2022年《液压与气压传动》实验教案

1、教 案（20222022学年其次学期）课程名称 液压与气动试验课程编号 139课程性质学科基础课教学时数6教学对象级机制、材料授课老师徐勇职称邵阳学院机械与能源工程系2022 年 3 月试验一试验室：动力机械试验室老师姓名：徐勇12 级机械设计制造及自课程名称液压与气压传动授课专业及班次动化、车辆工程、材料成型及掌握工程、魏源机械授课内容液压泵的性能测试试验授课方式及学时90 分钟1、教学目的 通过介绍试验目的、试验原理、试验要求及试验方法,使同学把握自行设计试验方案与系统连接方法,明白液压阀的原理与结构,达到验证换目的要求向回路试验的目的 ；2、教学要求 通过本讲,使同学明白液压阀的结构,把

2、握液压阀的原理,把握换向 回路试验原理；重点把握依据试验原理方法设计试验方案与系统连接；了 解试验目的、试验要求及留意事项；重点与难点1、教学重点：试验原理及试验方法；2、教学难点：试验原理及依据原理设计试验方案与系统连接；1、试验目的；（2 分钟）讲授内容 及 时间安排2、试验原理；（10 分钟）3、试验系统与设备；（5 分钟）4、试验步骤方法；（10 分钟）5、留意事项；（3 分钟）6、按试验步骤与方法进行试验教具板书、试验台及各种元件参考资料教材液压与气压传动许福玲主编指导书动力机械基础试验指导书陈志刚、邓清方主编一、试验目的 1、通过试验,观看压力与流量、效率、容积效率、输入功率大小之

3、间的关 系；2、利用液压试验台,记录压力表数值,依据测得的流量、功率,运算效率,找出其与压力之间的关系,把握液压泵的静态特性；明白液压泵的动态特性；3、明白本试验系统中各元件的性能,并把握各元件的连接方法及测量外表、测试软件使用方法, 与测试技能, 学习小功率液压泵性能测试方法及测试仪器使 用；4、通过自行设计测试回路及试验,训练同学自我设计测试回路的才能；二、试验原理 1. 测试定量叶片泵静态性能（1）qp 特性测试液压泵实际流量q 指液压泵在某一详细工况下, 单位时间内所排出的液体体积, 它等于理论流量 qi 减去泄漏流量 q,即：qq iq其中泄漏流量 q 与液压泵的负载压力 即有：2

4、vp 特性测试qqikpp 成正比,即 q=kp,k 为比例系数,液压泵的功率缺失有容积缺失和机械缺失两部分,容积缺失是指液压泵流量上的缺失 , 液压泵的实际输出流量总是小于其理论流量, 其主要缘由是由于液压泵内部高压腔的泄漏、 油液的压缩以及在吸油过程中由于吸油阻力太大、油液粘度大以及液压泵转速高等缘由而导致油液不能全部布满密封工作腔；液压泵的容积缺失用容积效率来表示 , 它等于液压泵的实际输出流量 q 与其理论流量 qi 之比即：qq iq1qvqiqiqi其中q泵额定转速下的实际流量m 3/sqi泵额定转速下的理论流量 3 Pp、Pi p 特性测试m 3/s ,试验中为泵额定转速下的空载

5、流量液压泵的功率有输入功率 Pi 和输出功率 P；输入功率 Pi 液压泵的输入功率是指作用在液压泵主轴上的机械功率 , 当输入转矩为 T0,角速度为 时, 有：Pi T 0或 Pi = n（KW）式中,电机输出转矩, n电机转速也可以写成 Pi =P 表 电（KW）式中, P 表三相功率表测得的电机功率, 电为 P 表对应的电机效率；输出功率 P 液压泵的输出功率是指液压泵在工作过程中的实际吸、压油口间的压差 p 和输出流量 q 的乘积 , 即：P pq在实际的运算中 , 如油箱通大气 , 液压泵吸、 压油的压力差往往用液压泵出口压力p代入；m 3/s ）故输出功率写成Ppq103 KW式中

