液压元件实验指导书

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专业基础实验三

流体力学与液压传动实验指导书

年级_____________

班级_____________

姓名_____________

学号_____________

实验小组号_____________

实验日期_____________

同济大学机械工程学院机械工程综合实验中心2014.9

目录

前言1

注意事项2

一、装拆实验实验一：CB—B齿轮泵的装拆实验

实验二：CB—H齿轮泵的装拆实习

实验三：DTB型叶片泵的装拆实习

3

4

5

实验四：CY14—1型向轴柱塞泵的装拆实习

实验五：中压，高压先导式溢流阀的装拆实习

6

7

二、液压元件性能实验

实验六：液压泵性能实验8

试验七：溢流阀静态性能实验15

实验八：节流调速特点实验22

1

前言

液压传动实验是学习液压传动课程的一个重要组成环节，能够帮助同学加深

理解液压传动的基本看法，牢固课堂上所学的理论知识，学到一些基本的试验方

法。培养同学使用、解析和解决工程实责问题的能力。为了提高实验授课收效和

实验效率，依照液压传动实验要求，同学们必定做到以下几点：

1．实验前应在熟悉和掌握课堂内容基础上，仔细阅读实验指导书，认识所

做实验的目的、内容、步骤和实验报告要求。

2．实验时要严肃仔细，抓紧时间，对实验中出现的各种现象要仔细观察、

解析，可在实验报告中加以解析说明。

3．实验中要遵守纪律，不是本次实验内容的设备、仪器、按钮等，不得随

便操作，实验后应使设备处于正常关闭状态，切断电源，做好必要的保护保养工

作。

4．实验结束后，应整理恢复实验装置，填好实验数据，经指导教师赞成后

方可走开实验室。实验数据办理和作图要独立达成，并书面回答思虑题。实验报告准时交教师批阅。

本实验指导书作为《专业基础实验二》液压传动实验课程的实验指导用书。也可作为《流体力学与液压传动》课程的实验指导用书。作为液压传动实验课程，须单独进行成绩核查。

该实验指导书由牟吉平、严继东二同志编写，主要获取了温州巨林教具仪器厂的大力支持，在此表示万分的感谢。本指导书如有错误之处，欢迎责怪指正。

2

注意事项

⒈因实验元器件结构和用材的特别性，在实验的过程中务必注意稳拿轻放防范碰撞；对实验的回路确认安装安妥无误后才能开机实验。

⒉做实验从前必定熟悉元器件的工作原理，掌握迅速组合的方法，绝对严禁强行拆卸，不能够强行旋、扭各种元件的手柄，省得造成人为损坏。

⒊实验中的行程开关为感觉式，开关头部距离感觉金属约4mm之内即可感觉信号。

⒋严禁带负载启动（要将溢流阀旋松），省得造成安全事故。

⒌学生做实验时，系统压力不得高出规定压力7.5MPa。

⒍学生做实验从前必然要认识本实验系统的操作规程，在实验老师的指导下进行，切勿盲目进行实验。

⒎学生实验过程中，发现回路中任何一处有问题时，应马上切断泵站电源，并向指导老师报起诉况，只有当回路释压后才能重新进行实验。

⒏实验达成后，要清理好元器件，注意搞好元器件的保养和实验台的干净。

3

一、装拆实验

实验一CB—B齿轮泵的装拆实习

实验日期成绩指导教师签字

同组人员

一、型号及主要参数：

CB—B齿轮泵，额定压力P=2.5MPQ=25l/min,额定转速n=1450rpm。Ha,额定流量HH··

二、装拆要点：

１．认识ＣＢ—Ｂ低压齿轮泵的工作原理；

２．认识除掉团油的方法；

３．领悟限制齿轮泵压力提高的主要因素。

三、思虑题：

１．依照外形及内部结构，怎样确定齿轮泵的转向和进出油口（附图说明）？

２．齿轮泵可变密封容积由哪几个部件组成，描述油液从吸油缸至压油腔的路径。

３．齿轮泵有几条内泄漏渠道，油液泄向哪处？哪个部位泄漏量最大？为减少内泄漏，在结构

上可采用哪些措施？

４．齿轮泵壳体二端面上的环槽起什么作用？

