液压传动实验指导书

1、机 电 学 院液压与气压传动实验指导书液压传动课程组编写班 级： 姓 名： 学 号： 长 春 工 程 学 院 2015年5月文档可自由编辑打印目 录目 录2实验一 泵的拆装1(一)齿轮泵的拆装1（二）中压YB型双作用叶片泵的拆装2（三）高压SCY141B型轴向斜盘式柱塞泵的拆装3实验二 阀的拆装6（一）中压Y型先导式溢流阀的拆装6（二）中压J型先导式减压阀的拆装7（三）方向控制阀的拆装8（四）流量阀的拆装9实验三 液压泵的工作性能实验11实验四 溢流阀的特性实验17实验五 节流调速回路性能实验20实验六 装拆式液压基本回路实验30实验七 气动基本回路实验33实验一 泵的拆装 一. 实验目的1.

2、通过对液压泵的拆装，感性认识液压泵的外形尺寸，了解液压泵的内部结构。2.通过对液压泵结构分析，加深理解液压泵的工作原理及其性能和应用。二. 实验内容 拆装轴向柱塞泵、单双作用叶片泵、齿轮泵。(一)齿轮泵的拆装外啮合齿轮泵由于其具有结构简单，制造方便，价格低廉，性能可靠等特点，所以使用广泛。本实验选择具有代表性的中高压齿轮泵 CB32 或 CB46进行拆装。一、齿轮泵的结构组成齿轮泵由主动齿轮、从动齿轮、泵体、泵盖、浮动轴套、卸压片及各处的密封件等主要结构组成。二、齿轮泵的工作原理结合外啮合齿轮泵的工作原理图可知：在齿轮泵体内有一对外啮合齿轮，齿轮二侧用泵盖罩住。泵体、泵盖和齿轮的啮合线及各个齿

3、间槽组成密封工作腔。当齿轮泵旋转时，在一侧由于互相啮合的轮齿逐渐脱开，使密封工作腔容积逐渐增大，形成局部真空，大气压就把油箱中的油液压到泵体中去，将齿槽充满，完成吸油过程；随着齿轮的旋转，将油液带到另一侧的密封工作腔去。在此另一侧，轮齿逐渐进入啮合，密封工作腔不断减小，油液便被挤压出去，完成压油过程。若齿轮不停地旋转，齿轮泵就能连续不断地输出压力油。三、齿轮泵泄漏的三条渠道及减少泄漏的措施由于内泄漏的存在，使齿轮泵的容积效率降低，并且使提高泵的压力受到限制。齿轮泵泄漏的三条渠道为：一是通过齿轮啮合线处的间隙；二是泵体内壁和齿轮顶圆间的间隙；三是通过两齿轮侧面和两侧盖板间的间隙。在此三项中，以第

4、三项为最大，约占整个泄漏量的80%左右，所以是应重点考虑的对象。CB32和CB46型中高压齿轮泵利用浮动轴套的作用来改善它：将压力油引到浮动轴套的背面来压制它，使泵不因压力提高使侧面缝隙增大而加大泄漏，同时为了维持浮动轴套受力的平衡并将齿轮泵的吸、压油口分离，在浮动轴套背面的吸油腔一侧安放了卸压片（卸压片是骨架，外放O型密封圈，圈内是低压油）。四、齿轮泵的卸荷槽为了保持齿轮泵齿轮的正常啮合，平稳工作，齿轮的啮合系数必须大于1，于是，在传动过程中始终有两对轮齿同时处于啮合状态，这就使两对啮合轮齿之间围困住一个存油空间，在转动过程中，存油空间体积将发生减小和增大的变化，这势必产生压力冲击和空穴现象

5、，称为困油现象。为此而在浮动轴套上开了卸荷槽，使困油空间在体积增大的过程中和吸油腔相通，困油空间在体积减小过程中和压油腔相通，以消除困油现象。五、浮动轴套的旋转方向在CB32和CB46型齿轮泵，对于每对配合的轴套，从加工、安装和拆卸的角度考虑，希望为间隙配合。但间隙配合势必使吸、压油腔相通，使泵不能正常工作。如何解决这个问题呢？通过实验可以看到：如果将二浮动轴套相对旋转一个角度，则可以封死间隙。但如何旋转，则要考虑其上的卸荷槽的问题，即不能影响卸荷槽的作用。做法是：使从动齿轮上的浮动轴套和从动齿轮工作时的旋转方向一致，并用弹簧钢丝来加以定向。反之，则会使齿轮泵的吸、压油腔在某段时间内贯通，使泵

6、不能正常工作。这可以见书中的图及说明。六、吸、压油口分析齿轮泵的工作情况可知：由于齿轮泵出口压力油的作用，工作时其会产生径向不平衡力。它使轴承发生偏磨，使轴产生弯曲，齿顶与泵体接触产生磨损，降低了泵的使用寿命。高压时的问题更加明显，这也使压力提高受到限制。为此，我们拆装的CB32或CB46泵采用了缩小压油口，减小压力油作用的齿轮面积的方法以减小径向不平衡力。（二）中压YB型双作用叶片泵的拆装叶片泵输出的流量均匀、脉动小；运转平稳、噪音小。它也是液压系统中经常采用的中高压液压泵。一、YB型双作用叶片泵的结构YB型双作用叶片泵主要由转子、定子、叶片、前泵体、后泵体、吸油配油盘、压油配油盘、泵盖、传