6、p为泵实际工作压力（ N/m 2）,q泵额定转速下的输出流量（4 p 特性测试液压泵的总效率 液压泵的总效率是指液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值 , 即：PpqpqivvmT iP iT 0m其中 pqi 为理论输入转矩 Ti；液压泵总的效率 p pqp i p 表 电故液压泵的总效率等于其容积效率与机械效率的乘积,所以液压泵的输入功率也可写成：Pipq液压泵的各个参数和压力之间的关系如下列图；液压泵的特性曲线2. 测试定量叶片泵的动态特性1 泵过渡过程品质测试当泵输出流量瞬时突变时,泵工作压力会随之发生转变,故要测量压力随时 间变化的过渡过程品质,画特性曲线,求压力超调量、压力稳固时间

7、、压力回升 时间；3 泵工作压力脉动特性测试 泵工作压力脉动的影响缘由复杂,如流量脉动变化,负载变化,压力缺失变 化等,忽视其它因素的影响, 考察不同流量下压力脉动的规律,测泵输出压力脉 动特性,画特性曲线,求压力脉动频率和幅值；试验原理如下图所示：75 64T9122P38131M1110三、试验系统与设备 1、所需设备： SYT/SD-600L-90 全功能液压性能测试系统 1 套被测对象：轴向柱塞泵；型号： SY-160SCY14-1EL一台； SY-63YCY14-1B 一台SY-25YCY14-1B一台生产厂家：邵阳维克液压股份有限公司；2、测试方法和测试标准的说明测试标准：国家标准

8、液压轴向柱塞泵 ,标准号： JB/T7043-20226.2.1 排量空载排量应在公称排量的 95%110% 范畴内；6.2.2 容积效率和总效率在额定工况下, 定量泵的容积效率和总效率应符合表 2 的规定；变量泵指标科比相同排量的指标低 1 个百分点；表 2 轴向柱塞泵的容积效率和总效率公称排量 V（mL/r ）80斜盘式柱塞泵斜轴式柱塞泵10 V2525V50010V2525V500容积效率 %91929495总效率 %7586878485四、试验步骤方法1. 静态特性测试（依据国家标准液压轴向柱塞泵JB/T7043-2022 中 7.3.2 表 10 的规定,在最大排量（ 25ml/r

9、）、额定转速（ 1450r/min ）下,使被试泵的出口压力逐步增 加至额定压力的 25%（）,待测试状态稳固后,测试与效率有关的数据；按上述方法,使被试泵的出口压力为额定压力的40%（）、55%（）、70%（22MPa）、80%（）、100%（）时,分别测量与效率有关的数据；转速约为额定转速的100%（1450r/min ）、85%（1233r/min ）、70%（1000r/min ）、55%（798r/min ）、40%（580r/min ）、30%（435r/min ）、20%（290r/min ）、10%（ 145r/min ）时在上述各试验压力点,分别测试被试泵与效率有关的数据测得

10、的流量、功率、电流填入表 1表 1 被试泵测试参数表（转速n、压力 p2e、流量 qv2e、功率 VA、电流 A）容积效率、总效率运算及分析依据国家标准容积效率运算：vV2eq v2ene100%1 V2iq v2ini依据国家标准总效率运算：tp2eqv 2enp 1eqv 1e100%2 2e T 1其中忽视输入压力对效率的影响,上式变为tp2eqv2e100%3 600002ne T 1式中：V2e试验压力时的排量,单位是 ml/r ；V2i空载排量,单位为 ml/r ；qv2e试验压力时的输出流量,单位为 L/min ；ne试验压力时的转速,单位为 r/min ；ni空载压力时的转速,

11、单位为 r/min ；qv2i空载压力时的输出流量,单位为 L/min ；p2e输出试验压力,单位为 kPa；p1e输入压力大于大气压为正,小于大气压为负,单位为 kPa;T1输入转矩,单位为 Nm；qv1e试验压力时的输入流量,单位为 L/min ；功率、流量、效率等参数随压力变化的运算及分析依据以上公式运算,得出最大排量、额定转速下容积效率随压力变化的值如下表；最大排量（ 25ml/r ）、额定转速下（ 1450r/min ）的容积效率压力（ MPa）22容积效率 v绘出最大排量、额定转速下容积效率随压力变化特性曲线图依据以上公式运算, 得出最大排量、 额定转速下总效率随压力变化的值如下表

