用水泵的特性，在供小流量有可能时开时停，从而造成供水压力的较大波动。为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁路管，

23、通过分流可使水泵持续稳定运行。旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀，实验流量随旁通阀开度减小（分流量减小）而增大。实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一。3、水封面为了简化排气，并防止实验中进气，在测点与压力传感器之间装有水封器，并由连通管连接。水封器由2只充水（不满顶）的密封立筒构成。4、电测仪由压力传感器和主机两部分组成。以由连通管将其接入测点，图2。压差读数（以厘米水柱为单位）通过主机显示。三、实验步骤1、检查蓄水箱，水位是否够高，否则予以补水。2、全开阀12，打开供水阀11，接通电源，水泵自动开启供水。3、关闭旁通阀12，全开供水阀11和出水阀10，对实验管道充水排

24、气。4、关闭阀10/开启阀12/松开（水压差计连通管）止水夹/开启阀11（待测管升至一定高度，再按下列步序适当降低，以保证有足够的量程）/旋开倒U型管旋钮F1/全开阀11/待倒U型管齐水位降至测尺标值10CM左右拧紧F1，这样，水差压计调好待用。5、关闭阀10/开启阀11/打开排气旋钮F4、F5/待旋孔溢水再拧紧，表示压力传感器及其连通管充水排气调好。6、关闭阀10/全开阀11/检查水压差计两测管中水位平否？若水位相平，则整个量测系统调通，否则按上述步骤重新排气。7、实验量测（1）调节流量实验可按流量由小到大依次进行：微开阀10（阀12已全开），使流量逐次增大，其增量，在流量较小时，用水压差计

25、水柱差h控制，每次增量可取h=46mm（初次小些）。大流量通过渐关旁通阀，调大压差量测改用电测，相应取h=o.4m和2.0m。注意：当换用电测时，务必夹紧水压差计连通管。流量每调一次，均需稳定23分钟，流量愈小，稳定时间愈长。每次测流时段不少于810秒（流量大可短些）要求变更流量不少于10次。（2）依次测定总压计测管及电测仪读数、相应流量和水温。（3）关闭阀10，检查h=0与否，否则表明水压差计已进气，需重做实验。最后关闭阀11，切断电源。四、基本原理及计算公式由达西公式得另由能量方程对水平等直径圆管可得式中： d 圆管直径L 量测段长度量测段沿程水头损失Q 体积流量cm3/s由求得。五、试验

26、结果及要求1、有关常数圆管直径 d=0.685cm。量测段长度L=85。水温t=2、整理记录，计算表见表13、绘图分析绘制曲线，并确定指数关系值M的大小。在厘米纸上（12×12cm）以为横坐标，以为纵坐标，点绘所测的曲线，根据具体情况连成一段或几段直线。求厘米纸直线的斜率。将从图上求得的M值与已知各流区的m值（即层流m=1，光滑管流区m=1.75，粗糙管紊流m=2.0 ，紊流过渡区1.75<m<2.0）进行比较，确定流区。六、实验分析与讨论1、为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影响实验结果？2、本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。实验

27、六 局部阻力系数测定实验一、实验目的1、理解局部阻力及阻力系数的概念。测定液体经过局部结构时弯头，突然缩小，突然扩大，阀门等局部障碍时阻力系数值。2、观察分析，掌握局部障碍物前后管道中液体之压力变化的规律。验证弯头局部阻力。实验内容：1、做出不同Re沿程阻力系数2、画出Re曲线验证伯努力方程; 仪器与材料：专用实验装置。二、实验设备与工具1、实验设备2、实验所需工具测量流量的水位测针。三、实验步骤1、开启水泵，并调节其流量使水箱水位经常保持在某一高度。2、开启阀门A至开度分别为、及全开，测量管道内的流量。3、记录所有测压管水位之读数。4、全开阀门A，关小阀门B至开度为，测其流量，记录阀门B组测

28、压管中水位之读数。四、基本原理及计算公式流体经过局部障碍物（如弯头、缩小、扩大等）时，受到一种障碍流动的力，该力消耗了流体的能量，也即流体在流过局部障碍物时会有部分的能量消耗在流体产生的旋涡，及速度分布改组，而局部能量损失的大小与局部障碍物有关，不同的局部障碍物，有不同的能量损失。而本实验就是测定不同类型局部障碍物的局部阻力系数，若管道为等直径，则其基本计算公式为：式中：局部能量损失可由障碍物前后两根测压管水位差求得。V为局部障碍物之后的平均流速可根据连续性方程求得，若管道为不等直径，则计算公式为：式中：、分别为局部阻力前的压力和流速：、分别为局部阻力后的压力和流速。已知：d1=40mm,d2