５．ＣＢ—Ｂ泵的径向力是怎样产生的？常采用什么措施来减小齿轮轴承上承受的径向力？

６．齿轮泵为什么产生困油现象？困油现象又何危害？怎样除掉困油现象？

７．齿轮泵出现外泄漏常发生在什么部位，其主要原因是什么？

实验二ＣＢ—Ｈ齿轮泵的装拆实验

实验日期成绩指导教师签字

同组人员

一、型号及主要参数：

CB—H8OC—FL，额定压力PH=14MPa,额定流量QH=76～80l/min,额定转速

nH=1800r·p·m。

二、装拆要点：

1．认识CB—H齿轮泵端面补偿的工作原理；

2．认识CB—H齿轮泵减小径向力的方法。

三、思虑题：

1．提高齿轮泵的压力，要点问题在哪里？

2．该泵与CB—B泵对照，高压区和低压区的压力分布情况有何差异？

3．为提高泵的寿命，该泵是怎样改进轴承所受的径向力情况的？

4．该泵内的卸压片有什么作用？

5．CB—H泵采用什么方法解决困油问题？采用的结构有何特点？

6．为提高工作压力，该泵与CB齿轮泵比较，在哪些方面作了改变？

5

实验三YB型叶片泵的装拆实习

实验日期成绩指导教师签字

同组人员

一、型号及主要参数：

DTB型叶片泵、额定压力PH=21MPa,理论排量H=10ml/r,额定转速nH=960r·p·m。

二、装拆要点：

认识叶片泵的基本结构和工作原理；

2．试解析该泵叶片在高压区和低压区的受力情况；

3．认识单作用，双作用叶片泵的特点。

三、思虑题：

1．该泵的可变密封容积由哪几个部件组成？请介绍其工作原理（简图表示）。

2．定子内曲线由哪几种曲线组成？请介绍两种过渡曲线，说明它们各自的优、缺点？

3．配流盘上环形槽起什么作用？

4．该泵转子上按放的叶片是径向放置的吗？为什么（叶片是前倾或后倾）？与DTB型叶片泵

有仕么差异？

5．为什么要在配流盘压油窗口边缘开三角沟槽？

6．用游标卡尺等测量仪胸怀出泵计算看流量的相关数据，并依照以下公式计算该泵的理论平

均流量（考虑叶片厚度的影响）

22R-rQ=2-r)-cosθ·S·zp]·np·η▽p·b[π(RP

定子内圆弧长半径R=mm叶片厚度s=mm定子内圆弧短半径r=mm叶片宽度b=mm密封工作腔数目Zp=转子半径ro=mm

该泵容积效率η▽p=0.9,比较YB型叶片泵的按放倾角θ一般取为130。

7．提高泵的转速可提高泵的流量，但实质上泵的转速不能够无量制高升，为什么？为什么又规定

泵的转速必定大于500转/分？特别是双作用叶片泵，为什么？

6

实验四CY14—1型向轴柱塞泵的装拆实习

实验日期成绩指导教师签字

同组人员

一、型号及主要参数：

2.5CY14—1型轴向柱塞泵，额定压力P=31.5MPa,理论排量q=2.5ml/r,额定转速HHnH=1500r·p·m。

二、装拆要点：

1．认识轴向柱塞泵可变密封容积的形成；

2．认识轴向柱塞泵变量原理及变量机构；

3．认识配油盘的结构和各孔的作用；

4．认识轴向柱塞泵滑履静压支承原理。

三、思虑题：

1．该柱塞泵由哪些零部件组成？其配油盘上盲孔有什么作用？

2．转子怎样支承在壳体上，大轴承主要起什么作用？

3．配油盘和斜盘的相对地址怎样确定？在安装时，配油盘从正确地址上转过900，以后果怎样？

4．该泵是怎样实现吸压油过程（用简图说明）？

5．为调治泵的流量，在手动改变斜盘倾角时，应注意什么？为什么？

6．柱塞泵中，滑靴与球头的小孔有什么作用？若小孔拥堵或变大，有什么影响？

7．柱塞泵的内漏、外漏部位在哪里？

8．试比较齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的性能特点。

7

实验五中压、高压先导式溢流阀的装拆实习

实验日期成绩指导教师签字

同组人员

一、型号及主要参数：Y—63中压先导式溢流阀，额定压力P=6.3MPQ=63l/min；Ha,额定流量HYF—B20H—S高压先导式溢流阀，额定压力P=32MPQ=100l/min；4Ha,额定流量H

