2022年《液压与气压传动》实验教案.pdf

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1、教案（20152016学年第二学期）课程名称液压与气动实验课程编号9课程性质学科基础课教学时数6教学对象 13级机制、材料授课教师徐勇职称邵阳学院机械与能源工程系2016年 3 月精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 22 页 - - - - - - - - - - 实验一实验室：动力机械实验室教师姓名：徐勇课程名称液压与气压传动授课专业及班次12 级机械设计制造及自动化、车辆工程、材料成型及控制工程、魏源机械授课内容液压泵的性能测试实验授课方式及学时90 分钟目的要求1、教学目的通

2、过介绍实验目的、实验原理、实验要求及实验方法，使学生掌握自行设计实验方案与系统连接方法，了解液压阀的原理与结构，达到验证换向回路实验的目的。2、教学要求通过本讲，使学生了解液压阀的结构，掌握液压阀的原理，掌握换向回路实验原理；重点掌握根据实验原理方法设计实验方案与系统连接；了解实验目的、实验要求及注意事项。重点与难点1、教学重点：实验原理及实验方法。2、教学难点：实验原理及根据原理设计实验方案与系统连接。讲授内容及时间分配1、实验目的；（2 分钟）2、实验原理；（10分钟）3、实验系统与设备；（5 分钟）4、实验步骤方法；（10 分钟）5、注意事项；（3 分钟）6、按实验步骤与方法进行实验教具

3、板书、实验台及各种元件参考资料教材液压与气压传动许福玲主编指导书动力机械基础实验指导书陈志刚、邓清方主编精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 22 页 - - - - - - - - - - 一、实验目的1、通过实验，观察压力与流量、效率、容积效率、输入功率大小之间的关系。2、利用液压实验台，记录压力表数值，根据测得的流量、功率，计算效率，找出其与压力之间的关系，掌握液压泵的静态特性；了解液压泵的动态特性。3、了解本实验系统中各元件的性能，并掌握各元件的连接方法及测量仪表、测试软件使

4、用方法， 与测试技能，学习小功率液压泵性能测试方法及测试仪器使用。4、通过自行设计测试回路及实验，训练学生自我设计测试回路的能力。二、实验原理1. 测试定量叶片泵静态性能（1）qp 特性测试液压泵实际流量q 指液压泵在某一具体工况下, 单位时间内所排出的液体体积, 它等于理论流量 qi减去泄漏流量 q，即：iqqq其中泄漏流量 q 与液压泵的负载压力p 成正比，即 q=kp， k 为比例系数，即有：kpqqi(2) vp特性测试液压泵的功率损失有容积损失和机械损失两部分，容积损失是指液压泵流量上的损失 , 液压泵的实际输出流量总是小于其理论流量, 其主要原因是由于液压泵内部高压腔的泄漏、 油液

5、的压缩以及在吸油过程中由于吸油阻力太大、油液粘度大以及液压泵转速高等原因而导致油液不能全部充满密封工作腔。液压泵的容积损失用容积效率来表示, 它等于液压泵的实际输出流量q 与其理论流量 qi之比即：iiiivqqqqqqq1其中q泵额定转速下的实际流量(m3/s)精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 22 页 - - - - - - - - - - qi泵额定转速下的理论流量(m3/s) ， 实验中为泵额定转速下的空载流量(3) Pp、Pip 特性测试液压泵的功率有输入功率Pi和输出

6、功率 P。输入功率Pi液压泵的输入功率是指作用在液压泵主轴上的机械功率, 当输入转矩为 T0，角速度为 时, 有：0TPi或Pi=n（KW ）式中，电机输出转矩， n电机转速也可以写成Pi=P表电（KW ）式中， P表三相功率表测得的电机功率，电为 P表对应的电机效率。输出功率 P液压泵的输出功率是指液压泵在工作过程中的实际吸、压油口间的压差 p 和输出流量 q 的乘积 , 即：pqP在实际的计算中 , 若油箱通大气 , 液压泵吸、 压油的压力差往往用液压泵出口压力p代入。故输出功率写成)(103KWpqP式中 p为泵实际工作压力（ N/m2） ，q泵额定转速下的输出流量（m3/s ）(4)

7、p 特性测试液压泵的总效率液压泵的总效率是指液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值 , 即：mvmiviiTpqTpqPP0其中 pqi 为理论输入转矩 Ti。液压泵总的效率电表ppqppi故液压泵的总效率等于其容积效率与机械效率的乘积，所以液压泵的输入功率也可写成：pqPi液压泵的各个参数和压力之间的关系如图所示。液压泵的特性曲线2. 测试定量叶片泵的动态特性(1) 泵过渡过程品质测试精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 22 页 - - - - - - - - - - 当泵输出流

8、量瞬时突变时，泵工作压力会随之发生改变，故要测量压力随时间变化的过渡过程品质，画特性曲线，求压力超调量、压力稳定时间、压力回升时间。(3) 泵工作压力脉动特性测试泵工作压力脉动的影响原因复杂，如流量脉动变化，负载变化，压力损失变化等，忽略其它因素的影响， 考察不同流量下压力脉动的规律，测泵输出压力脉动特性，画特性曲线，求压力脉动频率和幅值。实验原理如下图所示：三、实验系统与设备1、所需设备： SYT/SD-600L-90 全功能液压性能测试系统 1套12345678910111213PTM被测对象：轴向柱塞泵。型号： SY-160SCY14-1EL一台。 SY-63YCY14-1B一台SY-2