29、=80mm。五、作业1、求出阀门B。突然扩大、缩小、弯头的系数值。2、将局部障碍物前后的压力分布作一分析。实验七 液压元件认识实验一、实验目的（1）观察了解液压元件的外观、型号、基本构造及功用。（2）为后期实验奠定感性基础。二、实验原理各类元件因用途，功能不同，同类元件亦有构造，性能，参数等不同。通过本实验予以了解。使学生对各种液压元件的了解由理论认识上升为感性认识。三、实验步骤 由指导教师总体介绍KY-18液压实验台及相关元件。学生直接观察各种液压元件。每个学生重点选出10种元件（由教师推荐或学生自选），研究其构造原理。绘制所选10种元件的图形符号。撰写实验报告。四、实验器材KY-18液压实

30、验台及元件。（2）各种液压元件。 五、注意事项（1）生产用元件允许拆卸，用后一定要完整装配。（2）实验台用元件不许拆卸，并注意防止率碰损坏。（3）实验台用元件用完后按原箱放好。实验八、气动元件认识实验一、实验目的（1）观察了解气动元件的外形，基本构造，工作原理。（2）为后期实验奠定感性基础。二、实验原理各类元件因用途，功能不同，同类元件亦有构造，性能，参数等不同。通过本实验予以了解。使学生对各种气动元件的了解由理论认识上升为感性认识。三、实验步骤 由指导教师总体介绍KY-2005气动实验台及相关元件。学生直接观察各种液压元件。每个学生重点选出10种元件（由教师推荐或学生自选），研究其构造原理。

31、绘制所选10种元件的图形符号。撰写实验报告。四、实验器材KY-2005气动实验台及元件。（2）各种气动元件。 五、注意事项（1）生产用元件允许拆卸，用后一定要完整装配。（2）实验台用元件不许拆卸，并注意防止率碰损坏。（3）实验台用元件用完后按原箱放好。实验九 液压泵拆装与结构分析实验 一、实验目的熟悉各种实验工具的名称、作用；学会合理地使用不同的实验工具；通过实验体验不同工具的使用效果。1.了解各齿轮泵、叶片泵的结构及主要特点。2.深刻理解齿轮泵、叶片泵的工作原理。3以泵为实例，尝试用徒手绘制机械部件的3维分解装配图（爆炸图）。二、实验内容1.齿轮泵的拆装2.叶片泵的拆装三、实验原理液压泵是一

32、种能量转换装置，它把机械能转化成压力能，依靠液压泵的密闭工作容积的变化工作的，故又称为容积式液压泵，具有以下两个特点：1.必须具有一个或若干个作周期变化的密封工作容积；2.必须具备相应的配油装置。在拆装过程中，注意观察液压泵的工作原理和组成，明白各部件的结构和作用。四、实验设备（规格、型号）212毫米内六角扳手 一套紫铜锤（棒）一把钳工锤 一把250毫米十字、一字螺丝刀各一把150毫米内、外挡圈钳 一套YB-10 叶片泵、CB-10齿轮泵各一件实验工作台 一张五、实验方法与步骤：1.齿轮泵：1.1外啮合齿轮泵的工作原理与组成：1.2外啮合齿轮泵的结构特点：1.2.1困油现象：困油现象的产生原因

33、：齿轮啮合系数>1，造成两对轮齿同时啮合的情况，形成困油区，转动过程中，容积发生变化。困油现象的危害：当困油区的容积变小时，其中的油液受到挤压，压力急剧升高，使轴承受到很大的附加载荷，降低轴承的寿命，产生功率损失，使油温升高；当困油区的容积变大时，如不能补油，困油区形成局部真空，溶于油液中的空气析出而产生气泡，气泡进入液压系统，引起振动和噪声。困油现象的解决办法：由于困油现象是困油区的容积发生变化时，油液无法排出和吸入所引起的，所以解决的办法是在前后端盖上开两个“困油卸荷槽”。1.2.2齿轮泵的径向不平衡力：齿轮泵工作时，排油腔的压力大于吸油腔的压力，所以造成泵内齿轮的所受的压力是不平衡