二、装拆要点：

1．认识先导式溢流阀的结构特点，掌握它的工作原理；

2．理解在高压大流量系统中为什么必定采用先导式溢流阀；

装拆YF高压溢流阀和Y—63中压溢流阀。

三、思虑题：

1．简述Y型溢流阀的工作原理

试描述Y型，YF型溢流阀在结构上的差异。为什么Y型的工作压力低于YF型？

3．先导式溢流阀远程控制口有什么作用？若是溢流阀进出油口接反了，会出现什么情况？

4．主阀芯上的小孔和圆周方向的沟槽各起什么作用？主阀上小孔过大或拥堵，阀的工作性能

有何变化？

5．若是将Y—63型中压溢流阀改为自控序次阀，在阀的结构（即通道）上要做哪些改动，（从

序次阀和溢流阀之间的差异着手）？

怎样利用先导式溢流阀给液压系统卸荷？卸荷的意义？

从工作原理和结构特点上，试比较直动式和先导式溢流阀的性能特点。

8

二、液压元件性能实验

实验六液压泵性能实验

一、实验目的

认识液压泵的主要性能，熟悉实验设备和实验方法，测绘液压泵的性能曲线，掌握液压泵的工作特点。

二、实验内容

1）测试液压泵的输出流量——负载特点；

2）测试液压泵的容积效率——负载特点；

3）测试液压泵的机械效率——负载特点；

4）测试液压泵的总效率——负载特点；功率——负载特点；三、实验要求

复习课文中相关液压泵的结构、工作原理：复习液压泵扭矩、功率、效率的计算，并做好实验报告的预习。

四、实验器材YZ-02型液压综合授课实验台1台泵站1台节流阀1个流量传感器1个溢流阀1个油管、压力表先导式溢流阀若干（或QCS003实验台及相关仪器）

五、实验基根源理及方法

液压泵的流量——压力特点

测定液压泵在不同样工作压力下的实质输出流量，得出流量——压力特点曲线qfqp。

实验原理见图一。

实验中，压力由压力表12直接读出，各种压力时的流量由流量计4直接读出。实验中可

使溢流阀11作为安全阀使用，调治其压力值为7.0～7.5MPa，用节流阀10调治泵出口工作压

力的大小，由流量计测得液压泵在不同样压力下的实质输出流量，直到节流阀调小使液压泵出口

压力达到额定压力6.0MPa为止。给定不同样的出口压力，测出对应的输出流量，即可得出该泵的qfqp。液压泵的容积效率——压力特点

测定液压泵在不同样工作压力下，它的容积效率——压力的变化特点

VfVp。

输出流量(q)输出流量(q)由于：V理论流量(q理)空载流量q0

9

q由于：qfq(p)则：Vfq(p)所以：VfV(p)q理q理式中：理论流量q理：液压系统中，平时是以泵的空载流量来代替理论流量（也许q理nv，n为空载转速，v为泵的实质排量）。

实质流量q：不同样工作压力下泵的实质输出流量。液压泵的输出功率——压力特点

测定液压泵在不同样工作压力下，它的实质输出功率和输出压力的变化关系

输出功率：NOpqpfqpfN(p）

液压泵的总效率——压力特点

测定液压泵在不同样工作压力下，它的总效率和输出压力之间的变化关系

Nopqpqpfq(p)总NiTf(p)Nif(p)

NOfNp。

总fp

式中：Ni为泵的输入功率，实质上Ni为泵的输入扭矩М?与角速度的乘积。由于扭矩М?不易测量，YZ-02型液压实验台只适用电动机D的输入电流功率近似表示，该值能够从实验台功率表上针对不同样的输出压力时直接读出。

