1、教 案（20222022學(xué)年其次學(xué)期）課程名稱 液壓與氣動(dòng)試驗(yàn)課程編號(hào) 139課程性質(zhì)學(xué)科基礎(chǔ)課教學(xué)時(shí)數(shù)6教學(xué)對(duì)象級(jí)機(jī)制、材料授課老師徐勇職稱邵陽(yáng)學(xué)院機(jī)械與能源工程系2022 年 3 月試驗(yàn)一試驗(yàn)室：動(dòng)力機(jī)械試驗(yàn)室老師姓名：徐勇12 級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自課程名稱液壓與氣壓傳動(dòng)授課專業(yè)及班次動(dòng)化、車輛工程、材料成型及掌握工程、魏源機(jī)械授課內(nèi)容液壓泵的性能測(cè)試試驗(yàn)授課方式及學(xué)時(shí)90 分鐘1、教學(xué)目的 通過(guò)介紹試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)原理、試驗(yàn)要求及試驗(yàn)方法,使同學(xué)把握自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案與系統(tǒng)連接方法,明白液壓閥的原理與結(jié)構(gòu),達(dá)到驗(yàn)證換目的要求向回路試驗(yàn)的目的 ；2、教學(xué)要求 通過(guò)本講,使同學(xué)明白液壓閥的結(jié)構(gòu),把

2、握液壓閥的原理,把握換向 回路試驗(yàn)原理；重點(diǎn)把握依據(jù)試驗(yàn)原理方法設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案與系統(tǒng)連接；了 解試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)要求及留意事項(xiàng)；重點(diǎn)與難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)：試驗(yàn)原理及試驗(yàn)方法；2、教學(xué)難點(diǎn)：試驗(yàn)原理及依據(jù)原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案與系統(tǒng)連接；1、試驗(yàn)?zāi)康?；? 分鐘）講授內(nèi)容 及 時(shí)間安排2、試驗(yàn)原理；（10 分鐘）3、試驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備；（5 分鐘）4、試驗(yàn)步驟方法；（10 分鐘）5、留意事項(xiàng)；（3 分鐘）6、按試驗(yàn)步驟與方法進(jìn)行試驗(yàn)教具板書(shū)、試驗(yàn)臺(tái)及各種元件參考資料教材液壓與氣壓傳動(dòng)許福玲主編指導(dǎo)書(shū)動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)陳志剛、鄧清方主編一、試驗(yàn)?zāi)康?1、通過(guò)試驗(yàn),觀看壓力與流量、效率、容積效率、輸入功率大小之

3、間的關(guān) 系；2、利用液壓試驗(yàn)臺(tái),記錄壓力表數(shù)值,依據(jù)測(cè)得的流量、功率,運(yùn)算效率,找出其與壓力之間的關(guān)系,把握液壓泵的靜態(tài)特性；明白液壓泵的動(dòng)態(tài)特性；3、明白本試驗(yàn)系統(tǒng)中各元件的性能,并把握各元件的連接方法及測(cè)量外表、測(cè)試軟件使用方法, 與測(cè)試技能, 學(xué)習(xí)小功率液壓泵性能測(cè)試方法及測(cè)試儀器使 用；4、通過(guò)自行設(shè)計(jì)測(cè)試回路及試驗(yàn),訓(xùn)練同學(xué)自我設(shè)計(jì)測(cè)試回路的才能；二、試驗(yàn)原理 1. 測(cè)試定量葉片泵靜態(tài)性能（1）qp 特性測(cè)試液壓泵實(shí)際流量q 指液壓泵在某一詳細(xì)工況下, 單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體體積, 它等于理論流量 qi 減去泄漏流量 q,即：qq iq其中泄漏流量 q 與液壓泵的負(fù)載壓力 即有：2

4、vp 特性測(cè)試qqikpp 成正比,即 q=kp,k 為比例系數(shù),液壓泵的功率缺失有容積缺失和機(jī)械缺失兩部分,容積缺失是指液壓泵流量上的缺失 , 液壓泵的實(shí)際輸出流量總是小于其理論流量, 其主要緣由是由于液壓泵內(nèi)部高壓腔的泄漏、 油液的壓縮以及在吸油過(guò)程中由于吸油阻力太大、油液粘度大以及液壓泵轉(zhuǎn)速高等緣由而導(dǎo)致油液不能全部布滿密封工作腔；液壓泵的容積缺失用容積效率來(lái)表示 , 它等于液壓泵的實(shí)際輸出流量 q 與其理論流量 qi 之比即：qq iq1qvqiqiqi其中q泵額定轉(zhuǎn)速下的實(shí)際流量m 3/sqi泵額定轉(zhuǎn)速下的理論流量 3 Pp、Pi p 特性測(cè)試m 3/s ,試驗(yàn)中為泵額定轉(zhuǎn)速下的空載