7、动轴等组成。定子、两侧的配油盘与后泵体用长销定位，保证配油盘上的吸、压油窗口的位子和定子内曲线的对应关系。后泵体可以相对于前泵体在90o方位上任意安装，便于用户选择合适的吸油口和压油口位置。二、YB型双作用叶片泵的工作原理YB型双作用叶片泵由转子外表面和（两段大圆弧、两段小圆弧及四段过渡曲线组成的）定子内曲线、与（靠离心力和根部通压力油而抵住定子内曲线的）叶片及吸、压油盘共同组成密闭容积。当转子转动时，如某两叶片间形成的容积从小半径向大半径过渡时，两叶片间的密闭容积增长，完成吸油的过程；反之，则完成压油过程。当转子转动一周时，两两叶片间的密闭容积要分别完成两次的吸、压油过程，所以称其为双作用叶

8、片泵。三、定子内曲线的形状YB型双作用叶片泵定子内曲线由两段大圆弧、两段小圆弧及四段过渡曲线组成。四段过渡曲线的形状是等加速和等减速曲线（曲线的极坐标方程为二次曲线方程）。四、叶片的倾角YB型双作用叶片泵的叶片和叶片槽间的配合间隙为0.010.02毫米。叶片是前倾13o（叶片槽是前倾13o）放置的，以减小叶片工作在过渡曲线上的压力角，使其弯折力矩减小，防止叶片在叶片槽中卡死，并减少叶片和内定子环的磨损。五、配油盘的结构叶片泵有两个配油盘，分别为吸油和压油配油盘。吸油配油盘上开有两个对称的吸油口和两个与压油配油盘压油口对称的沟槽。压油配油盘上开有两个压油口和两个吸油口，此处吸油口的作用主要是增加

9、吸油口的数量，以增加吸油口的通流面积。压油配油盘上在和定子叶片根部对应的位子开了一个环形槽，环形槽通过小孔与压油口联通，工作时将叶片根部通以压力油，使叶片紧抵定子环。在吸、压油配油盘上的压油窗口的吸油口向压油口过渡一侧，开有三角沟槽，目的是减小密封工作空间由吸油腔的负压瞬间转变为压油腔的高压时的压力突变而产生的压力波动和噪声。六、叶片的伸出叶片的伸出主要靠转子旋转时的离心力。在泵刚启动时，转子旋转的离心力将叶片甩出，抵在定子环的内壁，使泵具有自吸能力；在泵工作时，处在压油区的叶片的顶部作用着液压力，为了平衡这个液压力，保证叶片的正常伸出，YB型叶片泵将泵的输出压力油通过压油配油盘上的结构（小孔

10、和环形槽）而引到叶片的根部，“压出”叶片。七、叶片的数目YB型叶片泵分别有两个对称的吸油口和压油口，其叶片数采用偶数，保证叶片泵所受径向力的平衡，所以，双作用叶片泵又称平衡式叶片泵；并且叶片数采用4（2N+1）个，N为正整数；一般叶片数为12个。其目的是减小流量脉动。八、内泄油 YB型叶片泵的内部泄漏油，可通过轴上的径向孔和中心孔流回吸油腔。（三）高压SCY141B型轴向斜盘式柱塞泵的拆装柱塞泵是靠柱塞在其缸体内的往复运动时密封工作腔的容积的变化来实现吸油和压油的。由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，容易得到高精度的配合，所以柱塞泵的容积效率高，额定压力高；并且其具有流量范围大，容易制成各种变量型

11、式的特点。也是工程中常用的液压泵。一、SCY141B型轴向斜盘式柱塞泵的结构高压SCY141B型轴向斜盘式柱塞泵主要由泵体、柱塞、缸体、斜盘、滑靴、压盘、配油盘、中心弹簧、传动轴、变量机构及大轴承等零件组成二、SCY141B型轴向斜盘式柱塞泵的工作原理SCY141B型柱塞泵由柱塞、缸体、配油盘等组成密封工作空间，由于从中心弹簧和其套筒而传递来作用力的压盘对铰接在柱塞球头上的滑靴的压制作用，使滑靴紧抵在斜盘上，这样，当传动轴旋转时，柱塞就进行两个动作：其一是随传动轴的转动，其二是在缸体内的往复运动。使密封工作空间连续不断的变化。空间增大则进行吸油，空间减小则进行压油。三、SCY141B型轴向斜盘

12、式柱塞泵柱塞的数目理论与实践指出：对于柱塞泵，当柱塞数采用奇数时流量脉动率小，这已在课本中说明。高压CY141B型轴向斜盘式柱塞泵的柱塞数目为奇数。一般为7、9或11个，目的是减小流量与压力的脉动。四、柱塞及滑靴的结构柱塞一般为空心结构，以减少运动惯性。柱塞的球头部铰接着滑靴，滑靴在从中心弹簧传来压力的压盘的作用下紧抵斜盘。滑靴将柱塞和斜盘的点接触改为面接触，从而为提高液压泵的工作压力创造了条件。在柱塞和滑靴的中心加工出1毫米的小孔，使油缸中的压力油可以进入滑靴和柱塞的结合表面与滑靴和斜盘的接触面，起液压支承作用，大大地减小了这些零件的磨损。五、中心弹簧的作用中心弹簧一方面通过内套和钢球顶住压

