国开机电一体化技术《液压与气压》形考任务实验报告一-七

前言本实验报告集旨在配合国开机电一体化技术专业《液压与气压》课程的形成性考核任务，通过一系列精心设计的实验，帮助学习者深入理解液压与气压传动的基本原理、关键元件的结构与特性、基本回路的组成与功能，并培养动手操作、观察分析及问题解决能力。实验过程强调理论联系实际，注重安全规范，力求使学习者在实践中巩固知识，提升专业技能，为后续专业课程学习及未来工程应用奠定坚实基础。---实验报告一：液压元件的认识与拆装一、实验目的1.认识常用液压元件的外形、型号、基本结构及工作原理，包括液压泵、液压缸、液压马达、方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀及辅助元件等。2.通过对典型液压元件（如换向阀、溢流阀）的拆装，进一步理解其内部结构、各零部件的作用及装配关系。3.培养对液压元件的感性认识，为后续液压回路的搭建与分析打下基础。二、实验原理液压传动系统主要由动力元件（液压泵）、执行元件（液压缸、液压马达）、控制元件（各类控制阀）、辅助元件（油箱、过滤器、油管、管接头、压力表等）和工作介质（液压油）五部分组成。本次实验通过观察实物、阅读产品说明书及进行简单拆装，直观了解各类元件的功能、结构特点和工作方式。例如，方向控制阀通过改变阀芯在阀体内的相对位置来控制液流的通断和方向；压力控制阀则利用阀芯上的液压作用力与弹簧力的平衡来控制压力。三、实验设备与器材1.液压元件陈列柜或实物一套（包括齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、单活塞杆液压缸、双活塞杆液压缸、液压马达、手动换向阀、电磁换向阀、溢流阀、减压阀、节流阀、调速阀、油箱、过滤器、压力表、管接头等）。2.典型元件拆装套件（如4WE型电磁换向阀、Y型溢流阀）。3.常用拆装工具（螺丝刀、内六角扳手、扳手、钳子等）。4.盛放零件的托盘、抹布。5.相关元件的产品样本或说明书。四、实验内容与步骤1.液压元件的认识*在教师指导下，逐一观察陈列的各类液压元件实物。*记录各元件的名称、型号、生产厂家（如有）。*根据外形和产品说明书，分析其作用、基本工作原理及结构特点，特别注意油口的数量与标识。*对比不同类型泵（齿轮泵、叶片泵、柱塞泵）的结构差异和应用特点。*区分各类控制阀的外观特征，理解其控制功能。2.典型液压元件的拆装*选择元件：选取电磁换向阀和溢流阀作为拆装对象。*拆卸前准备：仔细观察元件的整体结构，识别进出油口、控制口等。清理元件表面油污。准备好工具和零件托盘。*拆卸过程：*按照合理的顺序（通常从外部附件开始，逐步向内部核心部件）进行拆卸。*对拆下的零部件按顺序摆放，并可做简要标记或草图记录，防止混淆。*观察各零部件的结构、形状、配合关系及作用。例如，换向阀的阀芯、阀套、弹簧、电磁铁（或手动操纵机构）；溢流阀的阀芯、阀座、调压弹簧、调节手轮等。*装配过程：*清洁所有零部件，检查是否有损坏或过度磨损。*按照拆卸的逆顺序进行装配，注意各零部件的安装方向和位置，确保装配正确、到位。*装配过程中，动作要轻柔，避免野蛮操作损坏零件。*完成装配后，检查阀芯运动是否灵活，有无卡滞现象。五、实验数据记录与处理（示例表格）元件名称型号规格主要组成部件（观察/拆卸所见）作用与工作原理简述:-------------:-------:-----------------------------------------------:---------------------------------------------------电磁换向阀阀芯、阀套、弹簧、电磁铁、阀体、油口通过电磁铁通断电改变阀芯位置，控制液流方向溢流阀阀芯、阀座、调压弹簧、调节手轮、阀体、进出油口当系统压力超过调定值时开启溢流，维持系统压力基本稳定齿轮泵泵体、主动齿轮、从动齿轮、端盖、吸排油口通过齿轮啮合容积变化实现吸油和压油单活塞杆液压缸缸筒、活塞杆、活塞、端盖、进出油口将液压能转换为直线运动机械能............六、实验结果与分析1.