内科大液压与气动技术实验指导及实验报告

PAGE液压与气动技术实验指导书及实验报告内蒙古科技大学机械工程学院编二零零八年二月前言液压与气动技术实验教学的目的：液压与气动技术实验教学和理论教学互为依存，共同承担液压与气动技术知识的传授重任。实验教学不仅仅能帮助加深理解液压与气动技术中的基本概念，巩固理论教学知识，而且能学到一些基本的实验原理，掌握基本的实验方法，培养分析和解决液压与气动技术工程实际问题的能力。实验教学的成绩记入本课总成绩中。实验教学的特点：实验教学是学生在教师的引导和启发下，独立完成对某个研究对象（如某个理论、元件、系统……）的实验。因此要求学生自己组织各种实验的执行方案，以小组为单位，独立完成实验。要充分发挥学生的主观能动性和创造性。三、要求学生在实验方法上注意：1、认真做好实验前的准备工作，特别要对实验对象和实验目的弄清，收集必要的资料（包括实验理论、实验方法、实验条件等等），自行拟订实验执行方案、步骤及记录表格，并分好工，以便在指导教师知道下经适当讨论（即审核实验方案和步骤等）后，独立完成实验任务。主动地进行实验，对实验中出现的一切现象要仔细观察。实验同时，要不断地对实验结果进行判断和分析。由于编者水平有限，不妥之处在所难免，欢迎批评指正。编者2008年2月目录§1实验设备简介……§2实验设备液压原理图……………§3注意事项…………§4实验一液压泵性能实验……§5实验二溢流阀动态静态性能实验…………§6实验三节流调速回路性能实验……………§7实验报告一……§8实验报告二……§9实验报告三……§1实验设备简介《液压传动CAT综合实验台》可以完成《工程流体力学》和《液压技术》两门课要求的六个教学实验。一液阻特性实验（细长孔、薄壁孔）二压力形成原理实验三液压泵性能实验四节流调速回路性能实验五溢流阀静、动态性能实验六减压阀静、动态性能实验实验台采用板式结构，造型新颖，结构简单，布局合理。通过主台及四个实验器的不同连接，可完成不同实验，增设了动态测试及CAT内容，使实验教学具有现代测试手段，实验效率、测量精度水平大为提高。并可完成溢流阀、减压阀的出厂实验，为教学与科研生产相结合创造条件。对照液压传动CAT综合实验台原理图，元件如下：1—油箱12—流量计2、、14—滤油器件19、22—两位四通电磁换向阀3、15—液压泵20—压力形成缸5、17、29—溢流阀21—温度计6—调速阀7、9、23、24—节流阀4、16—单向阀25—单向调速阀8、18—截止阀26、27—节流调速缸10—两位三通电磁换向阀32～43—压力表11、13—两位两通电磁换向阀28—减压阀§3注意事项实验课前应认真预习实验指导书，否则不能参加实验。溢流阀为系统的压力控制元件，在液压泵启动、停止前必须将手柄松开（卸压）做到不带压启动、停止。顺时针方向旋转为关（增压），逆时针方向旋转为开（降压）。节流阀手柄松开时，通过流量大；反之流量小。顺时针方向旋转为关，逆时针方向旋转为开。截止阀流量增减按手柄上箭头所示。A、B、C、D、E、量杯为快速接头，实验时与各实验器各进出口相连接，液压泵启动运行过程中不得拆卸。实验过程中请严格执行操作规程。违反操作规程产生的后果自负。§4实验一液压泵性能实验一实验目的：了解液压泵的主要性能，掌握液压泵的实验原理及测试方法。二实验内容：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（振摆）值、噪声、寿命、温升和振动等项。通过对液压泵空载流量、实际流量的测量，可计算出被测泵的容积效率ηv=Q负/Q空。通过测量液压泵在不同工作压力下的实际流量，可得到流量—压力特性曲线Q=f（p）和容积效率—压力曲线ηv=f(p)。三实验原理和方法：液压泵的工作压力由外负载决定，在液压泵出口串联一可调节流阀，通过调节节流阀面积，可对液压泵施加不同的负载，使泵工作压力发生变化。四实验设备：液压传动CAT综合试验台，详见液压泵性能实验原理图。