13、盘，而压盘使滑靴紧抵斜盘，在泵轴旋转时，使柱塞在缸体中往复运动，具有自吸能力；另一方面中心弹簧又通过外套的反作用力使缸体紧贴配油盘，保证泵在无压力启动时无泄漏。六、大轴承的作用柱塞泵工作时，斜盘对滑靴的作用力，其轴向分力与柱塞的液压力相平衡，径向分力则使缸体和泵轴产生弯矩作用。大轴承用来承受此弯矩，防止泵轴发生弯曲和轴承的偏磨，并保证缸体与配油盘的良好贴合。使泵能良好及长久的工作。七、配油盘的结构配油盘上开有两个配油窗口，它们分别对应着缸体中的吸油区和压油区，并与泵体中的吸油管路、压油管路相通，起配油的作用。其外圈的环形槽为卸压槽，与回油相通，用来减小缸体与配油盘间由于泄漏油而产生的液压推力，

14、以保证缸体贴紧配油盘。两个配油窗口的封油区上开有通孔和盲孔（不通孔），两个通孔起消振消声的作用预通消振消声作用：通过小孔作用使缸体中油液在窗口转换过程中与将要转换到的窗口预通，使其压力不产生突变，故可减小液压泵的振动和噪声；盲孔中储存油液，起液压油垫（润滑、抗磨）的作用。八、变量机构对于轴向斜盘式柱塞泵，通过改变斜盘的倾斜角度，改变泵轴每转动一周柱塞在缸体中的行程，改变密闭容积的变化量，而使泵变量。变量（改变斜盘的倾斜角度）的方法很多。有随动变量（CCY）、定量（MCY）、压力补偿变量（YCY）、电动变量（DCY）、零位对中液控变量（LCY）、液压控制式变量（ZCY）等。SCY141B型轴向斜

15、盘式柱塞泵是通过手动变量的：变量柱塞通过导向键安装在变量壳体内，并以螺纹和螺杆相联接，斜盘的两个耳轴支承在变量壳体的两块卡瓦上，转动调节手轮，通过螺杆可使柱塞轴向移动，柱塞上的销轴则使斜盘绕中心弹簧内套前的钢球中心摆动，改变了斜盘的倾斜角度，从而改变了液压泵的排量。SCY141B型轴向斜盘式柱塞泵斜盘的最大倾角为20o30'.三. 实验要求 1. 通过拆装，掌握液压泵内每个零部件构造，了解其加工工艺要求。 2. 分析影响液压泵正常工作及容积效率的因素，了解易产生故障的部件并分析其原因。 3. 如何解决液压泵的困油问题，从结构上加以分析。 4. 通过实物分析液压泵的工作三要素（三个必须的

16、条件）。 5. 了解如何认识液压泵的铭牌、型号等内容。 6. 掌握液压泵的职能符号（定量、变量）及选型要求等。 7. 掌握拆装油泵的方法和拆装要点。四. 实验报告内容1. 实验目的2.实验内容3.绘制在实验中所拆装轴向柱塞泵的转体结构简图，并试分析轴向柱塞泵可实现流量变化调节的工作原理。 实验二 阀的拆装 一. 实验目的 通过对液压阀（压力阀，换向阀，流量阀）的拆装，了解液压阀的结构及工作原理。二. 实验内容 拆装溢流阀、减压阀、电磁换向阀、单向阀、节流阀、流量阀等。（一）中压Y型先导式溢流阀的拆装1、中压Y型先导式溢流阀的结构中压Y型先导式溢流阀由主阀和先导阀两部分组成。主阀由主阀体、主阀芯

17、、小弹簧等组成；先导阀由先导阀体、先导锥阀芯、先导锥阀座、调压弹簧、调压丝杆及手轮等组成。2、溢流阀口是常闭的如果从中压Y型先导式溢流阀的回油口往里窥视，可以看到阀口是常闭的。3、油路的通油情况当从中压Y型先导式溢流阀的进油口通入压力油时，压力油可通过主阀芯上中心处的径向孔，向下进入阀芯下部油腔，同时向上通过中心阻尼（小孔）孔进入主阀芯的上部油腔，并通过先导阀体上的孔进入先导阀的下腔。4、油液的内泄主阀芯上部的油液可以通过先导阀体上的孔进入先导阀的下腔，通过先导阀座上的中心孔作用在先导锥阀芯上。当其作用的油压达到先导阀的调定压力时，可打开先导锥阀，油液可以经过主阀体上的泄油孔道流回主阀芯的回油

18、腔，实行内泄。5、主阀芯上的中心阻尼孔的作用主阀芯上的中心阻尼孔，当压力较小，不足以顶开先导阀芯时，只起通油作用，使主阀上、下两腔的压力相等，而上腔又有一个小弹簧力的作用，必使主阀芯处在下端的极限位置，而封闭P到O的溢流通道；当压力增大到先导锥阀芯的开启压力时，先导锥阀芯打开泄油，这时，由于阻尼孔的液阻很大，流体流动困难，靠流动阻力的作用产生压力降，使主阀芯所受的液压力不平衡，当溢流阀下腔的液压力大于上腔的液压力与小弹簧的作用力之和时，主阀芯开始向上运动，打开P到O的通道而产生溢流。6、中压Y型先导式溢流阀阀芯的受力情况分析设溢流阀入口处的油液压力为p，阀上腔的油液压力为p1 ，锥阀的调定压力