34、的。轴承受该压力的作用，会降低使用寿命。1.2.3齿轮泵的泄漏：齿轮泵在三个位置存在泄漏。泄漏量最大的是端面间隙，占总泄漏量的3/4以上，并且磨损后不能补偿，造成容积效率减小。1.3高压齿轮泵的结构特点：轴向间隙补偿的结构：A浮动轴套、b弹性侧板。径向间隙补偿的结构。1.4内啮合齿轮泵的工作原理与结构特点： 两个齿轮齿数不同，相差为一，并且偏心安装。结构紧凑、体积小、运动平稳，高压、低速时容积效率低。1.5齿轮泵的优缺点及其应用。结构简单，具有良好的自吸能力，对油液污染不敏感，耐冲击性负荷。零部件磨损后不宜修复，零件组装是选配，互换性差。齿轮泵的旋转方向固定，所以吸油口、排油口不能互换，使用时

35、要特别注意。2.叶片泵：2.1单作用叶片泵：2.1.1工作原理与组成：2.1.2结构特点：a.定子与转子存在偏心；b.偏心和变量的调整；c.叶片在吸油和压油区的受力；d.叶片槽的倾角；e.定子、转子的受力。2.2双作用叶片泵：2.2.1工作原理与组成：2.2.2结构特点：a.定子与转子同心，定子内曲线的组成；b.叶片在吸油区和压油区的受力；c.叶片槽的倾角；d.配油盘的结构；e.定子、转子的受力。2.3叶片泵的优缺点及应用：2.3.1为使叶片泵可靠的吸油，转速必须在5001500r/min的范围，太低时，叶片不能压紧定子实现吸油，过高时，造成泵的吸空现象。2.3.2油液的粘度要在合适的范围（2

36、.5。E505。E50）。2.3.3叶片泵对油液污染很敏感。2.3.4因叶片有安装倾角，所以叶片泵的转向固定。3.柱塞泵：柱塞泵是依靠柱塞在缸孔中往复运动形成密封工作容积的变化实现工作。按结构形式分为：轴向柱塞泵（斜盘式、斜轴式）、径向柱塞泵。拆装实习主要以斜盘式轴向柱塞泵为例。3.1轴向柱塞泵的工作原理与组成：3.2结构特点：3.2.1高速相对运动副采用静压轴承结构：滑靴与斜盘、缸体与配油盘相对滑动摩擦副都是高速相对运动摩擦副，为防止相对滑动面因摩擦发热而损坏，采用静压轴承结构。在相对滑动表面强制形成牢固的油膜，将金属面分开，是相对滑动面得到充分的润滑和冷却。3.2.2配油盘：阻尼孔、盲孔的

37、作用：减小液压冲击、起着润滑和缓冲作用，防止干摩擦。3.2.3柱塞：柱塞与滑靴采用球铰连接、外表面车有均压槽。3.2.4变量机构：a.变量结构的组成：变量活塞、斜盘。b.变量形式：手动变量、伺服变量、压力补偿变量、恒压变量、定量等多种形式。拆装时，主要以手动、伺服、压力补偿变量形式为主。3.2.5中心定位弹簧与回程盘的结构特点与工作原理：3.3径向柱塞泵工作原理与结构特点。3.4柱塞泵的优缺点及其应用：3.4.1工作压力高，因为柱塞与孔易加工，尺寸及表面质量可以达到很高的精度，所以配合精度高，泄漏少。容积效率高。工作压力一般为2040MPa，最高可达到100 MPa。3.4.2流量范围大。3.

38、4.3变量形式多，改变柱塞行程，即可改变泵的流量。3.4.4柱塞泵的主要零部件均受压，材料强度可以充分利用，寿命长，单位功率重量小。3.4.5由于柱塞泵具有上述特点，经常用于高压、大流量的情况。六、实验记录及数据处理（作为实验报告的一部分）用适当的方式记录各零件间的关系（照相、录像）徒手绘制齿轮泵或叶片泵的爆炸图一张七、思考题1. 泵的“闭死容积”和“困油现象”指的是什么？ 如何消除。2.如何辨别泵的进油口和出油口？3. 齿轮泵泵体中片上的浅环槽有什么作用？4.双作用叶片泵的配流结构工作原理如何？5.举例说明液压泵的密封工作腔是如何的组成？6.分析双作用叶片泵的配油盘上由于压油腔相通的环形槽的

