PAGEPAGE13液壓與氣壓傳動實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書齊魯工業(yè)大學(xué)二○一四年十二月前言一、液壓傳動實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的：實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)互為依存、互為補(bǔ)充，共同組成液壓傳動動課的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成績應(yīng)記入本科總成績中。二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成隊某個研究對象（如某個理論、元件、系統(tǒng)……）的實(shí)驗(yàn)，因此要引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生自己組織各項(xiàng)時間的執(zhí)行方案。以小組為單位，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性。因此要求學(xué)生在學(xué)習(xí)方法上注意：1.認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，特別要對實(shí)驗(yàn)對象和實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐?，收集必要的資料（包括實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)條件等等），自行擬定實(shí)驗(yàn)執(zhí)行方案、步驟及記錄表格，并分好工，以便在指導(dǎo)教師領(lǐng)導(dǎo)下經(jīng)適當(dāng)討論（即審核實(shí)驗(yàn)方案和步驟等）后，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)報告中的§1內(nèi)容，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作中進(jìn)行，寫好這部分實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備報告才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2.主動地進(jìn)行時間，對實(shí)驗(yàn)總出現(xiàn)的一切現(xiàn)象要仔細(xì)觀察，實(shí)驗(yàn)的同時，要不斷地對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行初步判斷和分析。3.每次實(shí)驗(yàn)課應(yīng)分配一定比例的時間，以實(shí)驗(yàn)小組為單位，自己組織討論，初步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出看法和問題，必要時可重做實(shí)驗(yàn)的某一部分。4.認(rèn)真回答指導(dǎo)教師提出的質(zhì)疑（包括口頭回答和用實(shí)驗(yàn)回答）。實(shí)驗(yàn)教學(xué)因?qū)W時的限制，應(yīng)保證基本的內(nèi)容。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)編各個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中，帶有*者，可根據(jù)情況由教師置疑、選做或不做。目錄實(shí)驗(yàn)一液壓元件的拆裝………………1實(shí)驗(yàn)二液體流動的壓力損失和液壓系統(tǒng)工作演示…5實(shí)驗(yàn)三液壓系統(tǒng)中工作壓力形成的原理……………7實(shí)驗(yàn)四液壓泵性能實(shí)驗(yàn)………………12實(shí)驗(yàn)五節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn)………18實(shí)驗(yàn)六氣動元件認(rèn)識和氣動回路實(shí)驗(yàn)………………32實(shí)驗(yàn)一液壓元件的拆裝§1實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊簤涸且簤合到y(tǒng)的重要組成部分，通過對液壓元件的拆裝可加深對齒輪泵、液壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理的了解。并能對液壓元件的加工及裝配工藝有一個初步的認(rèn)識?！?實(shí)驗(yàn)用工具及材料內(nèi)六角扳手、固定扳手、螺絲刀、齒輪泵、液壓閥及其它液壓元件§3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟拆解各類液壓元件，觀察及了解各零件在液壓元件中的作用，了解各種液壓元件的工作原理，按一定的步驟裝配各類液壓元件。1.齒輪泵型號：CBB型齒輪泵結(jié)構(gòu)圖見圖1—1圖1-1（1）工作原理在吸油腔，輪齒在嚙合點(diǎn)相互從對方齒谷中退出，密封工作空間的有效容積不斷增大，完成吸油過程。