被试泵为单级定量叶片泵（ηv≥80%，η≥65%，额定压力为63kgf/cm2,公称排量q6ml/r）。五实验步骤：1、在实验台上，松开溢流阀5、节流阀7、截止阀8，电磁阀10断电，关闭单项调速阀6，即构成本实验原理图。2、启动油泵3，调节溢流阀5，使P5=7.0MPa。3、松开节流阀7，使P5降至最低点，泵空载，此时的流量近似代替理论流量即空载流量Q0，记下这点的P5和Q值。4、调节节流阀7，逐渐给被测试泵3加载，每次加1MPa，直到6.3MPa为止，记录每次的P5和Q值，并填入表格。六实验报告根据记录的数据，绘制Q—P5曲线，ηv—P5曲线。七思考题1、实验油路中溢流阀起什么作用？2、实验系统中节流阀为什么能够对被试泵进行加载（用流量公式Q=C·Ar·△PM分析）？一实验目的：1、深入理解溢流阀稳定工作时的静态特性。2、深入理解瞬态下的动特性，即溢流量突然变化时，溢流阀所控制的压力随时间变化的过渡过程品质。3、通过实验，学会溢流阀静态和动态性能的实验方法，学会使用本实验所用的仪器和设备。二实验内容：通过实验着重测试溢流阀以下静特性及动特性：1、调压范围及压力稳定性；2、卸荷压力及压力损失；3、内泄漏；4、启闭特性；5、外泄漏。三实验原理和方法本实验用Y-10 先导式溢流阀作为被试阀，并按《JB2135-79》有关标准，按出厂试验检验方法进行实验。1、静态性能测试五项：eq\o\ac(○,1)调压范围及压力稳定性：应能达到规定的调节范围，并且压力上升与下降平稳，不得有尖叫。压力振摆值不应超过规定值。eq\o\ac(○,2)卸荷压力及压力损失：被试阀的远程控制口与油箱直通，阀处在卸荷状态，此时液流通过阀体产生的压差为缷荷压力。被试阀的调压手轮至全开位置，在实验流量下被试阀进出口的压力差为压力损失。eq\o\ac(○,3)内泄漏量：在被试阀完全闭死的状态下，实验系统供给额定压力的油液，从被试阀的回油口测量的流量为内泄漏量。eq\o\ac(○,4)启闭特性：被试溢流阀的阀口开度随着系统压力从低到高而从小到大（流量从小到大）变化的特性，叫开启特性。被试溢流阀的阀口开度随着系统压力从高到低而从大到小（流量从大到小）变化的特性，叫闭合特性。开启特性、闭合特性统称启闭特性。eq\o\ac(○,5)外渗漏：使被试阀处于0.5MPa背压下，观察三分钟被试阀调节旋钮处外渗漏情况，不得有外渗漏。动态性能测试七项：eq\o\ac(○,1)升压时间t1:指溢流阀由卸荷压力状态升至调定压力时所需的时间。eq\o\ac(○,2)升压稳定时间t2:指压力升到调定压力后至压力稳定状态时所需的时间。eq\o\ac(○,3)压力回升时间t3:指溢流阀由卸荷压力状态升至调定压力稳定状态时所需的时间。eq\o\ac(○,4)升压动作时间t4:指发出电信号，使溢流阀由卸荷压力状态过渡到调定压力稳定状态时所需的时间。eq\o\ac(○,5)压力卸荷时间t5:指溢流阀由调定压力状态到卸荷压力状态时所需的时间。eq\o\ac(○,6)卸荷动作时间t6:指发出电信号使溢流阀由调定压力状态过渡到卸荷压力状态时所需的时间。eq\o\ac(○,7)压力超调量△P：指过渡过程中产生的峰值压力和调定压力之间的差值。溢流阀动态特性曲线四实验设备：液压传动CTA综合实验台，详见溢流阀静、动态性能实验原理图。溢流阀静、动态性能实验原理图五实验步骤：把被试阀29的进口接E，出口接C，关闭截止阀18、8，远程控制口接D，节流阀9全开。<一>调压范围及压力稳定性：启动泵15，将溢流阀17调至比被试阀29的最高调节压力高10%，即7MPa。将被试阀压力调至6.3MPa，测出此时过阀的流量，作为实验流量。调节被试阀29的调压手柄从全开至全闭，再从全闭至全开，通过压力表P3观察压力上升与下降的情况。如是否均匀，有否突变或滞后、尖叫等现象，并测量调压范围。调节被试阀29至调压范围最高，用压力表P3测量压力振摆值。调节被试阀29至调压范围最高值，由压力表P3测量一分钟内的压力偏移值。