元件识别结果：本次实验共识别了XX类XX种液压元件，能够根据外形和型号初步判断其类型和大致功能。例如，带有明显齿轮啮合结构的为齿轮泵；带有手轮调节且通常有进、出油口和一个遥控口的多为溢流阀或减压阀。2.拆装分析：*通过对电磁换向阀的拆装，清晰看到了阀芯的台肩结构与阀套上油口的对应关系，理解了其“位”和“通”的含义。例如，一个三位四通阀，阀芯在中间位置时各油口的连通状态（如O型、H型等）。*溢流阀的拆装则让我们明白了调压弹簧的预紧力决定了系统的调定压力，通过旋转调节手轮改变弹簧预紧力即可调整系统压力。同时观察到了阀芯与阀座的密封配合对阀性能的重要性。3.遇到的问题及解决：在拆卸[某元件]时，因[某个原因，如螺栓生锈/零件配合过紧]导致拆卸困难，后通过[某种方法，如涂抹松动剂/小心敲击]解决。装配时曾出现[某个问题，如阀芯装反/弹簧漏装]，通过仔细对照拆卸记录和零件结构得以纠正。七、实验思考题1.液压泵的共同工作原理是什么？齿轮泵、叶片泵、柱塞泵在结构上最主要的区别是什么？它们各自的优缺点和适用场合有哪些？2.电磁换向阀的“位”和“通”分别指什么？如何从型号上大致判断一个电磁换向阀的位数、通数和电磁铁类型？3.溢流阀在液压系统中有哪些主要作用？其远程控制口（卸荷口）有何用途？4.拆装液压元件时，应注意哪些事项以避免损坏元件或造成安全隐患？八、实验注意事项1.实验前必须认真阅读实验指导书，了解实验目的、步骤和注意事项。2.拆装元件时，务必使用合适的工具，禁止用力过猛或野蛮操作，防止损坏精密零件。3.拆下的零件要妥善保管，有序摆放，防止丢失或混淆。4.装配时要确保各零件清洁，无杂质混入。5.实验结束后，清理实验台，将工具和元件归位。---实验报告二：液压基本回路的搭建与测试（一）——方向控制回路与压力控制回路一、实验目的1.掌握常用方向控制回路（如换向回路、锁紧回路）的组成、工作原理和搭建方法。2.掌握常用压力控制回路（如调压回路、减压回路、卸荷回路）的组成、工作原理和搭建方法。3.学会使用压力表测量和读取液压系统的压力。4.通过实验观察不同回路的工作特性，加深对理论知识的理解。二、实验原理1.方向控制回路：主要用于控制液压执行元件的启动、停止、换向及锁紧。*换向回路：利用换向阀改变进入执行元件的液流方向来实现运动方向的改变。本实验采用电磁换向阀实现液压缸的往复运动。*锁紧回路：利用液控单向阀（液压锁）或换向阀的中位机能（如O型、M型）使执行元件在任意位置停止，并防止其因外界负载变化而移动。2.压力控制回路：主要用于控制液压系统或系统某一部分的压力，以满足执行元件对力或力矩的要求。*调压回路：通常由溢流阀与液压泵并联组成，通过调节溢流阀的调定压力来控制系统的最高工作压力，保护系统安全。*减压回路：在系统的某一支路上串联减压阀，以获得低于系统主压力的稳定工作压力。*卸荷回路：在液压泵驱动电机不停止运转的情况下，使液压泵在很低的压力下工作（接近空载），以减少功率损耗和系统发热。本实验可利用换向阀的中位机能（如M型）或二位二通换向阀实现。三、实验设备与器材1.液压实验台（含油箱、定量液压泵、驱动电机、溢流阀）。2.液压元件：电磁换向阀（如3位4通）、液控单向阀、减压阀、二位二通电磁换向阀、单活塞杆液压缸。3.辅助元件：压力表及压力表开关、油管、管接头若干。4.电源控制柜、导线。5.秒表（如需）、记录本、笔。四、实验内容与步骤（一）方向控制回路1.单缸往复运动换向回路*回路搭建：按照原理图（教师提供或自行设计），在实验台上连接回路。具体为：液压泵出油口→电磁换向阀进油口，电磁换向阀工作油口→液压缸两腔，电磁换向阀回油口→油箱。溢流阀并联在泵出口与油箱之间。在泵出口或换向阀进油口处接入压力表。*检查：检查各元件连接是否正确、牢固，油管是否有扭曲打折，各阀处于初始状态（如换向阀断电处于中位）。*排气与调试：*点动电机，检查泵转向是否正确（如有异常立即停机）。*缓慢调节溢流阀，使系统压力升至较低值（如0.5MPa）。*通电操作电磁换向阀电磁铁（左位或右位），使液压缸活塞杆伸出和缩回，重复几次，排除回路中的空气。*逐步调高溢流阀压力至实验规定值（如2MPa）。