在排油腔，輪齒在嚙合點(diǎn)相互進(jìn)入對方齒谷中，密封工作空間的有效容積不斷減小，實(shí)現(xiàn)排油過程。（2）實(shí)驗(yàn)報告要求a.根據(jù)實(shí)物，畫出齒輪泵的工作原理簡圖。b.簡要說明齒輪泵的結(jié)構(gòu)組成。2.溢流閥型號：Y型溢流閥（板式）結(jié)構(gòu)圖見圖1—2圖1-2（1）工作原理溢流閥進(jìn)口的壓力油除經(jīng)軸向孔a進(jìn)入主閥芯的下端A腔外，還經(jīng)軸向小孔b進(jìn)入主閥芯的上腔B，并經(jīng)錐閥座上的小孔d作用在先導(dǎo)閥錐閥體8上。當(dāng)作用在先導(dǎo)閥錐閥體上的液壓力小于彈簧的預(yù)緊力和錐閥體自重時，錐閥在彈簧力的作用下關(guān)閉。因閥體內(nèi)部無油液流動，主閥芯上下兩腔液壓力相等，主閥芯再主閥彈簧的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)（主閥芯處于最下端），溢流閥不溢流。（2）實(shí)驗(yàn)報告要求補(bǔ)全溢流閥溢流時的工作原理。3.換向閥型號：34E—25D電磁閥結(jié)構(gòu)圖見圖1—3(1)工作原理利用閥芯和閥體間相對位置的改變來實(shí)現(xiàn)油路的接通或斷開，以滿足液壓回路的各種要求。電磁換向閥兩端的電磁鐵通過推桿來控制閥芯在閥體中的位置。圖1-3(2)實(shí)驗(yàn)報告要求根據(jù)實(shí)物說出該閥有幾種工作位置？說出液動換向閥、電液動換向閥的結(jié)構(gòu)及工作原理。4.單向閥型號：I—25型結(jié)構(gòu)圖見圖1—4(4)工作原理壓力油從口流入，克服作用于閥芯2上的彈簧力開啟由口流出。反向在壓力油及彈簧力的作用下，閥芯關(guān)閉出油口。圖1-4(5)實(shí)驗(yàn)報告要求根據(jù)實(shí)物，畫出單向閥的結(jié)構(gòu)簡圖。說出液控單向閥與普通單向閥有何區(qū)別。5.節(jié)流閥型號：L10B型節(jié)流閥結(jié)構(gòu)圖見圖15（1）工作原理轉(zhuǎn)動手柄3，通過推桿2使筏芯1作軸向移動，從而調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)流閥的通流截面積，使流經(jīng)節(jié)流閥的流量發(fā)生變化。（2）驗(yàn)報告要求根據(jù)實(shí)物，敘述節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，說出調(diào)速閥與節(jié)流閥的主要區(qū)別是什么。圖1-5實(shí)驗(yàn)二液體流動的壓力損失和液壓系統(tǒng)工作演示§1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握液體在流動時壓力損失的變化規(guī)律。2.了解液壓系統(tǒng)的構(gòu)成。能夠看懂液壓系統(tǒng)的具體構(gòu)成。3.掌握液壓設(shè)備的使用規(guī)范及安全知識。§2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟壓力損失部分：1.液體沿著直管流動時的壓力變化。2.有局部阻礙時的壓力變化：在管路中加入節(jié)流閥，通過節(jié)流閥設(shè)置局部阻礙。觀察管路中壓力的變化。3.入口壓力變化時，管路中的壓力變化：改變水源的高度位置，使管路中的入口壓力發(fā)生改變，觀察管路中的壓力變化。液壓系統(tǒng)部分1.熟悉液壓系統(tǒng)的總體布局主要包括油箱與液壓泵之間相對位置的布局、各類液壓控制閥的安裝位置及連接方式、單個及多個執(zhí)行元件的布局情況，并分析各自的特點(diǎn)。2.了解液壓系統(tǒng)的構(gòu)成液壓系統(tǒng)組成：五大部分組成(1)動力裝置：把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成液體壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置。它為液壓系統(tǒng)提供壓力油，一般最常見的是液壓泵或空氣壓縮機(jī)。(2)執(zhí)行裝置：把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。執(zhí)行裝置在壓力油的推動下輸出力和速度（直線運(yùn)動）或力和轉(zhuǎn)速（回轉(zhuǎn)運(yùn)動），包括各類液壓缸和液壓馬達(dá)。(3)控制調(diào)節(jié)裝置：對液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和流動方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的裝置。包括方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥等各種液壓控制閥。(4)輔助元件：液壓系統(tǒng)中除上述三大部分之外的其他各類組成元件，如油箱、蓄能器、油管、管接頭、濾油器、壓力表及流量計等。分別起散熱貯油、蓄能、輸油、連接、過濾、測量壓力和流量等作用，保證系統(tǒng)正常工作。(5)工作介質(zhì)：傳遞能量的流體，即液壓油或其它合成液體。