19、pk1 , 主阀芯的作用面积为A，主阀芯弹簧的刚度为K ，预压缩量为xo 。则：（1）锥阀关闭，当：，必然：, 这时，主阀关闭，不溢流；（2）锥阀开启，当：, 但如：，这时，主阀亦关闭，不溢流；（3）锥阀开启，当：, 并且：时，主阀开启，溢流。7、远程控制口先导式溢流阀在主阀体上开有一个远程控制口，它通过通道和主阀芯的上腔相联，当要实行远程控制时，在此口联接一个调压阀，相当于给溢流阀的调压部分并联一个先导调压阀，溢流阀的调定压力则由并联调压阀中的较小调压值决定。调节远程控制口上联结的调压阀的控制压力可以实现对于溢流阀的远程控制或使溢流阀卸荷。如不使用其功能，堵上远程控制口即可。8、中压Y1型先

20、导式溢流阀的拆装Y1型先导式溢流阀是Y型溢流阀的改进型，它的工作原理和Y型相似，用途也一样。Y1型先导式溢流阀在结构上：（1）加大了主阀芯两端的油压作用面积；（2）主阀的 P 和 O 口之间采用阀座式密封。这样，既增大了作用力又使阀芯稍一运动便可打开溢流阀的溢流口，因此动作灵敏，溢流阀调定的压力较稳定。9、YF型高压溢流阀的拆装仔细观察其结构特点，注意其阀芯与阀体上的孔道。说明其工作原理及其与Y型先导式溢流阀工作原理的一致性。（二）中压J型先导式减压阀的拆装1、中压J型先导式减压阀的结构中压J型先导式减压阀由主阀和先导阀两部分组成。主阀由主阀体、主阀芯、小弹簧等组成；先导阀由先导阀体、先导锥阀

21、芯、先导锥阀座、调压弹簧、调压丝杆及手轮等组成。2、节流减压阀口是常开的如果从中压J型先导式减压阀的出油口往里窥视，可以看到节流降压阀口是常开的。3、油路的油流情况当从中压J型先导式减压阀的进油口通入压力油时，压力油直接通过节流降压阀口进入出油口，在出油口一侧，压力油可通过主阀芯中心的径向孔，向下进入阀芯下部油腔，同时向上通过阀芯上的中心阻尼孔（小孔）进入主阀芯的上部油腔，并可以由先导调压阀阀体上的孔道进入先导阀的下腔。4、油液的内泄主阀芯上部的油液由先导阀体上的孔道进入先导阀的下腔后，通过先导阀座上的中心孔作用在先导锥阀芯上。当其作用的油压达到先导阀的调定压力时，可打开先导锥阀，油液可以经过

22、主阀体上的独立泄油孔道流回油箱，实行内泄。5、主阀芯上的中心阻尼孔的作用主阀芯上的中心阻尼孔的作用与溢流阀的阻尼孔作用相似：当减压阀的出口压力较小，不足以顶开先导阀芯时，起通油作用，使主阀上、下两腔的液压力相等，而上腔又有一个小弹簧力的作用，使主阀芯处在下端的极限位置，而打开减压阀的节流降压口；当减压阀出口的压力增大到先导锥阀芯的开启压力，先导锥阀芯打开泄油，这时，由于阻尼孔的液阻很大，流体流动困难，靠流动阻力，产生压力降，使主阀芯所受的液压力不平衡，当减压阀下腔的压力大于上腔的液压力与小弹簧的作用力之和时，主阀芯向上运动，减小节流降压口，使其节流降压作用增强而使减压阀的出口压力降低，维持在调

23、定值。同理，当减压阀的出口压力较小时，则开大节流降压口，使其节流降压作用减弱而使减压阀的出口压力升高，维持在调定值。保证了减压阀的出口压力值较其入口低但压力稳定。减压阀阀芯的受力情况的分析可以参照溢流阀的分析得出。（三）方向控制阀的拆装一、普通 I 型单向阀的拆装单向阀的结构非常简单，由阀体、阀芯、弹簧等组成。一般情况下，阀芯为锥芯，弹簧的刚度较小，当单向阀正方向通压力油时，液压力顶开阀芯，导通油路；而当单向阀反方向通压力油时，液压油通过锥芯的径向孔进入阀芯的中间，将阀芯压在阀体的阀座上，封死了油路。这就是单向阀正向导通、反向截止的工作原理。单向阀的弹簧的刚度较小，开启压力低，一般为0.2&#

24、215;105Pa左右；在单向阀用作背压阀时，可以换上较硬（弹簧刚度较大）弹簧，使其开启压力为0.20.6×105Pa。二、中压IY型液控单向阀的拆装IY型液控单向阀由阀体、阀芯、弹簧、活塞、顶杆等结构组成。阀芯为锥芯，弹簧的刚度较小，当IY型液控单向阀正向通压力油时，液压力顶开阀芯，导通油路，实现所谓的正向导通；而当IY型液控单向阀反方向通压力油时，液压油通过锥芯上的径向孔进入阀芯的中间，将阀芯压在阀体的阀座上，封死了油路，所谓反向不通；这和普通单向阀的作用一样。当要求反方向导通时，在控制油口通以压力油，通过活塞推动顶杆将锥芯顶离阀座而实现。由于控制活塞的面积较大，所以控制压力不必

25、很大，为其主油路压力的3050%即可。三、滑阀换向阀的拆装1、换向阀的名称特性34D25B为三位四通板式联结结构的交流电磁换向阀，它有三个工作阀位，四个工作油口，是用交流电磁力控制换向的，流量为25升/分，板式联结结构。2、换向阀阀体、阀芯的结构此换向阀阀体上开有五个沉割槽，中间的槽为P口，P的相邻两侧分别为A口和B口，最外两端为O口。最外两端的O口借助阀内的通道在阀体内联通，因而五个沉割槽实际对应于四个外接油口。阀芯上的结构和阀体对应，使其在运动时，通过其与阀体的相互作用，实现油口的不同联接形式。3、换向阀的工作（1）当电磁铁不通电时，两端的弹簧使阀芯处于中间位置。四个油口P、A、B、O互不