39、作用？7.分析齿轮泵两端面上的铣槽b起什么作用？8.单作用叶片泵与双作用叶片泵在结构上有何主要区别？9.分析轴向柱塞泵中，滑靴与斜盘如何实现静压轴承？10.分析比较三类液压泵的优缺点。八、实验报告内容1. 在定量轴向柱塞油泵、单作用叶片泵（变量）、齿轮油泵和双作用叶片泵中选一种，叙述其主要结构及工作原理；回答相关思考题内容。2. 叙述拆装的循序；3. 拆装中主要使用的工具；4. 拆装过程的感受。实验十 液压泵的性能实验一、 实验目的：了解液压泵的主要性能，并学会小功率液压泵的测试方法。二、实验内容：测试一种液压泵（齿轮泵或叶片泵）的下列特性：1、液压泵的压力脉动值；2、液压泵的流量压力特性；3

40、、液压泵的容积效率压力特性；4、液压泵的总效率压力特性。液压泵的主要性能包括：额定压力、额定流量、容积效率、总效率、压力脉动值、噪声、寿命、温升和振动等项。其中以前几项为最重要，泵的测试主要是检查这几项。如下表为单级定量叶片液压泵的主要技术性能指标，供学生参考。表. 单级定量叶片液压泵的主要技术性能项目名称额定压力(kgf/cm2)公称排量(ml/r)容积效率()总效率()压力脉动值(kgf/cm2)单级定量叶片泵63108065±2168878253290804012592819382 三、实验方法：液压泵由原动机械输入机械能（M，n）而将液压能（P，Q）输出，送给液压系

41、统的执行机构。由于泵内有摩擦损失（其值用机械效率机表示），容积损失（泄漏）（其值用容积效率容表示）和液压损失（其值用液压损失液表示，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，总效率为：；要直接测定机比较困难，一般测出容和总，然后算出机。如图.为QCS003B型液压实验台测试液压泵的液压系统原理图。图中8为被试泵，它的进油口装有线隙式滤油器22，出油口并联有溢流阀9和压力表P6。被试泵输出的油液经节流阀10和椭圆齿轮流量计20流回油箱。用节流阀10对被试泵加载。图. 液压泵的特性实验液压系统原理图1、液压泵的压力脉动值：把被试泵的压力调到额定压力，观察记录其脉动值，看是否超过规

42、定值。测时压力表P6不能加接阻尼器。2、液压泵的流量压力特性（QP）：通过测定被试泵在不同工作压力下的实际流量，得出它的流量压力特性曲线Qf(P)。调节节流阀10即得到被试泵的不同压力，可通过P6观测。不同压力下的流量用椭圆齿轮流量计和秒表确定。压力调节范围从零开始（此时对应的流量为空载流量）到被试泵额定压力的1.1倍为宜。3、液压泵的容积效率压力特性（PVP）：，在实际生产中，泵的理论流量一般不用液压泵设计时的几何参数和运动参数计算，通常以空载流量代替理论流量。本实验中应在节流阀10的通流截面积为最大的情况下测出泵的空载流量。，即。4、液压泵总效率压力特性（PP）：，即，(KW)。式中P泵的

43、工作压力（kgf/cm2）；Q泵的实际流量（l/min）；(KW)；式中Mp泵的实际输入扭矩（kgf·m）； n泵的转速（rpm）。液压泵的输入功率用电功率表19测出。功率表所指示的数值N表为电动机的输入功率。再根据该电动机的效率曲线，查出功率为N表时的电动机效率电，则液压泵总效率：。四、实验步骤：1、将电磁阀12的控制旋钮置于“0”位，使电磁阀12处于中位，电磁阀11的控制旋钮置于“0”位，阀11断电处于下位。全部打开节流阀10和溢流阀9，接通电源，让被试泵8空载运转几分钟，排除系统内的空气。2、关闭节流阀10，慢慢关小溢流阀9，将压力P调至70 kgf/cm2，然后用锁母将溢流阀