*分别操作换向阀的不同电磁铁，观察并记录液压缸的运动方向和速度（大致）。2.液压缸锁紧回路*回路搭建：在上述换向回路基础上，在液压缸的进出油口处各串联一个液控单向阀（组成液压锁）。*检查与排气：同前。*测试：*操作换向阀使活塞杆伸出至某一位置，然后使换向阀断电回到中位。观察活塞杆是否能保持在该位置，用手推拉活塞杆，感受其锁紧效果。*同样测试活塞杆缩回过程中的锁紧效果。*对比无锁紧回路时，换向阀中位时活塞杆的状态。（二）压力控制回路1.调压回路*回路搭建：液压泵出口→溢流阀→油箱。压力表接于泵出口。*测试：*启动电机，缓慢旋紧溢流阀调压手轮，观察压力表读数变化，直至达到预定最高压力（如3MPa）。记录溢流阀的调节特性。*缓慢旋松调压手轮，观察压力表读数变化。2.减压回路（假设系统需要一路低压）*回路搭建：在主调压回路基础上，从泵出口引出一支路，串联减压阀、节流阀（或直接接油箱，模拟低压负载），并在减压阀出口接压力表。主回路可接液压缸或溢流。*测试：*先将溢流阀调至较高压力（如3MPa）。*调节减压阀手轮，观察减压阀出口压力表读数，使其稳定在一较低压力值（如1MPa）。*改变主系统压力（微调溢流阀），观察减压阀出口压力是否保持稳定。3.卸荷回路（采用M型换向阀或二位二通阀）*回路搭建（M型换向阀方式）：利用前述单缸往复回路，换向阀选用M型中位机能。*测试：*启动电机，将溢流阀调至工作压力（如2MPa）。*使换向阀断电处于中位，观察压力表读数，此时应为卸荷压力（很低）。*通电使换向阀工作，观察压力表读数回升至工作压力。*（可选）二位二通阀卸荷方式：在泵出口与油箱之间并联一个二位二通电磁换向阀。当系统工作时，该阀断电关闭；当需要卸荷时，该阀通电开启，泵出口直接回油箱。观察压力变化。五、实验数据记录与处理（示例表格）表1：换向回路测试电磁换向阀状态液压缸活塞杆运动方向备注(如速度快慢、有无冲击):-----------------:-------------------:--------------------------电磁铁1通电(左位)电磁铁2通电(右位)均不通电(中位)表2：锁紧回路测试操作步骤活塞杆位置状态手动推拉感觉结论:---------------------------:-------------:-----------:---------------伸出至中途，换向阀回中位（是否锁紧）缩回至中途，换向阀回中位（是否锁紧）无液压锁时，伸出中途回中位（对比，是否下滑）............表3：压力控制回路测试测试项目操作内容压力表读数(MPa)现象描述:-------------:---------------------------:---------------:---------------------------调压回路溢流阀调定压力1溢流阀调定压力2减压回路主系统压力P主=3MPa，减压阀调定P减=1MPaP主=P减=微调溢流阀使P主=2.5MPaP主=P减=减压阀出口压力是否稳定？卸荷回路(M型)换向阀通电工作位换向阀中位(卸荷)压力是否明显降低？............六、实验结果与分析1.换向回路：当电磁换向阀的不同电磁铁通电时，液压缸活塞杆能够按照预期实现伸出和缩回动作，验证了换向阀的控制作用。在未加锁紧时，换向阀中位，活塞杆可能因自重或轻微外力发生缓慢移动。2.锁紧回路：加入液压锁后，当换向阀回到中位，液压缸两腔油路被液控单向阀封闭，活塞杆能够稳定地停留在指定位置，手动推拉感觉阻力很大，说明锁紧效果良好。分析其原因是液控单向阀具有良好的反向密封性能。3.调压回路：溢流阀能够有效控制系统的最高压力。当系统压力未达到溢流阀调定值时，溢流阀关闭；超过调定值时，溢流阀开启溢流，压力不再升高。记录了溢流阀从关闭到溢流的压力调节过程。4.减压回路：在主系统压力变化的一定范围内（不低于减压阀调定值），减压阀出口压力能够保持稳定，实现了减压功能。这是由于减压阀内部采用了压力负反馈结构。5.卸荷回路：采用M型换向阀中位机能或二位二通阀卸荷时，系统压力显著下降，达到了卸荷目的，有助于节能和减少系统发热。七、实验思考题1.