26、相通。（2）当右侧的电磁铁通电时，电磁铁的铁芯向左运动，通过推杆将阀芯推向左端，于是使P和B相通，A与O相通。（3）当左侧的电磁铁通电时，电磁铁的铁芯向右运动，通过推杆将阀芯推向右端，于是使P和A相通，B与O相通。实现换向。4、阀芯两端的非工作腔油液的内泄阀芯两端的非工作腔通过阀内孔道引到泄油口，使阀能顺利换向，并使泄漏油接回油箱。5、换向阀的操纵方式换向阀有各种不同的换向操纵方式：电磁换向、手动换向、机动换向、液动换向、电液动换向等。请注意观察和分析它们的结构和工作原理。（四）流量阀的拆装一、中压L型节流阀的拆装1、L型节流阀的结构L型节流阀为普通式节流阀，由阀体、阀芯、弹簧、弹簧座、螺杆、

27、调压手轮等基本结构组成。2、节流阀口的结构及其调节L型节流阀的节流口采用三角槽式结构。通过调节手轮可以调节节流口的通流面积，即可以调节通过节流阀的流量。3、油液的流向L型节流阀的油液从上面的进油口流入，从下面的出油口流出。这样，进油P1作用在阀芯的外围，不会对阀芯产生轴向推力；在阀芯上开有中心小孔，使阀芯的两端所受的液压力相平衡，因而对阀芯的调节（改变节流口）比较轻便。三角形节流阀口采用倒三角结构，使阀在小流量（阀口开小）时不易堵塞。4、弹簧的作用L型节流阀弹簧的作用只是使阀芯紧靠推杆，不像压力阀中的弹簧要起调节作用。5、L型节流阀的工作性能L型节流阀的最小稳定流量为0.05 l/min，最大

28、工作压力为63×10Pa。二、QT型调速阀的拆装1、QT型调速阀的结构QT型调速阀是带温度补偿的调速阀。它的基本结构和Q型调速阀一样，是由差压式减压阀和轴向缝隙式节流阀串联组成。2、调速阀的工作原理调速阀之所以能够使不论负载如何变化，执行机构的运动速度基本恒定，是由于结构决定：将差压式减压阀和轴向缝隙式节流阀串联在一起，通过减压阀和节流阀的相互作用，保证了节流阀入口的压力随着节流阀出口的压力变化而变化，使其压差DP=PP基本恒定。从而使通过节流阀的流量恒定。仔细分析其差压式减压阀是如何保证节流阀入口的压力随着节流阀出口的压力变化而变化，使其压差 DP=PP基本恒定的，。3、QT型调速

29、阀控制流量的调节调速阀的手柄是用来调节节流阀的开口量，即调节调速阀的流量的。温度的自动补偿由自动补偿杆完成，补偿杆的材料为温度膨胀系数较大的聚氯乙烯塑料。当温度升高时，本来油的运动粘度降低，流量要增加，这时补偿杆膨胀使阀芯移动关小节流口的通流面积，部分地补偿由于油温升高后粘度变小而使流量增大的影响。4、QT型调速阀主要结构的加工及使用性能：QT型温度补偿调速阀节流阀口的厚度为0.070.09毫米，缝隙的最小宽度为0.130.16毫米，可用电火花加工制成。QT型温度补偿调速阀的最小稳定工作压差为5×10帕，最小稳定流量为20毫升/分。三. 实验要求 1. 掌握液压力P与弹簧力F之间的平

30、衡关系，理解液压阀的阀芯开启与闭合的过程。 2. 了解调压弹簧与复位弹簧的作用及性质。 3. YF溢流阀调压的好处（先导阀的作用）。 4. 了解每个零部件的作用、结构及工艺要求。 5. 掌握阀类元件的职能符号及其工作原理。 6. 了解各类阀铭牌、型号。 7. 了解阀类元件常见故障及处理措施。 8. 了解阀类元件在液压系统中的作用。四. 实验报告内容1. 实验目的；2. 实验内容；3. 画出溢流阀和减压阀的职能符号，并分析两者之间的区别以及在液压系统中的作用；4. 何为三位四通阀中位机能？画出O、M、H、Y、P型机能职能符号图，并分别间述其在工作中的作用。实验三 液压泵的工作性能实验一、实验目的

31、1、了解液压泵的主要性能；2、学会测试小功率液压泵工作特性的原理和方法；3、增强对液压泵的工作情况的感性认识，对液压泵工作的振动、噪声、油压的脉动、油温的升高等，通过实验将有所体会。二、实验设备及液压系统原理图本实验采用液压教学实验台系统，其液压系统原理图如下： 液压系统原理图序号名 称型 号数 量8叶片泵YB-619溢流阀Y1-10B110节流阀L-10B111电磁换向阀23D-10B112电磁换向阀34D-10B113压力传感器BPR-2/1000114溢流阀Y1-10B115电磁换向阀22D-10B116电磁换向阀23D-10B117工作缸QCS003B-51/1118加载缸QCS003

