襄樊学院机汽学院

2010年04月

实验要求

1、实验前必须进行准备，编写实验预习报告。

实验准备报告的主要内容如下：

1）实验项目；

2）拟定实验目的、内容、时间（日期和时间，如果必要，拟定该项实验分几次进行，每次日期和时间）和地点；

3）根据实验室的具体条件，拟定实验方案，绘出实验装置的液压系统原理图，并须附有实验方案的必要说明；

4）拟定实验步骤，每次实验所需测试的参数和点数，确定观察和测量的方法，并估计测量误差的来源（特别是影响较大的因素），如测量装置误差，环境误差、方法误差、人员误差等。编制实验记录数据的全部表格，（表格名称，编号，实验条件，实验中设定控制的参数和数值以及对应的待测参数和点数，列出各项含意，代号，各种实验读值的单位，测试次数等），并准备好画成相应曲线的图纸（决定规格和格式，标出坐标和分度单位）；

5）本组实验人员的具体的工作分配和轮换安排；

6）选定的数据处理方法等。

2、实验中，必须积极主动实验，记录实验过程和实验数据，并加以研究。实验完成后指导教师同意后方可离开。

3、实验后必须编写实验报告，分析实验和实验数据，完成思考题

众所周知，实验报告是实验的唯一成果，一个实验的价值在很大程度上取决于报告质量的高低，要强调工作成果和总结的重要关系。学生在校期间，通过实验教学的学习，对编写实验报告应给予充分的重视，高年级学生通过各种较为复杂的实验，可多次受到编写正式技术报告或科技论文的严格训练，这对培养一个科技人员所必备的思维能力，综合归纳能力，组织管理能力和总结写作能力是很有必要的。

实验分组及时间安排

本班分三组进行实验。实验地点N2-405

A组：学号01-31  B组：学号32-62，C组63及以后同学

时间：第七周周六B组1,2节，C组3,4节，A组5,6节

第八周周六A组1,2节，B组3,4节，C组5,6节

第九周周六A组1,2节，B组3,4节，C组5,6节。

实验一   液压元件的拆装

目  录

1．实验目的                                                   

2．实验内容                                                   

3．实验步骤和方法                                             

4．实验注意事项                                               

5．实验报告                                                  

1．实验目的

1.1 通过液压元件实物观察或拆装，深入了解液压元件的结构组成、元件内部油路的连接、工作原理、性能，以巩固课堂讲述的内容；

1.2 通过实物,学习和了解液压元件在系统中的联结方式、作用、材料等工程实际问题；

1.3 培养学生分析问题、解决问题的能力和动手能力。

2．实验内容

2.1 液压泵：齿轮泵、双作用叶片泵、柱塞泵；

2.2 液压控制阀：

压力控制阀—直动式溢流阀、先导式溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器；

    方向控制阀—单向阀、电磁换向阀、手动换向阀、液动换向阀、电液动换向阀等；

    流量控制阀—节流阀、调速阀；

3．实验过程中思考的问题

    3.1 液压泵

     1）找出齿轮泵、双作用叶片泵、柱塞泵的密封工作容积，密封工作容积如何变化的，液压泵工作时液压油如何吸入和压出；

2）齿轮泵有哪几条内泄漏通道，怎样提高其容积效率？其困油现象是怎样产生的，在结构上如何改善？齿轮泵壳体端面的环形沟槽起什么作用？观察齿轮泵两个油口是否一样大、齿顶圆与壳体内孔间的间隙大小，说明为什么；

     3）双作用叶片泵的定子内表面是由几部分组成的，各部分起什么作用？其叶片在槽中是如何伸出和缩回，叶片根部压力油如何引入？影响叶片泵输出压力的因素是什么，提高输出压力应采取什么措施？试分析双作用叶片泵是否有困油现象？  

