1、0学 生 实 验 指 导 书液压气压传动学院： 班级： 学号： 姓名： 1实验目录实验一液压泵静态特性实验 2实验二. 节流调速回路性能实验 52实验一 液压泵静态特性实验一、 实验目的（1）通过实验，进一步理解液压泵的静态特性及其性能；（2）掌握液压泵静态特性指标的内容及意义；（3）掌握液压泵的主要静态特性的测试原理和测试方法；（4）培养学生分析问题的能力。二、实验内容（1）了解液压泵的工作特性；（2）测定液压泵的流量-压力特性；（3）测定液压泵的容积效率-压力特性；（4）测定液压泵的总效率-压力特性。三、实验设备与实验原理1.实验设备QCS003C 型液压综合实验台或 QCS003 型液压
2、综合实验台。2.实验原理液压泵将原动机输入的机械能（T，n）转化为液压能（p，Q）输出，并传递给液压系统的执行机构,由于泵内有容积损失泄漏（其值用容积效率 表示）和摩擦损失（其值用机械效率 表vm示） ，所以泵的输出功率小于输入功率，液压泵的总效率 等于液压泵的输出功率 Po与输入功率 Pi之比值。图 1 液压泵静态特性实验系统原理图3图 1 所示为液压泵静态特性实验系统原理图。图中液压泵 18 为被试泵，它的进油口装有线隙式滤油器，出油口并联有溢流阀 11 和压力表 12-1。液压泵输出的油液经节流阀 10 和流量计 23 流回油箱。用节流阀 10 对液压泵加载。（1）液压泵的流量-压力特性
3、（Q-p 曲线）通过测定被试泵 18 在不同工作压力下的实际流量，得出它的流量-压力特性曲线。调节节流阀10 即得到液压泵的不同压力，可通过压力表 12-1 观测。不同压力下的流量由流量计 23 和秒表来确定。压力调节范围从零开始（此时对应的流量为空载流量） ，加到被试液压泵额定压力的 1.1 倍为止。（2）液压泵的容积效率-压力特性（ -p 曲线）v液压泵在不同工作压力 p 下对应的容积效率 ，即 vvtQ式中：Q t液压泵的理论流量。本实验中，以液压泵的空载流量代替液压泵的理论输出流量。调节节流阀 10 阀口至通流截面积最大，此时由流量计 23 和秒表确定的流量为液压泵的空载流量。利用 Q
4、-p 曲线的实测数据和空载流量，即可得到 -p 曲线。v（3）液压泵的总效率-压力特性（ -p 曲线）测定被试泵在不同工作压力 p 下对应的总效率，并由此得到该泵的 -p 曲线。=2oiQPTwn式中：T泵在额定压力下的输入扭矩，N.m；n泵在额定压力下的转速，r/s；p泵的工作压力，Pa；Q泵的实际输出流量， m3/s；Pi泵的输入功率， W。液压泵的输入扭矩 T 可以用图 2 所示的平衡电机装置得出：如图 2 所示电动机两端由滚动轴承支撑在轴承座中，电动机壳体（定子）可自由摆动，壳体上固定一杠杆，可借助杠杆和砝码产生的平衡扭矩 T=GL 来测量电动机转子作用在定子上的反扭矩4（此时工作电机
5、壳体应保持平衡） ，求得的 T 就是电动机轴的输入扭矩，也就是所求的液压泵输入扭矩。砝码挂钩 平衡重块电动机轴砝码图 2 平衡电机装置图四、实验步骤（1）开机调试。将溢流阀 11 完全打开，即调节手轮处于全松状态，关闭节流阀 10。安全用溢流阀 11 的调整压力这样设定：启动被试泵 18，泵运行稳定后（约运行 1min） ，调节溢流阀 11 手轮，观察泵出口的压力表 12-1，当液压泵出口压力达到额定压力的 1.1 倍时，停止调节溢流阀的调节手轮，将溢流阀的调节手轮用锁紧螺母锁紧。（2）全部打开节流阀 10，使液压泵的压力为零（或接近零） ，由流量计 23 和秒表确定的流量为液压泵的空载流量。