5、流量液壓泵的功率有輸入功率 Pi 和輸出功率 P；輸入功率 Pi 液壓泵的輸入功率是指作用在液壓泵主軸上的機(jī)械功率 , 當(dāng)輸入轉(zhuǎn)矩為 T0,角速度為 時(shí), 有：Pi T 0或 Pi = n（KW）式中,電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩, n電機(jī)轉(zhuǎn)速也可以寫(xiě)成 Pi =P 表 電（KW）式中, P 表三相功率表測(cè)得的電機(jī)功率, 電為 P 表對(duì)應(yīng)的電機(jī)效率；輸出功率 P 液壓泵的輸出功率是指液壓泵在工作過(guò)程中的實(shí)際吸、壓油口間的壓差 p 和輸出流量 q 的乘積 , 即：P pq在實(shí)際的運(yùn)算中 , 如油箱通大氣 , 液壓泵吸、 壓油的壓力差往往用液壓泵出口壓力p代入；m 3/s ）故輸出功率寫(xiě)成Ppq103 KW式中

6、p為泵實(shí)際工作壓力（ N/m 2）,q泵額定轉(zhuǎn)速下的輸出流量（4 p 特性測(cè)試液壓泵的總效率 液壓泵的總效率是指液壓泵的實(shí)際輸出功率與其輸入功率的比值 , 即：PpqpqivvmT iP iT 0m其中 pqi 為理論輸入轉(zhuǎn)矩 Ti；液壓泵總的效率 p pqp i p 表 電故液壓泵的總效率等于其容積效率與機(jī)械效率的乘積,所以液壓泵的輸入功率也可寫(xiě)成：Pipq液壓泵的各個(gè)參數(shù)和壓力之間的關(guān)系如下列圖；液壓泵的特性曲線2. 測(cè)試定量葉片泵的動(dòng)態(tài)特性1 泵過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)測(cè)試當(dāng)泵輸出流量瞬時(shí)突變時(shí),泵工作壓力會(huì)隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變,故要測(cè)量壓力隨時(shí) 間變化的過(guò)渡過(guò)程品質(zhì),畫(huà)特性曲線,求壓力超調(diào)量、壓力穩(wěn)固時(shí)間

7、、壓力回升 時(shí)間；3 泵工作壓力脈動(dòng)特性測(cè)試 泵工作壓力脈動(dòng)的影響緣由復(fù)雜,如流量脈動(dòng)變化,負(fù)載變化,壓力缺失變 化等,忽視其它因素的影響, 考察不同流量下壓力脈動(dòng)的規(guī)律,測(cè)泵輸出壓力脈 動(dòng)特性,畫(huà)特性曲線,求壓力脈動(dòng)頻率和幅值；試驗(yàn)原理如下圖所示：75 64T9122P38131M1110三、試驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備 1、所需設(shè)備： SYT/SD-600L-90 全功能液壓性能測(cè)試系統(tǒng) 1 套被測(cè)對(duì)象：軸向柱塞泵；型號(hào)： SY-160SCY14-1EL一臺(tái)； SY-63YCY14-1B 一臺(tái)SY-25YCY14-1B一臺(tái)生產(chǎn)廠家：邵陽(yáng)維克液壓股份有限公司；2、測(cè)試方法和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)明測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

8、液壓軸向柱塞泵 ,標(biāo)準(zhǔn)號(hào)： JB/T7043-20226.2.1 排量空載排量應(yīng)在公稱排量的 95%110% 范疇內(nèi)；6.2.2 容積效率和總效率在額定工況下, 定量泵的容積效率和總效率應(yīng)符合表 2 的規(guī)定；變量泵指標(biāo)科比相同排量的指標(biāo)低 1 個(gè)百分點(diǎn)；表 2 軸向柱塞泵的容積效率和總效率公稱排量 V（mL/r ）80斜盤(pán)式柱塞泵斜軸式柱塞泵10 V2525V50010V2525V500容積效率 %91929495總效率 %7586878485四、試驗(yàn)步驟方法1. 靜態(tài)特性測(cè)試（依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)液壓軸向柱塞泵JB/T7043-2022 中 7.3.2 表 10 的規(guī)定,在最大排量（ 25ml/r