32、B-51/1119功率表44L1-5W120流量计LC-15122滤油器XU-B50×100123温度计WYZ-011三、实验内容针对教学实验台上的叶片泵，测试和计算下列特性（转速n = 常数，n 按该泵的额定转速考虑）：1、测试输出流量压力特性；2、测试输入功率压力特性；3、计算输出功率压力特性；4、计算容积效率压力特性；5、计算机械效率压力特性；6、计算总效率压力特性。四、液压泵工作特性的理论分析1、力矩特性无论何种液压泵，其内部各运动副之间总存在摩擦，当液压泵转动时就形成摩擦力矩Mm，它将消耗掉一部分输入的扭矩M。液压泵的内部摩擦可分为两类：第一类为机械摩擦：发生在有相对作用力

33、的运动副，如叶片泵的叶片与定子的内表面之间的摩擦，这类摩擦形成的机械摩擦力矩Mf ，与压力p成正比，与排量V成正比，可用下式表示： 式中: cf 为无因次摩擦系数。第二类为阻尼摩擦：发生在没有相对作用力的运动副，其摩擦力是由于运动副间隙中的液体具有大的运动速度梯度，因而形成运动副间不可忽略的粘性切向力阻尼摩擦力，如叶片泵的转子与配油盘间的阻尼摩擦等，这类摩擦形成的阻尼摩擦力矩Md，正比于油液的运动粘度m、液压泵的转速n和排量V，可用下式表示： 式中: cd - 为无因次阻尼摩擦系数。于是液压泵的总摩擦力矩为： 对于转速n为常量，压力p为变量的液压泵工作特性图，其总摩擦力矩应为一条不通过零点的一

34、条斜直线，见图Mm斜直线。零压时的摩擦力矩值取决于阻尼摩擦力矩Md 。液压泵的理论力矩Mt为： 式中，P为液压泵的工作压力，V为液压泵的排量。液压泵的排量V，可以从产品样本中查得，也可以按排量公式计算，或是通过测量得到：用零压时的流量除以液压泵的转速得到。液压泵的理论力矩应为一条通过零点的斜直线，见图Mt斜直线。液压泵的输入转矩是理论力矩Mt和摩擦力矩Mm之和，即: 输入转矩M也是一条不通过零点的斜直线，见图M斜直线。液压泵的机械效率hm为液压泵的理论输入转矩Mt与实际输入转矩M之比： 机械效率hm是通过零点的曲线，开始急剧上升，以后上升缓慢。2、流量特性无论何种液压泵，其密封工作空间不可能绝

35、对密封，总存在一定的间隙，油液在压力作用下不可避免地通过间隙泄漏。由于间隙很小，流动状态一般都为层流，所以泄漏量Ql与压力P和排量V成正比，而与油液的粘度h成反比，可用下式表示： 式中, cl为无因次泄漏系数。泄漏流量Ql是通过零点的一条斜直线。液压泵的理论流量为： 式中 V液压泵的排量； n液压泵的转速。理论流量Qt是一条平行于横坐标的直线。因而，液压泵的输出流量Q应为: 输出流量Q是从理论流量Qt开始，随压力p增高而下降的一条斜直线，如图。液压泵的容积效率hV为： 容积效率hV是从1开始随压力升高而降低的一条斜直线。3、功率特性液压泵的输入功率N为输入扭矩M与转速w的乘积: 式中 M输入扭

36、矩； w液压泵转速。对于转速w为常量，压力p为变量的特性图，由于输入扭矩是有正截距的并随压力上升的斜直线，故输入功率也是有正截距的并随压力上升的斜直线，见图中的N斜直线.液压泵的输出功率No为： 式中 P液压泵的压力； Q液压泵的输出流量。由于输出流量Q是是压力p的函数，因此输出功率No不是直线，而是略为向上凸起的近似直线。这可从下式看出： 液压泵的总效率h为: 五、实验步骤1将溢流阀9的调节旋钮完全放松，启动液压泵8，让泵空转1分钟，排出系统内的空气。然后关闭节流阀10，缓慢调节溢流阀9使其压力P6高于液压泵的额定压力的1.1倍，约为95×105Pa，作为系统的安全压力。再用锁紧螺

37、母锁紧调节手柄。2将节流阀10全部打开，使液压泵的工作压力P=0，从流量计上读出零点流量值，并同时记录下转速、转矩和压力的值。调节台秤，使其杠杆在p=0时处于水平位置。3调节节流阀10的开度，作为泵的不同负载，按预定测试压力，分8-10个点，逐点测压力P、流量Q、台秤作用力F和转速n或电动机的输入功率Nw，记录。这里，对于流量Q，由于存在： 式中：t 为对应于流量积累数之差DV所用的时间。所以要记录流量累积数之差DV和对应其所用时间t。扭矩M，采用电机平衡装置测量：转速n，用机械转速表测量；电动机输入功率，观测功率表。4实验完毕后，将实验记录交指导教师检查，合格后打开节流阀和溢流阀，使液压泵卸

38、荷，关闭电动机，切断实验电源。六、实验记录与结果1、记录：记录于参考表格中。2、据Q=f1(P)，Nin=f2(P)，hv= f (P)，hm=f (P)，h=f (P)，用直角坐标纸绘制这些特性曲线。3、分析一下所测叶片泵的各项性能。七、思考题1、从液压泵的总效率曲线上可以得到什么启发？（提示：可以从泵的合理使用区间考虑） 2、利用节流阀为什么能对被测试泵进行加载？（提示：可从小孔流量公式进行分析）八、实验报告内容1、实验目的；2、实验原理图；3、实验数据记录与计算结果；4、建立适当的直角坐标系绘制被测试泵的性能曲线。实验记录表格（参考）实验内容：液压泵性能实验实验条件：油温 ；电动机的效率