結(jié)合相關(guān)知識，分析液壓系統(tǒng)的構(gòu)成，確定其在系統(tǒng)中所起的作用。3.進(jìn)行液壓系統(tǒng)工作演示。對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行完各項(xiàng)安全檢查后，通電開動系統(tǒng)，觀察系統(tǒng)運(yùn)行情況，分析其運(yùn)行特點(diǎn)。4．回答思考題?！?實(shí)驗(yàn)報告和思考題1.說明壓力損失實(shí)驗(yàn)的工作原理，繪制無局部阻礙和有局部阻礙的壓力曲線。2．回答思考題?！?思考題1.影響壓力損失的因素有那些？分析各測壓點(diǎn)壓力大小，并分析原因？2.一般液壓系統(tǒng)由哪幾部分組成？各起何作用？彼此之間是如何連接？實(shí)驗(yàn)三液壓系統(tǒng)中工作壓力形成的原理§1實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜莘e式液壓傳動中，工作壓力的大小決定于外加負(fù)載，即決定于油液運(yùn)動時所受的阻力。本實(shí)驗(yàn)要求通過各項(xiàng)負(fù)載對液壓缸工作壓力的影響而深入理解液壓系統(tǒng)中工作壓力和外加負(fù)載的關(guān)系，分析液壓系統(tǒng)中的負(fù)載體現(xiàn)在哪些方面，進(jìn)而理解液壓系統(tǒng)中工作壓力的組成：有效工作壓力和壓力損失（無效工作壓力）?！?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟一、液壓缸的外加負(fù)載變化時，對液壓缸工作壓力的影響實(shí)驗(yàn)應(yīng)在正常摩擦阻力（使橡膠密封圈完全不受軸向機(jī)械力影響）的情況下和液壓阻力不變的情況下進(jìn)行。外加負(fù)載指直接加在活塞桿上的有效負(fù)載——砝碼。實(shí)驗(yàn)裝置中液壓缸鉛直布局，砝碼可直接作為外加負(fù)載使液壓缸做出有效功。如加不同數(shù)量的砝碼，即可有級的改變負(fù)載值。這樣，可以通過增減砝碼的數(shù)量來研究外加負(fù)載對液壓缸工作壓力的影響。通過實(shí)驗(yàn)，計算液壓缸的有效工作壓力，做出負(fù)載—壓力曲線。*這項(xiàng)內(nèi)容，從另一方面看，就是調(diào)整閥6的速度—負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)。調(diào)速閥前為壓力P1，當(dāng)溢流閥4調(diào)定后，P1為恒值。調(diào)速閥后液壓缸負(fù)載改變，但活塞運(yùn)動速度基本不變，即調(diào)速閥速度—負(fù)載特性。這項(xiàng)內(nèi)容將在實(shí)驗(yàn)五中進(jìn)行，此處可留心觀察這一現(xiàn)象。二、多缸并聯(lián)系統(tǒng)中，外加負(fù)載不同時，對系統(tǒng)工作壓力的影響實(shí)驗(yàn)裝置中采用三個液壓缸的并聯(lián)油路，在摩擦阻力和液壓阻力基本相同的情況下，對三個液壓缸施加不同的外加負(fù)載，開車進(jìn)行觀察，分析它們的運(yùn)動狀態(tài)和實(shí)驗(yàn)油路系統(tǒng)泵壓調(diào)節(jié)的最低值?！?實(shí)驗(yàn)裝置液壓系統(tǒng)原理圖（見圖1）圖1液壓系統(tǒng)中工作壓力形成原理實(shí)驗(yàn)液壓系統(tǒng)原理圖§4實(shí)驗(yàn)步驟(參考)實(shí)驗(yàn)前的調(diào)試：1.實(shí)驗(yàn)油溫建議在20℃~402.接電開車前，先將調(diào)速閥5、6關(guān)死，并將溢流閥4手柄放松，然后開車，調(diào)整壓力至15kgf/cm2，再慢慢打開調(diào)速閥6。節(jié)流閥8、9和10均開至最大，不加砝碼，使活塞往復(fù)運(yùn)動到頭，進(jìn)行3~5次，排除系統(tǒng)內(nèi)的空氣。此時活塞運(yùn)動速度不易快，應(yīng)使其在端部沖擊聲最小且有充分時間在活塞單向行程中觀察出壓力表值。（單向上行全程時間可用秒表測出，記下此時調(diào)速手柄刻度值）。一、液壓缸的外加負(fù)載變化時，對液壓缸工作壓力的影響1.在實(shí)驗(yàn)缸的砝碼托盤上，分別掛上不同的砝碼，重復(fù)上述一中2的步驟，至少作5次。2.上述實(shí)驗(yàn)完畢后，取下砝碼。二、多缸并聯(lián)系統(tǒng)中，外負(fù)載變化時，對系統(tǒng)工作壓力的影響1.使11、12和13缸的活塞全部處于下位，分別調(diào)節(jié)下缸蓋處的調(diào)節(jié)螺母，使三個缸的摩擦阻力基本相符，在處加負(fù)載相同的情況下記錄下三個缸起動時和運(yùn)動中的壓力(數(shù)值應(yīng)當(dāng)接近)。2.將溢流閥4調(diào)至三缸并聯(lián)系系統(tǒng)的最大負(fù)載所需的最低壓力kgf/cm2(實(shí)驗(yàn)者確定)。給三個缸分別掛上不同的砝碼質(zhì)量，下腔通壓力油，使活塞向上運(yùn)動，分別記錄三個缸的運(yùn)動順序，速度快慢及各缸運(yùn)動時相應(yīng)工作腔的壓力P8、P9和P10(注意記錄各缸的壓力變化情況)。再使活塞處于下位。3.改變各缸的砝碼重量，重復(fù)上步2，至少作3次。