9、）、額定轉(zhuǎn)速（ 1450r/min ）下,使被試泵的出口壓力逐步增 加至額定壓力的 25%（）,待測(cè)試狀態(tài)穩(wěn)固后,測(cè)試與效率有關(guān)的數(shù)據(jù)；按上述方法,使被試泵的出口壓力為額定壓力的40%（）、55%（）、70%（22MPa）、80%（）、100%（）時(shí),分別測(cè)量與效率有關(guān)的數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)速約為額定轉(zhuǎn)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 ）時(shí)在上述各試驗(yàn)壓力點(diǎn),分別測(cè)試被試泵與效率有關(guān)的數(shù)據(jù)測(cè)得

10、的流量、功率、電流填入表 1表 1 被試泵測(cè)試參數(shù)表（轉(zhuǎn)速n、壓力 p2e、流量 qv2e、功率 VA、電流 A）容積效率、總效率運(yùn)算及分析依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)容積效率運(yùn)算：vV2eq v2ene100%1 V2iq v2ini依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總效率運(yùn)算：tp2eqv 2enp 1eqv 1e100%2 2e T 1其中忽視輸入壓力對(duì)效率的影響,上式變?yōu)閠p2eqv2e100%3 600002ne T 1式中：V2e試驗(yàn)壓力時(shí)的排量,單位是 ml/r ；V2i空載排量,單位為 ml/r ；qv2e試驗(yàn)壓力時(shí)的輸出流量,單位為 L/min ；ne試驗(yàn)壓力時(shí)的轉(zhuǎn)速,單位為 r/min ；ni空載壓力時(shí)的轉(zhuǎn)速,

11、單位為 r/min ；qv2i空載壓力時(shí)的輸出流量,單位為 L/min ；p2e輸出試驗(yàn)壓力,單位為 kPa；p1e輸入壓力大于大氣壓為正,小于大氣壓為負(fù),單位為 kPa;T1輸入轉(zhuǎn)矩,單位為 Nm；qv1e試驗(yàn)壓力時(shí)的輸入流量,單位為 L/min ；功率、流量、效率等參數(shù)隨壓力變化的運(yùn)算及分析依據(jù)以上公式運(yùn)算,得出最大排量、額定轉(zhuǎn)速下容積效率隨壓力變化的值如下表；最大排量（ 25ml/r ）、額定轉(zhuǎn)速下（ 1450r/min ）的容積效率壓力（ MPa）22容積效率 v繪出最大排量、額定轉(zhuǎn)速下容積效率隨壓力變化特性曲線圖依據(jù)以上公式運(yùn)算, 得出最大排量、 額定轉(zhuǎn)速下總效率隨壓力變化的值如下表

12、；最大排量（ 25ml/r ）、額定轉(zhuǎn)速下（ 1450r/min ）的總效率壓力（ MPa）22總效率 t繪出最大排量、額定轉(zhuǎn)速下總效率隨壓力變化特性曲線圖依據(jù)表 1,得出最大排量、額定轉(zhuǎn)速下流量隨壓力變化的值如下表；最大排量（ 25ml/r ）、額定轉(zhuǎn)速下（ 1450r/min ）的流量壓力（ MPa）022流量（ L/min ）繪出最大排量、額定轉(zhuǎn)速下流量隨壓力變化特性曲線圖依據(jù)表 1,得出最大排量、額定轉(zhuǎn)速下功率隨壓力變化的值如下表；最大排量（ 25ml/r ）、額定轉(zhuǎn)速下（ 1450r/min ）的功率壓力（ MPa）022功率（ KW）繪出最大排量、額定轉(zhuǎn)速下功率隨壓力變化特性曲線圖