39、hd= 0.825序号 测量序号测量内容 12345678abababababababab1被测泵的压力 P(MPa)2泵的流量Q=DV/t×60(l/min)3泵的输出功率Nout(KW)4电机的输入功率（Nin(KW)）对应的电动机效率h电5泵的输入功率Nin(KW)6泵的总效率 h(%)7泵的容积效率 hv(%)8泵的机械效率 hm(%)说明：被测试泵的压力可以在07 MPa内以1 MPa为间隔来取点进行测试。测两次分别记录在表格中。被测试泵的理论流量为：Qo=4.5L/min被测试泵的性能曲线（参考）实验四 溢流阀的特性实验一、实验目的1、深入理解溢流阀的工作特性及调压范围；

40、2、对溢流阀的压力超调和压力振摆取得感性认识；3、理解溢流阀的卸荷压力和启闭特性；4、掌握溢流阀的静态特性测试方法。二、实验设备及液压系统原理图本实验采用液压实验台；液压系统的原理图如下：液压系统原理图序号名 称型 号数量8叶片泵YB-619溢流阀Y1-10B110节流阀L-10B111电磁换向阀23D-10B112电磁换向阀34D-10B113压力传感器BPR-2/1000114溢流阀Y1-10B115电磁换向阀22D-10B116电磁换向阀23D-10B117工作缸QCS003B-51/1118加载缸QCS003B-51/1119功率表44L1-5W120流量计LC-15122滤油器XU-

41、B50×100123温度计WYZ-011三、实验内容1、溢流阀的调压范围及启闭特性（1）调压范围：溢流阀工作应该有一个工作的压力范围，在这个范围内工作，溢流阀的压力上升与下降应该平稳，不得有尖叫声。Y110B溢流阀的调压范围是56.3MPa。（2）溢流阀的启闭特性：包括开启压力特性和闭荷压力特性。开启压力：将被测试的溢流阀调到范围的最高值（本实验为6.3MPa），且系统的油量为试验流量时，调节溢流阀9，使系统从低压逐渐升压，当通过被测溢流阀的流量为实验流量的1%时，系统的压力为该阀的开启压力，不得小于规定值（5.3MPa）。闭合压力：将被测试的溢流阀调到范围的最高值（本实验为6.3M

42、Pa），且通过的流量为试验流量时，调节加载溢流阀，使系统从安全压力逐渐降压，当通过被测阀的溢流量为试验流量的1%时，系统的压力为该阀的闭合压力。不得小于规定值（5MPa）。2、溢流阀的压力超调量和压力振摆溢流阀的溢流量由于某些原因在一瞬间猛增时，立刻产生一个很高的瞬间峰值压力，峰值压力比它的调定压力大很多，超过的部分称为压力超调量。压力超调量与调定压力之比称为压力超调率，一般用百分数表示，随着时间的延续，溢流阀的压力在调定压力上下振荡几次便平稳下来。但一般的溢流阀不能完全平稳，多少要有一些压力波动。一定的持续压力波动称为压力振摆。压力振摆的根本原因在于油源流量和压力的脉动所致，振摆的大小则和溢

43、流阀的结构、阀芯的惯性质量，阀芯运动时的阻尼力、弹簧的刚度以及油温、油液的粘度等因素有关。一个较好的溢流阀应当是压力超调量小，过渡过程的时间短，压力振摆小。本实验不要求做溢流阀的全面精确动态特性实验，只要求对溢流阀的动态性能指标：压力超调量和压力振摆有一个基本的感性认识，以便使同学们从这一现象中对动态性能有一个了解。3、溢流阀的压力损失和关闭 泄漏量 溢流阀的压力损失是指溢流阀卸荷时，溢流阀通过额定流量所产生的压力降。对于先导式溢流阀，将调压弹簧完全放松可以实现卸荷；将其遥控口接通油箱，也可实现卸荷。因此溢流阀的压力损失有两种：一是完全放松弹簧所具有的压力损失，简称为压力损失；一是遥控口接油箱

44、所具有的压力损失，称为卸荷压力。压力损失的大小，一方面决定于卸荷是否彻底，阀口能否自由开启达到足够的开度；另一方面取决于阀内各油道的通流面积是否宽裕。如果压力损失小，则可以节省液压泵卸荷时的运转功率。溢流阀的关闭泄油量是指溢流阀的调压旋钮完全拧紧时，溢流阀在额定压力下通过阀口的泄油量。当溢流阀作安全阀时，关闭泄油量是一个重要的指标。 四、实验方法与步骤首先关闭节流阀10，并使所有的电磁换向阀处于断电状态，启动液压泵8，调节溢流阀9，使系统升压，观测压力表P6使之达到7 MPa左右，然后使电磁换向阀11带电，调节被测试溢流阀14的压力P8使之达到6.3 MPa，测出此时泵的流量Q，作为实验流量。

45、1、调压范围调节被测溢流阀14的调压手轮从全开到全闭，再从全闭到全开，通过压力表P8，观察压力的上升与下降情况，是否均匀？并测量其调压范围，反复实验不少于3次。2、启闭特性关闭溢流阀9，调节被测试的溢流阀14至调压范围的最高值（6.3 MPa） 并锁紧其调压手轮。调节溢流阀9，使系统分10级左右降压分别记下被测阀14在相应压力下的溢流量Q，（小流量时用量杯量），直到溢流量减小到 实验流量的5%时，此时的压力表P8的示数即为闭合压力（一般情况下，很难正好得到这个5%值，实测时，只要测得接近并小于这个实验流量的5%即可，然后用内插法求闭合压力）。继续分级降压，记录相应压力下的溢流量，直到被测阀停止