6、再逐渐关小节流阀 10，作为泵的不同负载，对应测出系统压力 p、流量 Q 和液压泵的输入功率 Pi。注意，节流阀每次调节后，必须运转 1、2 分钟后，再测有关数据。压力 p 从压力表 12-1 上直接读数；流量 Q 根据公式 Q=（V/t ）60 （mL/min ）计算，其中 t 为用秒表测量椭圆齿轮流量计的指针旋转一周所记时间，是产生容积变化量V（mL）所需的时间（s） ；液压泵输入的功率可从扭矩仪上直接读出或者通过加砝码由平衡电机装置计算得出。注意：液压泵的压力 p 可在 04MPa 范围内，均匀间隔取点，每点建议测两次。（3）将上述所测数据填入实验记录表。五、实验注意事项1.未经指导教师
7、检查和指导教师不在场不得开机；不得接触与实验无关的电器开关或按钮。2.开机前确认安全阀（溢流阀）处于最低调压状态或卸荷状态。3.实验过程中，若发现任何异常或故障，应立即切断电源，排除故障，经指导教师确认后，方可重新进行实验。4.实验完毕后，清理元器件，注意元器件的保养和实验台的清洁。5实验二 节流调速回路性能实验一、实验目的1.了解节流调速回路的构成及在液压系统中的调速原理，并掌握其回路的特点；2.通过节流调速回路性能的实验，分析它们的负载特性；3.通过对节流阀和调速阀的进口节流调速回路的对比实验，分析比较它们的调速性能；4.培养学生对具体设计任务的完成能力与知识综合应用能力。二、实验内容1.
8、采用节流阀的进口节流调速回路调速性能；2.采用调速阀的进口节流调速回路调速性能。三、实验原理图 4 节流调速回路性能实验液压系统原理图在某一调速回路中，当流量阀的结构形式、液压缸结构尺寸确定（采用单活塞杆液压缸）之后，流量阀的通流截面积 a、泵的工作压力 pp（溢流阀的调定压力）以及负载 F 均对液压缸的工作速度v 有影响。6（一）采用节流阀的进油路调速回路的负载特性这种调速回路的特点是节流阀与液压缸串联（见图 4） 。定量泵在溢流阀调定压力 pp 下输出的油液为 Qp,一部分油液 Q1 进入液压缸无杆腔，以压力 p1 作用在活塞面积 A1上，克服负载 F，推动活塞以速度 v 右行；另一部分油
9、液Q 则通过溢流阀流回油箱。调节节流阀的通流截面积 a，可以控制 Q1 的大小，从而改变活塞工作速度 v。当不计泄漏时，各主要参数间有如下关系：通过节流阀的流量: （3-1）11()mpKa式中: K与节流口形状、油液粘度和流动状态等有关的系数。液压缸活塞速度： （3-2）1vQA液压缸受力平衡方程式： （3-3）2()cmFp式中： 液压缸背压腔压力，本实验中取 ；2p 0p液压缸机械效率，它与液压缸的密封形式和工作压力有关，活塞杆输出的力实际上是cm理论推力的 9095%左右,本实验中取 =0.95。cm2cm1当 时，液压缸无杆腔的压力： （3-4）20p1cFpA由式（3-1） 、 （
10、3-2）和（3-4）得回路负载特性方程 （3-5）11()mpcKav式（3-5）表明当节流阀的结构形式和液压缸的尺寸大小决定之后，液压缸的工作速度 与节流阀的通流载面积 、溢流阀的调定压力 、负载 F 及液压缸的机械效率 有关。当 和 调ap cmap定之后， 随负载 F 的增加按指数 m 的曲线下降，此即与负载 F 相对应的液压缸速度 的变化特性，称为节流阀进油节流调速回路的负载特性或机械特性。当负载 F 增加到 时，速度1axcmpA就降为零，活塞停止运动。(二）采用调速阀的进油路调速回路的负载特性前面分析的节流阀调速回路的缺点是回路的速度随负载增加而下降，即机械特性差，多用于负载变化不