QCS003实验台采用*平衡电机外杠杆法测出转矩大小。

平衡电机外杠杆法：将电机安装在支架上，而支架用前后两轴承支承，使电机壳体能够

自由摇动。在支架上安装一杠杆，电机转子用联轴器与液压泵的传动轴相联。当电机转子在旋

转磁场作用下带动液压泵向一个方向转动时，电机定子同时也必然碰到一个向相反方向的作用

力，将这个力经过外杠杆作用到测力器上，并乘以杆上作用点到转动中心的距离，即电机输出

转矩（注意其量纲）。若不计联轴器的传动耗费和支架轴承的摩擦耗费，近似为液压泵的输入

扭矩М?。

．液压泵的机械效率——压力特点

测定液压泵在不同样工作压力下，它的机械效率和输出压力之间的变化关系mfmp

pvpvnpqvnf(p)mqffm(p)i2iii(p)其中：МТ理论转矩М?实质输入转矩q实质流量νn转速理论排量

10

六、实验装置液压系统原理图（见图一）

图一液压泵性能实验原理图

七、实验步骤

1．第一认识和熟悉实验台液压系统的工作原理及各元件的作用，明确注意事项。

2．检察油路连接可否牢靠。

按以下步骤调治及实验。

将溢流阀11开至最大，启动液压泵18，关闭节流阀10，经过溢流阀11调整液压泵的压

力至7.0~7.5MPa，（使其高于液压泵的最高试验压力6.3MPa而作为安全阀使用）。

迅速将节流阀10开至最大，测出泵的空载流量，即：泵的理论流量q理。

经过逐级关小节流阀10对液压泵进行加载，测出不同样负载压力下的相关数据（包括：液

压泵的工作压力p、泵的输出流量q、泵的输入功率Ni或扭矩М?、泵的输入转速n值）。

压力p：经过压力表12读出，数据计入表三。

输出流量q：经过流量计4读出，数据计入表三

输入功率Ni（或扭矩М?）：经过台面上功率表读出（或经过测力装置，输入杠杆长度，

读出相应的扭矩值。注意量纲），数据计入表三。

转速n：经过台面上转速表直接读出，数据计入表三（参照数据）。

3.实验达成后，打开溢流阀，停止电机，待回路中压力为零后拆卸元件，清理好元件并

归类放入规定的抽屉内。

11

表三液压泵性能实验数据

安全阀调压值

最高试验压力

空载流量

输出压力PO

（MPa）

（MPa）

（l/min）

（MPa）

实验测得

参数

输入扭矩T

泵的转速n

（N-m）

（r/min）

输出流量qO

输出功率NO

输入功率Ni

计算参数容积效率V

机械效率m

总效率总

（l/min）

（KW）

（KW）

八、整理实验所测数据p、q、Ni、М?、n，计算出各负载压力下对应的性能参数。

九、实验报告

依照实验数据，用直角坐标纸分别绘出泵的性能曲线（见实验报告），并进行必要的解析

和说明。

十、思虑题

说明实验中阀11的作用是什么？为什么？

2.实验中调治阀10的张口，可否在调治经过流量计4的流量？为什么？

说明液压泵的性能参数包括哪些？经过实验，你在液压泵的采用时是怎样考虑的？

12

实验报告（绘出泵的性能曲线）

η总~p、ηv~p、ηm~p

T~p、Nin~p、Nout~p

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实验七溢流阀静态性能实验

一、实验目的

经过实验，进一步掌握溢流阀的工作原理及其静态工作特点，认识溢流阀的压力牢固性、

卸荷压力和压力损失的基本看法；掌握溢流阀的静态特点的测试方法，掌握静态特点指标的内

容及意义。

二、实验内容

1）测试先导式溢流阀的调压范围和压力牢固性；

2）测试先导式溢流阀的卸荷压力和压力损失；

3）测试溢流阀的启闭特点；

4）比较先导式溢流阀和直动式溢流阀的工作特点。三、实验要求

1．实验前仔细预习先导式溢流阀、直动式溢流阀的工作原理。

2．实验中仔细观察，掌握溢流阀在液压系统中的工作压力的设定、调压的方法。

3．在直角坐标纸上作出溢流阀的启闭特点曲线，求出开启压力和闭合压力。

四、实验器材

YZ-02型液压综合授课实验台1台液压泵站1台先导式溢流阀1只直动式溢流阀1只二位二通电磁阀1只流量传感器1只油管、压力表若干（或QCS003实验台及相关仪器）。五、实验装置液压系统原理图（见图二）

六、实验方法和实验步骤

调压范围的测定

溢流阀的调定压力是由弹簧的压紧力决定的，改变弹簧的压缩量就可以改变溢流阀的调定

压力。

详尽步骤：如图二所示，把溢流阀11完好打开，启动油泵18，运行半分钟后，接通电磁换向

阀13，并将被试阀14和节流阀10完好关闭。调治溢流阀11，使泵出口压力升至7MPa，

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图二溢流阀性能试验原理图

尔后将被试阀14完好打开，使油泵18的压力降至最低值。随后调治被试阀14的手柄，

从全开至全闭，再从全闭至全开，观察压力表12-1、12-2的变化可否平稳，观察调治所得的

牢固压力的变化范围（即最高调定压力和最低调定压力差值）可否吻合规定的调治范围，并记

入表四。压力振摆和压力偏移：在某一压力下连续性压力颠簸范围称为压力振摆值。它是由于泵源的流量脉动和溢流阀芯的振动所引起。当被试阀调至调压范围最高值时，压力振摆应不高出规定值（±0.2），且一分钟内压力偏移值不高出规定值（±0.2）。并记入表四。MPaMPa2．卸荷压力和压力损失卸荷压力：被试阀在额定压力下,当其远程控制口直接与油箱接通时,此时经过试验流量的压力损失称为卸荷压力。该被试阀的卸荷压力应不高出规定值（±0.2MPa）。并记入表四。压力损失：调接被试阀的调压手柄至全开地址，使调压弹簧的预压缩量为零。经过试验流量下，测出其出入口压力差即为压力损失。该被试阀的卸荷压力应不高出规定值（±0.2）。MPa并记入表四。

溢流阀的启闭特点测定

溢流阀的启闭特点是指溢流阀控制的压力和溢流流量之间的变化特点，包括开启特点和闭

合特点两个特点。所测试的被试溢流阀包括直动式溢流阀和先导式溢流阀两种。

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①先导式溢流阀的启闭特点

开启过程：将溢流阀11的压力调至7.0MPa，将被试阀14调定在所需压力值（如5MPa），

打开溢流阀11，使经过被试阀14的流量为零（观察流量机）。