4）轴向柱塞泵是如何变量的？其柱塞头部中心小孔起什么作用？将小孔堵死是否可以；

     5）试分析柱塞泵的输出压力为什么比齿轮泵和叶片泵的高。

   3.2 液压控制阀

     1）观察滑阀式方向控制阀，分析其换向原理、位置数和通路数、操纵方式，试说出其名称、型号。观察三位滑阀的中位机能。滑阀阀芯表面开有环形槽起什么作用？ 

     2）观察单向阀的结构，分析其工作原理。并说明其弹簧刚度小的原因。

     3）结合实物分析直动式溢流阀的工作原理，阀的弹簧腔为什么与阀的出口相连通？阀芯下端的小孔起什么作用？

     4）观察先导式溢流阀的结构组成，分析其工作原理。为什么主阀的弹簧刚度比先导阀的刚度小？其主阀芯中的阻尼小孔起什么作用，是否可以将其去掉或变大？先导式溢流阀的远程控制口有什么作用？

     5）为什么直动式溢流阀用在低压系统，而先导式溢流阀多用在中、高压系统？

     6）找出控制减压阀阀芯的控制油路和控制边，分析其工作原理。直动式减压阀弹簧腔和先导式减压阀的先导阀弹簧腔的泄油路，为什么不能和阀的出油口连接？

7）试比较溢流阀和减压阀的功能、内部油路和工作原理有什么不同？

8）试比较顺序阀和溢流阀的功能、内部油路和工作原理有什么不同？

9）观察压力继电器结构，分析其工作原理。

10）观察节流阀的结构组成，分析其工作原理。若节流阀进出油口接错了，能否使用？有什么影响？

11）根据调速阀的实物，搞清楚阀内油路连接情况，分析其工作原理。调速阀能否做节流阀使用，如何改造？

   4．实验注意事项

4.1 实验中要认真观察液压元件实物并结合课堂讲授的知识，搞清楚每一个思考题。

4.2 实验中要爱护液压元件，拆装时只能轻轻敲击，不能用力过大；液压元件中的零件不得损坏和丢失；需用拆装的元件，在实验结束前，把拆装的元件装好，不得将不同元件的零件装到一起和漏装。

4.3 实验结束后，将拆开的元件装好、实验桌上的元件和工具摆放整齐、地面打扫干净，经指导教师同意方得离开。

5．实验报告

1）外啮合齿轮泵工作原理简图

    2）双作用叶片泵工作原理简图

3）轴向柱塞泵工作原理简图

4）直动式溢流阀工作原理简图

5）先导式溢流阀工作原理简图

6）减压阀工作原理简图

7）顺序阀工作原理简图

8）调速阀工作原理简图

9）换向阀

10）单向阀

实验二 液压回路设计与安装调试

目  录

1．实验台组成

2. 节流调速实验                                  

2.1实验目的                                                       

2.2实验内容与实验原理                                            

2.3实验步骤                                     

2.4试验注意事项及操作规程                                        

2.5实验数据处理                                                    

2.6思考题                                                         

一、实验台组成：

液压实验台由以下五部分组成：

（1）动力部分：主要包括油箱、电动机、油泵和滤油器。电动机和叶片泵装在油箱盖板上，油箱底部装有轮子，可以移动，它安放在实验台左后部。

（2）控制部分：主要包括溢流阀、电磁换向阀、节流阀、调速阀等，全部装在实验台的面板上。

（3）执行部分：包括工作缸和加载缸，自行安装于实验台面板上。

（4）电器部分：包括电器箱和电器按钮操作箱。电器箱中主要有接触器、热继电器、变压器、熔断器等，位于实验台后部的右下角。电器按钮操作箱主要包括各种控制按钮和旋钮以及红绿信号灯，位于实验面板上方。

（5）测量部分：主要包括压力表、温度计，它们安装在实验台面板上。

二、节流调速实验

2.1 实验目的

2.1.1通过实验深入了解进、出口节流调速系统调速原理、以巩固课堂讲述的内容；

2.1.2掌握系统性能实验方法；

2.1.3培养学生分析问题、解决问题的能力和动手能力；

2.1.4了解所用测量设备和测量装置的工作原理和掌握其使用方法。

2.2 实验内容与实验原理

2.2.1 实验内容

（1）采用节流阀的进口节流调速回路的调速性能实验；

（2）采用节流阀的出口节流调速回路的调速性能实验；

（3）分析比较二种节流调速的性能；

（4）进行差动连接的拆装与性能测试。（选作）

2.2.2实验原理

1、进口节流调速回路

如图2-7所示，这种调速回路将节流阀装在液压缸的进油路上，定量泵输出的流量qp是恒定的。在由溢流阀调定的供油压力pp下，其中的一部分流量ｑ1通过节流阀进入液压缸的工作腔，此压力油的压力ｐ1作用在活塞面积 Ａ1上，克服负载F推动活塞向右运动，另一部分流量∆ｑ则通过溢流阀流回油箱，调节节流阀的通流截面积ＡT，可以改变进入液压缸的流量ｑ1，