46、溢流时为止。反向调节溢流阀9，从被测试阀14不溢流开始，使系统分级升压，当被测试阀14的溢流量达到实验流量的1%时，此时的压力P8示数即为开启压力，再继续分十级左右调节溢流阀9升压，一直升到6.3 MPa，记下相应压力值下的溢流量。3、压力超调和压力振摆（1）关闭节流阀10，将溢流阀9的压力调定为被测溢流阀额定压力的1.1倍，作用安全压力，约为9.5MPa。（2）电磁阀11带电，将被测溢流阀的压力调定为额定值6.3MPa。全开节流阀，然后突然关闭节流阀，记下压力表P8的最大压力值，即最大峰值压力。随后记下压力振摆值，振摆值为指针摆动幅度值的一半。 4、溢流阀的压力损失和关闭泄漏量（1）卸荷压力

47、 将所有的电磁阀断电，关闭节流阀10，调节溢流阀9的压力P6至7 MPa ，将电磁换向阀11带电，调节被测试溢流阀至调压范围的最高值6.3MPa，这时，将电磁换向阀15带电，即被测试溢流阀的遥控口接油箱，压力表P8的值即为卸荷压力。 注意：当被测试的溢流阀调好后，应将P8的压力表开关转至O，待阀15通电后，再将开关转至压力接点，读出卸荷压力，以防止压力表被损坏。（2）压力损失 将所有的电磁阀断电，关闭节流阀10，调节溢流阀9的压力P6至7MPa，将电磁换向阀11带电，在试验流量下，调节被测试溢流阀14的调压手轮至全开，压力表P8的值即为压力损失。五、实验记录与结果1、实验条件：油液牌号： ；

48、油液温度： 溢流阀的型号: . 2、实验记录参考表格溢流阀型号最大峰值压力调定压力压力超调量压力超调率压力振摆关闭泄漏量溢流阀启闭特性记录参考表格序号数据项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16启闭特性 开 启 特 性压 力 p 溢流量Q (ml/min) 闭 合 特 性压 力 p 溢流量Q (ml/min)结 果开启压力_； 闭合压力_；溢流阀的启闭特性六、思考与计算1. 溢流阀的开启压力和闭合压力哪个大？为什么？（提示：可从阀芯摩擦力方面去考虑）2. 溢流阀的启闭特性有什么意义？启闭性能的好坏对使用性能有什么影响？3. 溢流阀的动态特性主要指标压力

49、超调量对液压系统的工作品质有何意义？七、实验报告内容1、实验目的；2、实验原理；3、实验数据记录与计算结果；4、建立适当的直角坐标系绘制被测试溢流阀的性能曲线并分别求出开启压力和闭合压力。实验五 节流调速回路性能实验一、实验目的1、通过实验熟练掌握液压系统中广泛采用的速度控制回路：节流调速回路的组成；2、通过实验得出节流阀三种调速方式的调速回路特性曲线，深入理解节流阀三种调速方式的调速性能，分析与比较它们的调速特性；3、通过对节流阀和调速阀进口节流调速回路的对比实验，分析与比较它们的调速性能。二、节流调速的理论分析1、采用节流阀的进油节流调速系统 下图是节流阀安装在油缸进油路上的节流调速系统。

50、运动平稳性即速度受负载力变化的影响，一般情况用速度负载特性来表示。分析进油节流调速系统，当不计摩擦力时，活塞上的力平衡方程为： 由于回油进入油箱，所以所以：式中 称为负载压力，即活塞单位面积上承受的负载力。进入油缸的负载流量为为： 此即为进油节流调速系统的流量压力、开度特性方程。其特性曲线如图。靠右上方的一条表示节流阀的开口为最大，靠左下方的一条表示开口为最小，节流阀在不同开口时，可得一束介于其间的特性曲线。当系统工作在某开口A曲线的M点时，应有： 式中 -加于节流阀上的压差。 式中 -溢流阀的溢流量。图中整个面积为油泵的输出功率，M点上部的剖线面积为溢流阀的损耗功率，M点右下部的剖线面积为节

51、流阀的损耗功率，而油缸的有效功率则是M点左下部的空白面积。进油节流调速的特点是油泵工作在恒压下，有溢流损失和节流损失，损失较大，故油液容易发热，特别在小开度低速工作时液压效率很低。其效率为：从特性图上可以看出，当负载压力变化时，尽管节流阀的开度保持不变，但负载流量还是要变化的。这是因为负载变化时，加在节流阀上的压差要相应变化，通过节流阀的流量就要发生变化，这就意味着活塞的运动速度不能保持稳定，这是我们所不希望的。要消除这种现象比较困难，但我们可以设法减小这个流量变化的程度。这个变化的程度可用系统刚性G表示。系统刚性的定义为:就进油节流调速系统的流量压力开度特性方程求导数: 从上式可以看出，为了提高系统的刚性，应采用薄壁缝隙节流口形式的节流阀，使m为最小值(m=0.5)，系统刚性还不是一个常数，它和系统工况有关。负载压力小时，系统刚性要大一些；节流阀开度小时，系统刚性也要大一些。进油节流调速回路，活塞只有一侧有油压的作用，即所谓的一面刚性，当负载方向变化时或具有振动时，活塞容易颤振，它不如回油节流调速平稳。2、采用节流阀的回油节流调速系统如下图即是节流阀回流节流调速