注意事項(xiàng)：調(diào)速閥6正常工作需要有△P=4~5kgf/cm2的壓力差，因此計算泵的出口工作壓力即溢流閥4調(diào)定的最低值P1時，要將△P計入：P1=P泵min≥△P+P缸有效+P缸無效=△P+Ps§5實(shí)驗(yàn)報告按本實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容逐項(xiàng)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行分析?！?思考題1.當(dāng)外載等于零時，為何液壓缸工作腔的壓力不等于零？如何理解“壓力決定于負(fù)載”這句話的意義？2.在活塞運(yùn)動開始、運(yùn)動中和運(yùn)動停止時的表壓值不同(開始時較高，然后下降，穩(wěn)定在某值，運(yùn)動停止表值為系統(tǒng)調(diào)定壓力)，如何用“壓力決定于負(fù)載”的概念，分析上述現(xiàn)象。3.分析在本實(shí)驗(yàn)裝置中活塞運(yùn)動速度的快慢，對一定負(fù)載下液壓缸工作腔的壓力值有何影響？4.多缸并聯(lián)系統(tǒng)中，負(fù)載不同，為何出現(xiàn)順序動作？液壓系統(tǒng)中要產(chǎn)生順序動作，在油路中應(yīng)如何處理？5.分析液壓系統(tǒng)工作中，泵的輸出壓力與執(zhí)行缸工作腔的壓力是否相同？為什么？(從液壓系統(tǒng)中工作壓力的組成方面分析。)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：液壓缸的外加負(fù)載變化時，各測點(diǎn)的壓力。實(shí)驗(yàn)條件：采用號液壓缸；油溫℃；一塊砝碼的重量：10kgf；液壓缸下腔有效面積：5.495cm2。表3-1泵出口壓力P1(kgf/cm2)液壓缸工作腔壓力P(kgf/cm2)缸回油腔壓力P6(kgf/cm2)液壓缸有效工作壓力P有效(kgf/cm2)備注12345實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：多缸并聯(lián)系統(tǒng)中各缸負(fù)載變化時，泵出口壓力和液壓缸工作腔的壓力。實(shí)驗(yàn)條件：油溫℃。表3-2序號液壓缸號砝碼活塞運(yùn)動次序(1、2、3)活塞運(yùn)動速度(快、中、慢)泵出口壓力P1(kgf/cm2)液壓缸工作腔壓力(kgf/cm2)備注塊數(shù)重量(kgf)起動時運(yùn)動中停止后111121321112133111213實(shí)驗(yàn)四液壓泵性能實(shí)驗(yàn)§1實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庖簤罕玫闹饕阅?，并學(xué)會小功率液壓泵的測試方法?！?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方案液壓泵的主要性能包括：能否達(dá)到額定壓力、額定壓力下的流量(額定流量)，容積效率，總效率，壓力脈動(振擺)值，噪聲，壽命，溫升，振動等項(xiàng)。前三項(xiàng)是最重要的性能。泵的測試主要是檢查這幾項(xiàng)。關(guān)于單級定量葉片液壓泵的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)(摘自JB2146-77)，見表4-1。表4-1項(xiàng)目名稱額定壓力kgf/cm2公稱排量ml/r容積效率%總效率%壓力振擺kgf/cm2單級定量葉片泵63≤10≥80≥65±216≥88≥7825-32≥90≥8040-125≥92≥81≥160≥93≥82液壓泵由原動機(jī)械輸入機(jī)械能(M，n)而將液壓能(P，Q)輸出，送給液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于泵內(nèi)有摩擦損失(其值用機(jī)械效率η機(jī)表示)，容積損失(泄漏)(其值用容積效率η容表示)和液壓損失(其值用液壓效率η液表示，此項(xiàng)損失較小，通常忽略)。所以泵的輸出功率必定小于輸入功率，總效率為：η總=N出/N=η機(jī)·η容·η液≈η機(jī)·η容，要直接測定η機(jī)比較困難，一般是測出η容和η總，然后算出η機(jī)。一、液壓泵的流量—壓力特性：測定液壓泵在不同工作壓力下的實(shí)際流量，得出流量—壓力特性曲線Q=f1(P)。液壓泵因內(nèi)泄漏將造成流量的損失。油液粘度愈低，壓力愈高，其漏損就愈大。本實(shí)驗(yàn)中，壓力由壓力表讀出，流量由橢圓齒輪流量計和秒表(或采用量油箱和秒表)確定。1.空載(零壓)流量：在實(shí)際生產(chǎn)中，泵的理論流量Q理并不是按液壓泵設(shè)計時的幾何參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)計算，通常在公稱轉(zhuǎn)速下以空載(零壓)時的流量Q空代替Q理。本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)在節(jié)流閥10的通流載面積為最大的情況下測出泵的空載流量Q空。2.額定流量：指泵在額定壓力和公稱轉(zhuǎn)速的工作情況下，測出的流量Q額。本裝置中由節(jié)流閥10進(jìn)行加載。3.不同工作壓力下的實(shí)際流量Q：不同的工作壓力由節(jié)流閥10確定，讀出相應(yīng)壓力下的流量Q。