从而改变活塞的工作速度。这种调速回路的       

各个主要参数存在如下关系：

解此方程组得：

/A1    （1）             图2-7  节流阀进口节流调速回路

即当节流阀的结构形式及液压缸的尺寸大小确定之后，液压缸的工作速度ｖ与节流阀的通流截面积、溢流阀的调定压力及负载F有关，当和调定后，v随F而变化，这里，负载F包括工作负载、摩擦负载和惯性负载等。调速回路中液压缸工作速度和负载之间的关系称为速度—负载特性。以工作速度ｖ为纵坐标、负载F为横坐标，将式(1)按不同的节流阀通流截面积作图，则可以得出一组进、节流调速回路的速度—负载特性曲线，如图2-8所示。    

图2-8速度—负载特性曲线

2、出口节流调速回路

如图2-9所示，这种调速回路将节流阀装在液压缸的回油路上，用它来控制液压缸的回油腔流出的流量，从而也就控制了进入液压缸工作腔的流量，定量泵输出的恒定流量除了进入液压缸的外，多余的部分都通过溢流阀流回油箱。在这种调速回路中，当不计管路和换向阀的压力损失时，液压缸工作腔内油液的工作压力（它基本上为一定值），此压力油作用在面积上所产生的推力除了要克服负载F外，    图2-9 出口节流调速回路

还要克服回油腔压力作用在环形面积上的背压阻力，才能推动活塞向右运动。这种调速回路的各个主要参数存在如下关系：      

  ，解此方程组得：       

    （2）            

分析、比较（1）、（2）两式可知；出口节流调速回路的速度—负载特性和进口节流调速回路的速度—负载特性是完全相同的。

图2-10 节流阀旁路节流调速回路

3、旁路节流调速回路，

如图2-10所示，这种调速回路将节流阀安装在与溢流阀并联的旁支油路上，定量泵输出恒定的流量，其中一部分流量进入液压缸，推动活塞前进，另一部分则通过节流阀流回油箱。改变节流阀的通流节流面积就可以改变，从而改变了，以达到调速的目的。当不考虑管路的压力损失时，液压泵的供油压力等于液压缸工作腔内的压力，其大小决定于负载F和工作腔的有效面积(), 此时溢流阀的调定压力必须大得能克服最大负载所需的压力，才能使系统正常工作，工作中该阀处于关闭状态，仅当回路过载时才打开，因此，它是安全阀。这种调速回路的各个主要参数存在如下关系：

解此方程组得：                

图2-11 节流阀旁路节流调速回路速度—负载特性曲线

 （3）

将式（3）按不同的节流阀通流截流

面积作图则可以得出一组速度—负载

特性曲线，如图2-11所示。

    4、调速阀进口节流调速回路

图2-12 调速阀进口节流调速回路

如图2-12所示，这种调速回路的工作情况与节流阀进口节流调速回路完全相同。这种调速回路的各个主要参数存在如下关系：

图2-13 调速阀速度负载特性曲线

u解此方程组得;                        

v=[cdAT(pm-F/A1)φ]/A1    (4)

由于调速阀中的减压阀使节流阀前后的 

压差∆pj基本保持不变，所图2-13 调速

阀 进口节流调速回路机械特性曲线以活塞

运动速度也基本保持不变。将式（4）按不

同的节流阀通流截流面积作图则可以得

出一组速度—负载特性曲线，如图2-13所示。  

2. 3  实验步骤

1、节流阀进口节流调速回路                

(1) 测试前的调整

加载回路的调整：关闭节流阀，松开溢流阀调压手柄，使电磁阀处于常态。启动液压泵，调节溢流阀，使回路处于低压, 通过电磁阀的切换，使加载缸活塞往复运动3-5次，以排除回路内的空气，然后使活塞处于退回位置。