12、；最大排量（ 25ml/r ）、额定转速下（ 1450r/min ）的总效率压力（ MPa）22总效率 t绘出最大排量、额定转速下总效率随压力变化特性曲线图依据表 1,得出最大排量、额定转速下流量随压力变化的值如下表；最大排量（ 25ml/r ）、额定转速下（ 1450r/min ）的流量压力（ MPa）022流量（ L/min ）绘出最大排量、额定转速下流量随压力变化特性曲线图依据表 1,得出最大排量、额定转速下功率随压力变化的值如下表；最大排量（ 25ml/r ）、额定转速下（ 1450r/min ）的功率压力（ MPa）022功率（ KW）绘出最大排量、额定转速下功率随压力变化特性曲线图

13、依据国家标准, 在额定工况下, 定量泵的容积效率和总效率应符合表 2 的规定；变量泵指标科比相同排量的指标低 1 个百分点；表 2 轴向柱塞泵的容积效率和总效率斜盘式柱塞泵 斜轴式柱塞泵公称排量 V（mL/r ）10 V25 25V500 10V A节2 A节3vCA 节p 泵A 1FA 11机式中, v油缸速度A1油缸有效工作面积A节3A 节节流阀通流面积p 泵油泵供油压力F图F 油缸负载 图 82-1 进油节流调速回路速度负载特性曲线机油缸机械效率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, 如上图 82-1 ；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

14、泵供油 压力 p泵调定后,节流阀通流面积 A节调好后,活塞速度 v 随负载 F 增大按以 为 指数的曲线下降；当 F=A1p 泵时,油缸速度为零,但无论负载如何变化,油泵工 作压力不变, 回路的承载才能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；三、试验系统与设备 所需设备：液压传动综合试验台 所需元件：压力表 3 块；2 位 2 通电磁换向阀 1 个；3 位 4 通 O型中位机能电磁换向阀 1 个；先导式溢流阀 2 个；节流阀 1 个；单向阀 2 个；液压缸 1 个；系统连接：（如下图）A8610119754213节流阀进油节流调速回路系统连接图A-被试油缸 1

15、-定量泵 2- 先导式溢流阀 Y-10B 3- 电磁阀（二位二通, 常断） 4-压力表 5-电磁阀（三位四通,O型） 6- 节流阀 7 、11- 单向阀 8- 压力表 9- 压力表 10- 先导式溢流阀Y-25B 四、试验内容及操作步骤1. 试验内容节流阀进油节流调速回路,测试节流阀在三种通流面积下的速度负载特性；2. 试验方法节流阀进油节流调速回路速度负载特性试验（1）用溢流阀 2,调定油泵 1 工作压力为 6MPa,由压力表 4 观测；（2）调剂流阀 6 为小通流面积,同时保持溢流阀2 调定压力不变；（3）用溢流阀10,通过调剂不同压力大小（观看压力表9）对工作油缸A加载,溢流阀 10 调

16、定压力设定点为6 个,其中包括加载力为零（全开）和工作缸 A 不动时的加载力点,由压力表 9 观测；（4）测量油缸位移 L,用秒表测油缸运行L 位移的时间 t ；（5）运算工作缸 A的负载 F 和工作缸 A运动速度F vpA（N）L t（m/s）式中, F：油缸 A的负载p：加载溢流阀 10 的调定压力（ N/m 2）A：被试缸有杆腔有效工作面积（m 2）2 2A D d ,D：被试缸内径（ m）；d：被试缸活塞杆直径（ m）4L：油缸 A 行程（ m）t ：油缸 A 行 L 所用时间（ s）依据上式,由于被试缸有杆腔有效工作面积A为固定值,就负载 F 与加载溢流阀 10 的调定压力 p 成正比,故试验数据可用压力 p 代替油缸 A 的负载F；（8）调大节流阀 6 的通流面积,重复（ 1）（7）项试验内容；（9）调剂流阀 6 为更大通流面积,重复（五、试验结论1）（7）项试验内容；1、画出进油节流调速回路的液压系统图,于试验报告纸上画出三种通流面 积下的速度