二、液壓泵的容積率η容：容積效率=滿載排量(公稱轉(zhuǎn)速下)空載排量(公稱轉(zhuǎn)速下)=滿載流量×空載轉(zhuǎn)速空載流量×滿載轉(zhuǎn)速即η容=Q額Q空×η空η額若電動機(jī)的轉(zhuǎn)速在液泵處于額定工作壓力及零壓時基本上相等(η額≈η空)，則η容=Q額Q空。三、液壓泵的總效率η容：Q總=N出N入或N出=N入·η空=N入·η總·η容液壓泵的輸入功率N入：N入=M·n974(kw)式中：M——泵在額定壓力下，泵的輸入扭矩(kgf·m)n——泵在額定壓力下，泵的轉(zhuǎn)速(rpm)液壓泵的輸出功率N出：N出=p·Q612(kw)式中：p——泵在額定壓力下，泵的輸出壓力(kgf/cm2)θ——泵在額定壓力下，泵的流量(l/min)液壓泵的輸入功率可以用①扭矩儀；②平衡電機(jī)裝置；③電功率表等方法得出。①②是測出電動輸入給液壓泵油的M和n，再用公式計算出N入。而③是將電功率表(三相功率表)接入電網(wǎng)與電動機(jī)定子線卷之間，功率表指示的數(shù)值N表為電動機(jī)的輸入功率。再根據(jù)該電動機(jī)的效率曲線，查出功率為N表時的電動機(jī)效率η電，則液壓泵的輸入功率N入=N表·η電。液壓泵的總效率可用下式表示：η總=N出N入=1.59p·QM·n或η總=N出N入=p·Q612·N液·η電§3實(shí)驗(yàn)裝置液壓系統(tǒng)原理圖(見圖2)圖2液壓泵性能實(shí)驗(yàn)液壓系統(tǒng)原理圖§4實(shí)驗(yàn)步驟(參考)啟動液壓泵18(8)*，使電磁閥17(12)處于中位，電磁閥13(11)處于常態(tài)，(參看圖4-3)，關(guān)閉節(jié)流閥10，將滋流閥11(9)的壓力調(diào)至高于泵(YB-6型)的額定壓力——安全閥壓力70kgf/cm2。然后調(diào)節(jié)節(jié)流閥10的開度，作為泵的不同負(fù)載，對應(yīng)測出壓力p、流量Q、扭短M和轉(zhuǎn)速n或電動機(jī)的輸入功率N表。注意，節(jié)流閥每次調(diào)節(jié)后，運(yùn)轉(zhuǎn)1-2分鐘后要測有關(guān)數(shù)據(jù)。壓力p：觀測壓力表p12-1(p6)。流量Q：計橢圓齒輪流量計每分鐘流量累積數(shù)之差ΔV，也可采用量油箱，計每分鐘油液容積的變化量ΔV：Q=ΔVt×60(l/min)式中：t——對應(yīng)容積變化量ΔV(t)所需的時間(s)扭矩M：采用電動機(jī)平衡法測量扭短，如圖3所示。M=G·l(kgf·m)圖3電動機(jī)平衡法測量扭短示意圖轉(zhuǎn)速n：用機(jī)械式轉(zhuǎn)速表測量。電動機(jī)的輸入功率N表：觀測功率表。(電動機(jī)效率曲線由實(shí)驗(yàn)室給出。)上述各項(xiàng)參數(shù)測試數(shù)據(jù)，均重復(fù)兩次，分別填在表3-2中的a和b欄內(nèi)。§5實(shí)驗(yàn)報告根據(jù)Q=f1(p)、N入=f2(p)、η容=φ1(p)、η機(jī)=φ2(p)和η總=φ(p)，用直角坐標(biāo)紙繪制特性曲線，并分析被試泵的性能?！?思考題1.實(shí)驗(yàn)油路中溢流閥起什么作用？2.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中節(jié)流閥為什么能夠?qū)Ρ辉嚤眠M(jìn)行加載？(可用流量公式Q=C·Aφ·Δpφ進(jìn)行分析)。3.從液壓泵的效率曲線中可得到什么啟發(fā)？(如合理選擇泵的功率，泵的合理使用區(qū)間等方面。)實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：液壓泵性能測定。實(shí)驗(yàn)條件：油溫：℃；杠桿臂長：0.5m12345678abababababababab1被試泵的壓力p(kgf·cm2)2泵輸出油液容積的變化量ΔV(l)對應(yīng)于ΔV所需時間t(s)3泵的流量Q=ΔVt×60(l/min)4泵的輸出功率N出(kw)5砝碼重量G(kgf)泵的輸入扭短M(kgf·m)泵的轉(zhuǎn)速n(rpm)5′電動機(jī)的輸入功率N表(kw)對應(yīng)于N表的電動機(jī)效率η電(%)6泵的輸入功率N入(kw)7泵的總效率η總(%)8泵的容積率η容(%)9泵的機(jī)械效率η機(jī)(%)說明：被試泵的壓力p，可在0-70kgf/cm2范圍內(nèi)間隔10kgf/cm2取一點(diǎn)，建議每點(diǎn)逐項(xiàng)內(nèi)容測兩次，分a、b記入本表內(nèi)。實(shí)驗(yàn)五節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn)§1實(shí)驗(yàn)?zāi)康墓?jié)流調(diào)速回路是由定量泵、流量控制閥、溢流閥和執(zhí)行元件等組成，它通過改變流量控制閥閥口的開度，即通流截面積來調(diào)節(jié)和控制流入或流出執(zhí)行元件的流量，以調(diào)節(jié)其運(yùn)動速度。節(jié)流調(diào)速回路按照其流量控制閥安放位置的不同，有進(jìn)口節(jié)流調(diào)速出口節(jié)流調(diào)速和旁路節(jié)流調(diào)速三種。