调速回路的调整：全部打开节流阀，调节溢流阀，启动液压泵，使系统处于低压, 通过电磁阀的切换，使加载缸活塞往复运动3-5次，以排除回路内的空气，然后使活塞处于退回位置。

将电磁阀3处于左位，慢慢调节节流阀的开度，使工作缸活塞运动速度适中，反复切换电磁阀，使工作缸活塞往复运动， 检查系统是否正常。

(2) 调定液压泵1的供油压力, 调节回路节流阀的开度AT。

注意：节流阀的开度由大到小进行调整，记录实验数据。

（3）流量控制阀的开度AT  调定，调节溢流阀，记录实验数据。 

 2、节流阀出口节流调速回路

重复1（1）、1（2）、1（3）步骤，至本实验结束，将以上数据记录到实验记录表格中。

3、节流阀旁路节流调速回路

重复1（1）、1（2）、1（3）步骤，至本实验结束，将以上数据记录到实验记录表格中。

4、调速阀进口节流调速回路

重复1（1）、1（2）、1（3）步骤，至本实验结束，将以上数据记录到实验记录表格中。

为便于对比上述四种调速回路的实验结果，在调节2、3、4个项的节流阀开度AT时，应该与1中的中开度尽可能一致。

2.4试验注意事项及操作规程 

2.4.1 在做实验之前，仔细详看指导书和实验台上标注的操作规程。

2.4.2 操作实验台之前，检查实验台。

2.4.3 实验台工作时，禁止用手加载液压缸。

2.4.4 电气按钮说明：

（1）启动上电按钮，上电指示灯有显示。

（2）启动油泵电机，指示灯有显示，表示油泵电机正常运行工作。

（3）启动换向阀按钮，实现液压缸的进退。

（5）遇到紧急情况可按“停止”按钮。

（6）做完实验后按下上电按钮，切断电源。

2.5   实验数据整理

1．根据实验数据计算结果，并根据计算结果绘制速度—负载特性曲线

2．实验结果的分析（根据实验结果并结合思考题进行总结）。

实验数据参考表格

实验2－1  节流阀进油调速回路

① 节流阀进、回、和旁油路节流调速回路，当节流阀的开度变化时，它们各自的速度—负载特性如何？

② 在四种节流调速回路中，溢流阀所起的作用是否相同？各起什么作用?

③ 结合实验数据说明调速阀进口节流调速回路在一定的负载范围内速度为何不变?

④ 分析造成实验误差的原因

实验三   气压回路设计与调试

一．实验目的

1．掌握气压元件在气动控制回路中的应用,

2．通过装拆气压回路了解调速回路和手动循环控制回路的组成及性能。

3．能利用现有气压元件拟订其他方案，并进行比较。

二．实验内容

1．认识气动元件，组装具有调速功能的手动循环控制气动回路。

2．组合具有单循环和全自动循环的气动回路。

三．实验装置

气压传动回路实验台。

四．实验原理

1、见系统原理图。图3－1为用二位五通双气控换向阀1V3控制气缸1A1运动，手动换向阀1S1和1S2控制1V3阀换位，气缸运动速度可用单向节流阀1V1和1V2调节。

图3－1                             

2、自行设计具有单循环和全自动循环的气动回路。

五．实验步骤

1．按需要选择气压元件；

2．根据系统原理图联接管道；

3．接通压缩空气源；

4．实现所要求的调速功能和循环动作；

5．拆卸，并将元件放好。

六．实验报告

1．画出回路图；

2．叙述实验所用气动元件的功能特点；

3．叙述气动回路的工作原理；

4. 叙述单循环和全自动循环气动回路的工作原理。

5.  回答思考题。

七．思考题

1．气动系统中为何要有三联件？

2．单向节流阀在气路中如何安装？

3．用单气控换向阀与双气控换向阀控制双作用气缸有什么不同特点？。下载本文