<二>内泄漏量：调节被试阀29调压手柄至全闭位置，再调节溢流阀17，使系统压力为被试阀29的调压范围最高值。然后调节被试阀29的调压手柄，使被试阀29开启，再完全关闭，电磁阀10通电，用量杯测量内泄漏量。<三>卸荷压力及压力损失：将被试阀29调至调压范围最高值6.3MPa，过阀溢流量为实验流量，将电磁13通电，被试阀的远控口接油箱，测量压力表P3、P4压差，即卸荷压力。在实验流量下，调节被试阀29的调压手柄至全开位置，测量压力表P3、P4压差，即压力损失。<四>启闭特性：调节被试阀29至调压范围最高值6.3MPa，并锁紧，过阀流量为实验流量。调节溢流阀17，从被试阀29不溢流时开始，使系统分级逐渐升压，从被试阀的溢流量呈线流状起记下各级相应的压力和流量，直到被试阀29的调压范围最高值6.3MPa。溢流量为实验流量的1%流量所对应的压力，为开启压力。反向调节溢流阀17，使系统分8～12级逐渐降压，记下各级被试阀相应的压力和溢流量（小流量时用量杯测量），测到溢流量从油管排出时已不呈线流即可。溢流量为试验流量的1%流量所对应的压力，为闭合压力。<五>外渗漏：调节节流阀9，造成0.5MPa的背压，观察三分钟内被试阀29调节螺钉处的外渗漏情况。<六>动态特性：动态特性测量原理图调节溢流阀17为7.0MPa，调被试阀29为调压范围最高值6.3MPa，将电磁阀13通断电，准备好记录仪器，记录下动态曲线。即将电磁阀13断电，主油路升压，紧接着迅速将13通电，主油路卸压。六实验报告：根据整理好的数据绘制启闭特性曲线。七思考题：溢流阀的启闭特性好坏对使用性能有何影响？§6实验三一实验目的：1、分析、比较调速阀、节流阀这两种流量控制元件的调速特性。2、加深对进口节流、出口节流、支路节流调速回路的认识。3、了解液压加载（差动缸加载）、光电测速装置的使用方法和原理。二实验内容：1、在相同系统工作压力下，测定液压缸进口节流调速、出口节流调速和支路节流调速的速度负载特性V=f(p)。2、通过试验，比较调速阀和节流阀控制流量的特点。三实验原理和方法：对某一种调速回路，当流量阀及液压缸的结构尺寸确定后，系统调定压力P，流量阀的通流面积A，及负载F是影响液压缸运动速度V的三个主要因素。当系统压力P和通流面积A确定后，液压缸运行速度V只受负载F的影响，则速度V随负载F的变化即速度负载特性。节流调速回路是由定量泵、流量控制阀、溢流阀和执行元件等组成。它通过改变流量控制阀阀口的开度，即过流截面积来调节和控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。节流调速回路按照其流量控制阀安放位置不同，有进口节流调速、出口节流调速和支路节流调速三种。流量控制阀采用节流阀或调速阀时，其调速性能各有自己的特点。采用相同节流阀，由于其安放位置不同，它们的调速性能也有差别。四实验设备：液压传动CAT综合实验台，下图为节流调速回路性能实验原理图。节流调速实验原理图五实验步骤：节流调速实验台高压管P接E，O接C，加载缸软管接A，将节流调速小车电源与主台电源接通。据实验台原理图，关闭截止阀18、8，松开溢流阀5、17，关闭节流阀24，单向调速阀25、节流阀23放到全开状态，电磁阀10断电。启动油泵15，用溢流阀17调节工作缸压力P3=2MPa。切换电磁阀22，使工作缸往复运动数次，以排除缸内空气。<一>调速阀进口节流调速实验调节并固定调速阀开口，使工作缸运动速度适中。调节溢流阀17工作压力P3=（2.5～3.0MPa）。启动油泵3，调节溢流阀5给工作缸加载，回到原位，清零。工作缸工作过程中记录P7、P8及油缸活塞运动的时间，每次加载0.5MPa，直到工作缸不运动为止。<二>节流阀出口节流调速实验调速阀25全开，节流阀23调到某一开度，并固定。重复调速阀实验步骤。<三>节流阀支路节流调速实验调速阀25、节流阀23全开，节流阀24调到某一开度，并固定。重复调速阀实验步骤。六实验报告：根据实验数据，绘制三种回路的速度负载特性曲线。七思考题1、比较三种节