流量控制閥采用節(jié)流閥或調(diào)速閥時，其調(diào)速性能各有自己的特點(diǎn)，同是節(jié)流閥，調(diào)速方式不同，它們的調(diào)速性能也有差別。通過本實(shí)驗(yàn)達(dá)到如下目的：1.通過對節(jié)流閥三種調(diào)速回路方式的實(shí)驗(yàn)，得出它們的調(diào)速回路特性曲線，并分析比較它們的調(diào)速性能。（速度一負(fù)載特性和功率特性。）§2實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、采用?jié)流閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能二、*采用節(jié)流閥的出口節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能三、*采用節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能四、采用調(diào)速閥和節(jié)流閥進(jìn)口節(jié)流閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能比較。（負(fù)載的調(diào)節(jié)，可與上述一相同。）當(dāng)節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)形式和液壓缸的尺寸大小確定之后，液壓缸活塞杠的工作速度V與節(jié)流閥的通流截面積AR,溢流閥的調(diào)定壓力（泵的供油壓力）及負(fù)載F有關(guān)。調(diào)速回路中液壓缸活塞杠的工作速度V和負(fù)載F之間的關(guān)系，稱為歸路的速度一再特性。當(dāng)每次按不同數(shù)值調(diào)定節(jié)流閥開度即通流截面積AR或溢流閥調(diào)定壓力（泵的供油壓力）P4-1（P1）之后，改變負(fù)載F的大小，同時測出相應(yīng)的工作缸活塞桿的速度V及有關(guān)測點(diǎn)的壓力值。1.以速度V為縱坐標(biāo)，以負(fù)載F為橫坐標(biāo)，可根據(jù)測得數(shù)據(jù)按調(diào)速方式不同作出各自的一組速度-負(fù)載特性曲線。2.根據(jù)測算數(shù)據(jù)，按不同的調(diào)速回路，作出各自的功率特性曲線。1）負(fù)載變化時，以功率N和流量Q為縱坐標(biāo)，以壓力P（負(fù)載F）為橫坐標(biāo)：①液壓泵輸出功率-壓力（負(fù)載）曲線；②液壓缸有效功率-壓力（負(fù)載）曲線；③進(jìn)入液壓缸工作腔的流量-壓力（負(fù)載）曲線。2）*負(fù)載不變時，以功率N為縱坐標(biāo)，以速度（流量）為橫坐標(biāo)：①液壓泵輸出功率-速度（流量）曲線；②液壓缸有限功率-速度（流量）曲線；③（液壓缸有限功率+節(jié)流損失功率）-速度（流量）曲線。實(shí)驗(yàn)方案：1．工作缸活塞桿的速度V：用場刻度尺測量形成L，以微動形成開關(guān)發(fā)訊，電秒表記時，或直接用秒表測量時間t。2.負(fù)載F：采用液壓缸加載。本實(shí)驗(yàn)裝置采用加載液壓缸與工作液壓缸的活塞桿處于同心位置直接對頂?shù)募虞d方案。調(diào)節(jié)加載缸工作腔的油壓大小，即可使調(diào)速回路獲得不同的負(fù)載值。*使加載系統(tǒng)中兩個并聯(lián)的溢流閥14和11（9）為不同的調(diào)整壓力值，通過二位三通電磁閥13（11）的切換，加載缸工作腔可以得到階躍變化的兩個壓力值，因此在工作缸活塞前進(jìn)時，調(diào)速回路可以獲得階躍變化的級負(fù)載值。3.各處壓力值：觀測壓力表。4.油溫：觀測溫度計?！?實(shí)驗(yàn)裝置的液壓系統(tǒng)原理圖（見圖5）§4實(shí)驗(yàn)步驟（參考）一、采用節(jié)流閥的進(jìn)口流調(diào)速回路1.實(shí)驗(yàn)裝置的調(diào)整：1)加載系統(tǒng)的調(diào)整：節(jié)流閥10全閉，啟動液壓泵18（8），調(diào)節(jié)溢流閥11（9）的調(diào)壓手柄，使系統(tǒng)處于低壓5kgf/cm2,通過三位四通電磁閥17（12）切換，加載缸活塞往復(fù)3-5次，排除系統(tǒng)內(nèi)空氣，然后使活塞桿處于遲回位置。2)調(diào)速回路的調(diào)整：將調(diào)速閥6(4)、旁路節(jié)流閥9(7)和進(jìn)油路節(jié)流閥7(5)全閉，回油路節(jié)流閥8(6)的p，A口連通，慢慢調(diào)節(jié)節(jié)流閥7(5)的開度，使工作缸活塞桿運(yùn)動速度適中。反復(fù)切換電磁換向閥3，使工作缸活塞往復(fù)運(yùn)動，檢查系統(tǒng)工作是否正常。2.按似定好的實(shí)驗(yàn)方案，調(diào)定液壓泵1的供油壓力p4-1(p1)和本回路流量控制閥(節(jié)流閥7(5))的開度(Ar)，使工作缸活塞桿退回，加載缸活塞桿向前伸出，兩者頂靠在一起。3.逐次用溢流閥11(9)調(diào)節(jié)加載缸的工作壓力p12-3(p7)，分次測出工作缸19(17)的活塞運(yùn)動速度v,負(fù)載應(yīng)加到工作缸活塞不運(yùn)動為止。4.調(diào)節(jié)p4-1(p1)和Ar，重復(fù)2，5.重復(fù)3，至實(shí)驗(yàn)方案結(jié)束記錄在表5-1中)。