44、9锁住。3、逐渐开大节流阀10的通流截面，使系统压力P降至泵的额定压力63 kgf/cm2，观测被试泵的压力脉动值（做两次）。4、全部打开节流阀10，使被试泵的压力为零（或接近零），测出此时的流量，此即为空载流量。再逐渐关小节流阀10的通流截面，作为泵的不同负载，对应测出压力P、流量Q和电动机的输入功率N表。注意，节流阀每次调节后，须运转一、两分钟后，再测有关数据。压力P从压力表P6上直接读数；流量Q用秒表测量椭圆齿轮流量计指针旋转一周所需时间，根据公式tVQD=求出流量Q；电动机的输入功率N表从功率表19上直接读数（电动机效率曲线由实验室给出）；将上述所测数据填入试验记录表（见表12）。五、

45、实验记录与要求：1、填写液压泵技术性能指标；2、填写试验记录表（表12）；3、绘制液压泵工作特性曲线：用坐标纸绘制QP，PVP，PP三条曲线。4、分析实验结果。六、思考题：1、液压泵的工作压力大于额定压力时能否使用？为什么？2、从PP曲线中得到什么启发？（从泵的合理使用方面考虑）。3、在液压泵特性实验液压系统中，溢流阀9起什么作用？4、节流阀10为什么能够对被试泵加载？（可用流量公式进行分析）。实验十一 液压阀拆装实验一、实验目的：1.熟悉液压阀的工作原理；2.熟悉液压阀的结构特点；3.了解液压泵的拆装要点；二、原理与要求：在液压系统中，用来控制系统中的压力、流量、方向的元件总称为液压控制阀，

46、要求学生进一步了解各类阀的不同用途、控制方式和结构形式，以及连接方式及其性能特点。分别拆装典型的压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等。在拆装过程中，注意分析观察液压阀的工作原理和组成，明白各部件的结构特点和作用。二、实验内容：1.压力控制阀的工作原理、结构特点与优缺点；2.方向控制阀的工作原理、结构特点与优缺点；3.流量控制阀的工作原理、结构特点与优缺点；4.了解控制阀组成的基本液压回路。三、实验用的仪器设备：实习中需要液压可透视模型、各种液压控制阀、各种拆装工具、纱布等。四、实验方法与步骤：a.观察阀的外观特征，名牌。b.拆解阀，仔细观察结构，主要元件装配关系，分析工作原理，并作相关记录。C

47、.阀的组装，复原。d.写实验报告。具体内容如下：1.压力控制阀压力控制元件的作用是使系统实现调压、稳压、减压和安全操作，使执行元件顺序动作等。主要有溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。它们的共同点是利用液压力与弹簧力相平衡的原理工作。1.1溢流阀：当液压系统的压力达到或超过溢流阀调整压力时，系统油液经该阀溢出，防止系统过载，保障系统安全；或者经系统压力稳定在调定值。分为直动式、先导式两种。1.1.1直动式溢流阀：a.工作原理与结构特点;b.直动式溢流阀控制压力低，通过流量小；c.泄漏方式：内泄。1.1.2先导式溢流阀：a.工作原理与结构特点;b.阻尼孔的作用；c.远程调压口的作用；d.泄漏方

48、式：内泄；e.阀芯的结构：圆柱形的滑阀、锥阀。1.1.3溢流阀组成的压力控制回路：多级调压回路；远程调压回路。1.2顺序阀：利用液压系统的压力的变化控制回路的通或断，它串联在液压回路中，当系统压力达到或超过调定值时，阀口开启，油液通过，它在液压系统中主要用于控制执行元件动作。分为直动式和先导式。1.2.1工作原理与结构特点；1.2.2控制方式：内控、外控；1.2.3顺序阀组成的压力控制回路：顺序动作回路；平衡回路；卸荷回路等。1.3减压阀：它是将出口压力调节到低于进口压力的压力控制元件。它是液压系统的某一支路得到较供油压力低的稳定压力。可分为定值式减压阀、定差式减压阀。1.3.1工作原理与结构

49、特点（和溢流阀比较分析）；1.3.2泄漏方式：内泄； 1.3.3减压阀组成的压力控制回路：一级减压回路等。1.4压力继电器：它是将液压系统的压力信号转化成电信号的控制元件。它由液压部分和电器元件两部分组成，有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式。1.4.1工作原理与结构特点（以柱塞式、膜片式为例）；1.4.2压力继电器控制回路：系统高压、低压控制回路等。2.方向控制阀液压系统中执行元件的启动、停止或改变运动方向，是通过控制液流通断及改变流动方向实现的，这种控制元件称为方向控制阀。方向控制阀分类方法很多，主要有：按控制方式：可分为手控、机控、液控、电控等类型；按工作位数：可分为二位、三位、多位；按