13、依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn), 在額定工況下, 定量泵的容積效率和總效率應(yīng)符合表 2 的規(guī)定；變量泵指標(biāo)科比相同排量的指標(biāo)低 1 個(gè)百分點(diǎn)；表 2 軸向柱塞泵的容積效率和總效率斜盤(pán)式柱塞泵 斜軸式柱塞泵公稱排量 V（mL/r ）10 V25 25V500 10V A節(jié)2 A節(jié)3vCA 節(jié)p 泵A 1FA 11機(jī)式中, v油缸速度A1油缸有效工作面積A節(jié)3A 節(jié)節(jié)流閥通流面積p 泵油泵供油壓力F圖F 油缸負(fù)載 圖 82-1 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性曲線機(jī)油缸機(jī)械效率按不同的節(jié)流閥通流面積作圖, 可得一組速度負(fù)載特性曲線, 如上圖 82-1 ；由特性方程和特性曲線看出, 油缸運(yùn)動(dòng)速度與節(jié)流閥通流面積成正比,當(dāng)

14、泵供油 壓力 p泵調(diào)定后,節(jié)流閥通流面積 A節(jié)調(diào)好后,活塞速度 v 隨負(fù)載 F 增大按以 為 指數(shù)的曲線下降；當(dāng) F=A1p 泵時(shí),油缸速度為零,但無(wú)論負(fù)載如何變化,油泵工 作壓力不變, 回路的承載才能不受節(jié)流閥通流面積變化的影響,圖中各曲線在速 度為零時(shí)都交匯于同一負(fù)載點(diǎn)；三、試驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備 所需設(shè)備：液壓傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺(tái) 所需元件：壓力表 3 塊；2 位 2 通電磁換向閥 1 個(gè)；3 位 4 通 O型中位機(jī)能電磁換向閥 1 個(gè)；先導(dǎo)式溢流閥 2 個(gè)；節(jié)流閥 1 個(gè)；單向閥 2 個(gè)；液壓缸 1 個(gè)；系統(tǒng)連接：（如下圖）A8610119754213節(jié)流閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路系統(tǒng)連接圖A-被試油缸 1

15、-定量泵 2- 先導(dǎo)式溢流閥 Y-10B 3- 電磁閥（二位二通, 常斷） 4-壓力表 5-電磁閥（三位四通,O型） 6- 節(jié)流閥 7 、11- 單向閥 8- 壓力表 9- 壓力表 10- 先導(dǎo)式溢流閥Y-25B 四、試驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟1. 試驗(yàn)內(nèi)容節(jié)流閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路,測(cè)試節(jié)流閥在三種通流面積下的速度負(fù)載特性；2. 試驗(yàn)方法節(jié)流閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性試驗(yàn)（1）用溢流閥 2,調(diào)定油泵 1 工作壓力為 6MPa,由壓力表 4 觀測(cè)；（2）調(diào)劑流閥 6 為小通流面積,同時(shí)保持溢流閥2 調(diào)定壓力不變；（3）用溢流閥10,通過(guò)調(diào)劑不同壓力大?。ㄓ^看壓力表9）對(duì)工作油缸A加載,溢流閥 10 調(diào)

16、定壓力設(shè)定點(diǎn)為6 個(gè),其中包括加載力為零（全開(kāi)）和工作缸 A 不動(dòng)時(shí)的加載力點(diǎn),由壓力表 9 觀測(cè)；（4）測(cè)量油缸位移 L,用秒表測(cè)油缸運(yùn)行L 位移的時(shí)間 t ；（5）運(yùn)算工作缸 A的負(fù)載 F 和工作缸 A運(yùn)動(dòng)速度F vpA（N）L t（m/s）式中, F：油缸 A的負(fù)載p：加載溢流閥 10 的調(diào)定壓力（ N/m 2）A：被試缸有桿腔有效工作面積（m 2）2 2A D d ,D：被試缸內(nèi)徑（ m）；d：被試缸活塞桿直徑（ m）4L：油缸 A 行程（ m）t ：油缸 A 行 L 所用時(shí)間（ s）依據(jù)上式,由于被試缸有桿腔有效工作面積A為固定值,就負(fù)載 F 與加載溢流閥 10 的調(diào)定壓力 p 成正比,故試驗(yàn)數(shù)據(jù)可用壓力 p 代替油缸 A 的負(fù)載F；（8）調(diào)大節(jié)流閥 6 的通流面積,重復(fù)（ 1）（7）項(xiàng)試驗(yàn)內(nèi)容；（9）調(diào)劑流閥 6 為更大通流面積,重復(fù)（五、試驗(yàn)結(jié)論1）（7）項(xiàng)試驗(yàn)內(nèi)容；1、畫(huà)出進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的液壓系統(tǒng)圖,于試驗(yàn)報(bào)告紙上畫(huà)出三種通流面 積下的速度