6.*起用溢流閥14。逐次分別調(diào)節(jié)兩個溢流閥11(9)和14的調(diào)壓手柄，使它們的控制壓力不等，在工作缸前進(jìn)中(1/2處)，用電磁換向閥13(1)切換負(fù)載壓力，觀察運(yùn)動速度的轉(zhuǎn)換，分別測出切換前后的運(yùn)動速度v，記錄在表5-5中。(注意：此項(xiàng)內(nèi)容計時若用秒表，則需兩塊接替。)二、*采用節(jié)流閥的出口節(jié)流調(diào)速回路1.實(shí)驗(yàn)裝置的調(diào)整：1)加載系統(tǒng)的調(diào)整：同上述一。2)調(diào)速回路的調(diào)整：將電磁換向閥3個于中位，將進(jìn)油路節(jié)流閥7(5)至全開，慢慢調(diào)節(jié)出口節(jié)流閥8(6)的開度(Ar)，使工作缸活塞的運(yùn)動速度適中。其它做法同上述一。2、3、4、5和6各步驟，同上述一。記錄在表5-2和表5-6中。三、*采用節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路1.實(shí)驗(yàn)裝置的調(diào)：1)加載系統(tǒng)的調(diào)整：同上述一。2)調(diào)速回路的調(diào)整：將電磁換向閥3處于中位，節(jié)流閥8(6)至全開，慢慢調(diào)節(jié)旁路節(jié)流閥9(7)的開度(Ar)，使工作缸活塞的運(yùn)動速度適中。其它做法同上述一。2、3、4、5和6各步驟，同上述一。記錄在表5-3和表5-7中。四、采用調(diào)速閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路1.實(shí)驗(yàn)裝置的調(diào)整：1)加載系統(tǒng)的調(diào)整：同上述一。2)調(diào)速回路的調(diào)整：將電磁換向閥3處于中位，節(jié)流閥9(7)全閉，調(diào)速閥6(4)慢慢打開，使工作缸的活塞運(yùn)動速度適中。2、3、4、5和6各步驟，同上述一。記錄在表5-4和表5-8中。注意事項(xiàng)：為使本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述一的結(jié)果比較，調(diào)節(jié)的各個參數(shù)應(yīng)與上述一的調(diào)節(jié)參數(shù)對應(yīng)一致?！?實(shí)驗(yàn)報告根據(jù)整理好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和調(diào)速回路特性曲線：1.分析采用節(jié)流閥的三種節(jié)流調(diào)速回路的性能。2.分析比較節(jié)流閥和調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的性能。§6思考題1.本實(shí)驗(yàn)裝置為單活塞桿液壓缸，如果為獲得同樣速度，進(jìn)、回口節(jié)流調(diào)速回路中節(jié)流閥開度誰大誰??？為什么？元件規(guī)格相同時誰者可獲得更低的穩(wěn)定速度？如果克服同樣的外負(fù)載，進(jìn)、回口節(jié)流調(diào)速回路中液壓缸工作腔的壓力有何不同？2.本實(shí)驗(yàn)裝置的工作缸，如果①在空載時，②工作結(jié)束活塞桿碰上死擋鐵時，問進(jìn)、回口節(jié)流調(diào)速回路中液壓缸的壓力變化情況如何？3.進(jìn)、回和旁油路節(jié)流閥調(diào)速回路，當(dāng)節(jié)流閥的開度變化時，它們各自的速度-負(fù)載特性如何？4.進(jìn)油路采用調(diào)速調(diào)節(jié)流調(diào)速時，為什么速度-負(fù)載特性變硬？而在最后速度卻下降得很快？指出實(shí)驗(yàn)條件下，調(diào)速閥所適應(yīng)的負(fù)載范圍。(可與節(jié)流閥通速時的速度-負(fù)載特性曲線比較。)5.各種調(diào)速回路，液壓缸最大承載能力各決定于什么參數(shù)？為什么說采用節(jié)流閥旁路調(diào)速回路時，調(diào)速范圍小？6.分析并觀察各種調(diào)速回路的液壓泵出口壓力的變化規(guī)律，指出哪種調(diào)速情況下功率較大？哪種較經(jīng)濟(jì)？7.采用調(diào)速閥的進(jìn)口調(diào)速回路為什么實(shí)際上負(fù)載變化仍對速度穩(wěn)定有些影響？實(shí)驗(yàn)中速度波動值為多少？8.當(dāng)負(fù)載有階躍變化時，工作缸活塞的速度有什么變化？實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：采用節(jié)流閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路性能。