11、大的场合。对负载特性要求较高的液压系统，需采用调速阀或溢流节流阀。本实验中采用调速阀组成进油路调速回路，见图 4。 7液压泵流量 =const，其中一部分流量 通过调速阀进入液压缸，多余的流量 从溢流阀pQ1QQ流回油箱。 为液压泵工作压力，溢流阀调定后为常数。通过调速阀的流量： （3-6） 12mKap式中： 调速阀中节流阀进出口压差；其它符号同前。2p若不考虑液压缸的泄漏，则液压缸的速度为： （3-7） 12mKaQpvA当负载 F 变化时压力 随之成比例地变化，但调速阀中的减压阀使节流阀前后的压差 基1p 2p本上保持不变，这样，通过节流阀（即调速阀）的流量 基本上不变，活塞工作速度 也
12、基本上不1 变。如果计及缸和阀的泄漏、减压阀阀芯处弹簧力以及液动力的变化等因素，实际上负载的变化对速度将产生一些影响，随着 F 的增大，活塞工作速度将略有降低。（三）各实验参数的测试方案1工作缸的负载 F根据图 4 所示的加载系统可得： （3-8）12cmFpA调节加载缸进油压力 ，可通过上式计算出工作缸负载 F。当加载缸退回（不与工作缸对顶）1p时，工作缸有效负载为零，即 F=0；当回路的 和 a 调定后，工作缸活塞刚刚停止运动，即刚刚推p不动加载缸活塞后退时的负载，称为该回路的最大负载 。为了绘出回路的负载特性1maxcmpA曲线，包括 F=0 和 两点在内，建议设定点不少于 7 点。Fm
13、ax2工作缸活塞的速度 v用时间 t 内活塞运动的有效行程 L 来计算出工作缸活塞的平均速度 ，即（3-9）s/m（tt 可用秒表测量（s） ；L 为给定的已知量（mm） 。四、实验装置QCSOO3 型或 QCSOO3C 型教学实验台液压系统，原理图如图 4 所示。从图中可以看出：1左侧由定量泵 1 至液压缸 19 的液压系统，可以按不同要求分别组成进油路、回油路和旁路三种方式节流调速实验回路，其中进油路调速回路可分别采用节流阀或调速阀。当组成进油路节流阀调速回路时，阀 6，9 关闭， 8 全开，调节 7。82右侧由定理泵 18 至液压缸 20 的液压系统，作为节流调速实验回路的加载装置，通过
14、调节溢流阀 11 可使加载液压缸 20 无杆腔获得不同的压力值（此时有杆腔回油压力近似为零） 。本实验装置中调速回路工作液压缸与加载液压缸处于同心安装位置，采用直接对顶加载方案。3由于采用两缸直接对顶加载方案，工作缸进油压力（或称负载压力）要克服加载缸的进油压力和两缸的密封摩擦阻力，因此加载缸的进油压力不等于工作缸的负载压力。五、实验步骤1.调速回路的调整进口节流调速回路：将调速阀 6、节流阀 7、节流阀 9 关闭,回油路节流阀 8 全开，松开溢流阀2，启动液压泵 1，调整溢流阀 2，使系统压力为 45MPa （p 1）,将电磁换向阀 3 的 P,A 口连通，慢慢调节节流阀 7 的开度，使工作
15、缸活塞杆运动速度适中。反复切换电磁换向阀 3，使工作缸活塞往复运动，检查系统工作是否正常。退回工作缸活塞。2.加载系统的调整节流阀 10 全闭，启动油泵 18，调节溢流阀 11 使系统压力为 0.5 MPa,通过三位四通电磁换向阀17 的切换，使加载油缸活塞往复运动 35 次，排除系统中的空气，然后使活塞杆处于退回位置。3.节流调速实验数据的采集（1）伸出加载缸活塞杆，顶到工作缸活塞杆头上，通过电磁换向阀 3 使工作缸活塞杆克服加载缸活塞杆的推力伸出。测得工作缸活塞杆的运动时间。退回工作缸活塞杆。（2）通过溢流阀 11 调节加载缸的工作压力 p1（每次增加 0.5 MPa） ，重复步骤（1）逐次记载工作缸活塞杆运动的时间，直至工作缸活塞杆推不动所加负载为止。调速阀的进油节流调速实验的步骤与节流阀的进油节流调速实验步骤相同。6、实验注意事项1.未经指导教师检查和指导教师不在场不得开机；不得接触与实验无关的电器开关或按钮。2.开机前确认安全阀处于最低调压状态或卸荷状态。3.实验过程中，若发现任何异常或故障，应立即切断电源，排除故障，经指导教师确认后，方可重新进行实验。4.实验完毕后，清理元器件，注意元器件的保养和实验台的清洁。