50、通路数：可分为二通、三通、四通、五通等；按安装方式：可分为管式、板式、插装式、叠加式等。按阀芯和阀体的相对运动：滑阀（为主）、转阀等。2.1滑阀型换向阀：2.1.1阀的主体结构与工作原理：2.1.2控制方式：2.1.3工作位数、通路数：2.1.4三位四通滑阀的中位机能：阀芯在中间位置时的连通方式称为中位机能，不同的机能反映了滑阀的中位是对液压泵和执行元件不同的控制状态。常用机能有O、H、Y、P、K、M、J、C等。2.1.5方向控制回路：实现差动连接及转换回路等。2.2单向阀：用来控制液压系统的通与断，它只能让液流一个方向通过，发向不通，又称为止回阀。单向阀有球式单向阀、锥式单向阀。球式结构简单

51、，无导向，密封性差；锥式导向性好，密封好，但加工精度要求高。2.2.1普通单向阀：a.结构特点与工作原理：做单向阀时弹簧刚度较小，如果选用刚度较大的弹簧可作背压阀使用。b.单向阀的控制回路：2.2.2液控单向阀：a.结构特点与工作原理： b.带卸荷的液控单向阀：b.液控单向阀的控制回路：3.流量控制阀液压系统流量控制的目的是控制执行元件的运动速度。因此液压系统流量控制回路又常称为速度控制回路或调速回路。常用的速度控制回路有三类：a节流调速b容积调速c联合调速（容积节流调速）。流量控制阀是一种借助节流孔控制流量的元件。节流口的形式及特性：节流口的特性可以用q=k*A*pm 表示，结构形式有针阀式

52、、周向偏心槽式、轴向三角槽式、周向缝隙式、薄壁孔等形式，结构形式不同特性中m不同。 3.1节流阀：3.1.1结构特点：3.1.2节流阀的刚性：3.1.3节流阀的节流调速回路：进口节流、出口节流、旁路节流。3.2调速阀：3.2.1结构特点：它是由节流阀和压力补偿器（定差式减压阀）串联而成。压力补偿器的作用是能够根据负载变化自动调节，并保持节流阀进出口的压差p为常数。3.2.2工作原理：p=Fs/A=常数。3.2.3调速阀的节流调速回路：进口节流、出口节流、旁路节流。3.3溢流节流阀：3.3.1结构特点：它是由压差式溢流阀和节流阀并联而成。它有一个进口、两个出口，当溢流阀的阀芯作微小的移动时，弹簧

53、力变化很小，所以节流阀进出口的压差p稳定。3.3.2工作原理：p=Fk/A=常数。3.3.3溢流节流阀的节流调速回路：用溢流节流阀调速，液压泵的供油压力随着负载变化，系统功耗小、发热少。液压泵的全部流量全部流经该阀，阀芯运动时阻力较大。该阀适用于功率较大且对运动平稳性要求较高的液压系统。五、思考题：1.比较直动式溢流阀和先导式溢流阀的结构特点，分析其优缺点；2.分析调速阀与溢流节流阀的区别；3.分析三位四通换向阀的中位机能，举例说明三种机能的特点与作用；4.说明单向阀的阀芯的结构，各有何特点？5. 叙述YF型溢流阀的结构及工作原理；何为二级同心、何为三级同心？主阀阻尼孔在哪里？何作用？孔径值几何？六、实验报告的内容与要求：1.实验目的；2.实验仪器、材料、工具；3.原理概述（简述节流口的形式，并分析节流口特性及其影响因素）；4.实验内容（简述先导式溢流阀的工作原理）；5.数据记录表及处理（举例说明液压控制阀的应用（画出液压基本回路原理图，并分析回路的作用和控制）；6.实验结论及问题讨论（思考题任选其一）。实验十二 液压缸拆装实验一、实验目的：1、了解典型液压缸的结构组成、工作原理及液压缸分类、控制形式等。 2、掌握液压缸的拆装过程及技巧。 二、实验内容：1、拆装典型液压缸。 2、重点了解及应用。3、压力阀重点掌握结构及应用区别。4、流量控制阀中节流阀和