實(shí)驗(yàn)條件：油溫：℃；液壓缸無桿腔有效面積A1=12.56cm2調(diào)定的參數(shù)序號測算p4-1(p1)kgf/cm2節(jié)流開度p12-3(p7)kgf/cm2F(kgf)l(mm)t(s)v(mm/s)Q1(l/min)p4-1(p1)(kgf/cm2)1234567812345678123456781234567812345678有桿腔有效面積A2=5.495cm2表5-1內(nèi)容備注p4-3(p2)(kgf/cm2)p5-2(p4)(kgf/cm2)p5-3(p5)(kgf/cm2)N1(KW)p12-3(p7)-負(fù)載缸20(18)工作腔壓力；F—負(fù)載，F(xiàn)=p12-3(p7)×A1l—工作缸19(17)活塞行程；t—l行程所需的時間；v—工作缸活塞速度；Q1—進(jìn)入工作缸的流量，Q1=A1·vN1—工作缸的有效率N1=p5-2(p4)×Q1/612(KW)Np—泵的輸出功率，Np=p4-1(p1)×Qp/612(KW)Qp—泵在調(diào)定壓力下的流量(l/min)，由實(shí)驗(yàn)室給出。速度—負(fù)載特性曲線(用直角坐標(biāo)紙)負(fù)載變化時的功率特性曲線(用直角坐標(biāo)紙)負(fù)載不變時的功率特性曲線(用直角坐標(biāo)紙)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：采用節(jié)流閥的出口節(jié)流調(diào)速回路性能。實(shí)驗(yàn)條件：油溫：℃；液壓缸無桿腔有效面積A1=12.56cm2調(diào)定的參數(shù)序號測算p4-1(p1)kgf/cm2節(jié)流開度p12-3(p7)kgf/cm2F(kgf)l(mm)t(s)v(mm/s)Q1(l/min)1234567812345678123456781234567812345678有桿腔有效面積A2=5.495cm2表5-2內(nèi)容備注p4-3(p2)(kgf/cm2)p5-2(p4)(kgf/cm2)p5-3(p5)(kgf/cm2)N1(KW)p12-3(p7)-負(fù)載缸20(18)工作腔壓力；F—負(fù)載，F(xiàn)=p12-3(p7)×A1l—工作缸19(17)活塞行程；t—l行程所需的時間；v—工作缸活塞速度；Q1—進(jìn)入工作缸的流量，Q1=A1·vN1—工作缸的有效率N1=p5-2(p4)×Q1/612(KW)Np—泵的輸出功率，Np=p4-1(p1)×Qp/612(KW)Qp—泵在調(diào)定壓力下的流量(l/min)，由實(shí)驗(yàn)室給出。速度—負(fù)載特性曲線(用直角坐標(biāo)紙)負(fù)載變化時的功率特性曲線(用直角坐標(biāo)紙)負(fù)載不變時的功率特性曲線(用直角坐標(biāo)紙)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：采用節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路性能。實(shí)驗(yàn)條件：油溫：℃；液壓缸無桿腔有效面積A1=12.56cm2調(diào)定的參數(shù)序號測算p4-1(p1)kgf/cm2節(jié)流開度p12-3(p7)kgf/cm2F(kgf)l(mm)t(s)v(mm/s)Q1(l/min)1234567812345678123456781234567812345678有桿腔有效面積A2=5.495cm2表5-3內(nèi)容備注p4-3(p2)(kgf/cm2)p5-2(p4)(kgf/cm2)p5-3(p5)(kgf/cm2)N1(KW)p12-3(p7)-負(fù)載缸20(18)工作腔壓力；F—負(fù)載，F(xiàn)=p12-3(p7)×A1l—工作缸19(17)活塞行程；t—l行程所需的時間；v—工作缸活塞速度；Q1—進(jìn)入工作缸的流量，Q1=A1·vN1—工作缸的有效率N1=p5-2(p4)×Q1/612(KW)Np—泵的輸出功率，Np=p4-1(p1)×Qp/612(KW)Qp—泵在調(diào)定壓力下的流量(l/min)，由實(shí)驗(yàn)室給出。速度—負(fù)載特性曲線(用直角坐標(biāo)紙)負(fù)載變化時的功率特性曲線(用直角坐標(biāo)紙)負(fù)載不變時的功率特性曲線(用直角坐標(biāo)紙)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：采用調(diào)速閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路性能。實(shí)驗(yàn)條件：油溫：℃；液壓缸無桿腔有效面積A1=12.56cm2調(diào)定的參數(shù)序號測算p4-1(p1)kgf/cm2節(jié)流開度p12-3(p7)kgf/cm2F(kgf)l(mm)t(s)v(mm/s)Q1(l/min)P4-2(p1)(kgf/cm2)1234567812345678123456781234567812345678有桿腔有效面積A2=5.495cm2表5-4內(nèi)容備注p4-3(p2)(kgf/cm2)P5-2(p4)(kgf/cm2)p5-3(p5)(kgf/cm2)N1(KW)p12-3(p7)-負(fù)載缸20(18)工作腔壓力；F—負(fù)載，F(xiàn)=p12-3(p7)×A1l—工作缸19(17)活塞行程；t—l行程所需的時間；v—工作缸活塞速度；Q1—進(jìn)入工作缸的流量，Q1=A1·vN1—工作缸的有效率N1=p5-2(p4)×Q1/612(KW)Np—泵的輸出功率，Np=p4-1(p1)×Qp/612(KW)Qp—泵在調(diào)定壓力下的流量(l/min)，由實(shí)驗(yàn)室給出。速度—負(fù)載特性曲線(用直角坐標(biāo)紙)負(fù)