9、5YCY14-1B一台生产厂家：邵阳维克液压股份有限公司。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 22 页 - - - - - - - - - - 2、测试方法和测试标准的说明测试标准：国家标准液压轴向柱塞泵 ，标准号： JB/T7043-20066.2.1 排量空载排量应在公称排量的95%110%范围内。6.2.2 容积效率和总效率在额定工况下， 定量泵的容积效率和总效率应符合表2 的规定。变量泵指标科比相同排量的指标低1 个百分点。表 2 轴向柱塞泵的容积效率和总效率斜盘式柱塞泵斜

10、轴式柱塞泵公称排量 V（mL/r）10V2525V50010V2525V500容积效率 %8091929495总效率 %7586878485四、实验步骤方法1. 静态特性测试（根据国家标准液压轴向柱塞泵JB/T7043-2006 中 7.3.2 表 10 的规定，在最大排量（ 25ml/r ） 、额定转速（ 1450r/min ）下，使被试泵的出口压力逐渐增加至额定压力的 25% （） ，待测试状态稳定后，测试与效率有关的数据；按上述方法，使被试泵的出口压力为额定压力的40%（） 、 55%（） 、 70%（22MPa ） 、80% （） 、100% （）时，分别测量与效率有关的数据。转速约为

11、额定转速的100%（1450r/min ） 、 85%（1233r/min ） 、 70%（1000r/min ） 、55%（798r/min ） 、 40%（580r/min ） 、 30%（435r/min ） 、 20%（290r/min ） 、 10%（145r/min ）时在上述各试验压力点，分别测试被试泵与效率有关的数据测得的流量、功率、电流填入表1表 1 被试泵测试参数表（转速n、压力p2e、流量qv2e、功率VA、电流A）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 22 页

12、 - - - - - - - - - - 容积效率、总效率计算及分析根据国家标准容积效率计算：)1(%1002222iiveevievnqnqVV根据国家标准总效率计算：)2(%100211122Tnqpqpeeveevet其中忽略输入压力对效率的影响，上式变为)3(%100)2(60000122Tnqpeevet式中：V2e试验压力时的排量，单位是ml/r ；V2i空载排量，单位为ml/r ；qv2e试验压力时的输出流量，单位为L/min ；ne试验压力时的转速，单位为r/min ；ni空载压力时的转速，单位为r/min ；qv2i空载压力时的输出流量，单位为L/min ；p2e输出试验压力

13、，单位为kPa；精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 22 页 - - - - - - - - - - p1e输入压力大于大气压为正，小于大气压为负，单位为kPa;T1输入转矩，单位为Nm ；qv1e试验压力时的输入流量，单位为L/min 。功率、流量、效率等参数随压力变化的计算及分析根据以上公式计算，得出最大排量、额定转速下容积效率随压力变化的值如下表。最大排量（ 25ml/r ） 、额定转速下（ 1450r/min ）的容积效率压力（ MPa ）22容积效率v绘出最大排量、额定转

14、速下容积效率随压力变化特性曲线图根据以上公式计算， 得出最大排量、 额定转速下总效率随压力变化的值如下表。最大排量（ 25ml/r ） 、额定转速下（ 1450r/min ）的总效率压力（ MPa ）22总效率t绘出最大排量、额定转速下总效率随压力变化特性曲线图根据表 1，得出最大排量、额定转速下流量随压力变化的值如下表。最大排量（ 25ml/r ） 、额定转速下（ 1450r/min ）的流量压力（ MPa ）022流量（ L/min ）绘出最大排量、额定转速下流量随压力变化特性曲线图根据表 1，得出最大排量、额定转速下功率随压力变化的值如下表。最大排量（ 25ml/r ） 、额定转速下（

15、1450r/min ）的功率压力（ MPa ）022功率（ KW ）绘出最大排量、额定转速下功率随压力变化特性曲线图根据国家标准， 在额定工况下， 定量泵的容积效率和总效率应符合表2 的规定。变量泵指标科比相同排量的指标低1 个百分点。表 2 轴向柱塞泵的容积效率和总效率斜盘式柱塞泵斜轴式柱塞泵精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 22 页 - - - - - - - - - - 公称排量 V（mL/r）10V2525V50010V A节2 A节3精品资料 - - - 欢迎下载 -

16、- - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 22 页 - - - - - - - - - - 节流阀进油节流调速回路系统连接图A-被试油缸 1-定量泵 2- 先导式溢流阀Y-10B 3- 电磁阀（二位二通， 常断） 4-压力表 5-电磁阀（三位四通，O型） 6- 节流阀 7 、11- 单向阀 8- 压力表 9- 压力表 10- 先导式溢流阀Y-25B 四、实验内容及操作步骤1. 实验内容节流阀进油节流调速回路，测试节流阀在三种通流面积下的速度负载特性。2. 实验方法节流阀进油节流调速回路速度负载特性实验（1）用溢流阀 2，

17、调定油泵 1 工作压力为 6MPa ，由压力表 4 观测；（2）调节流阀 6 为小通流面积，同时保持溢流阀2 调定压力不变；（3）用溢流阀10，通过调节不同压力大小（观察压力表9）对工作油缸A加载，溢流阀 10 调定压力设定点为6 个，其中包括加载力为零（全开）和工作12435891067A11精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 22 页 - - - - - - - - - - 缸 A不动时的加载力点，由压力表9 观测；（4）测量油缸位移 L，用秒表测油缸运行L 位移的时间 t

18、；（5）计算工作缸 A的负载 F和工作缸 A运动速度pAF（N）Lvt（m/s）式中， F：油缸 A的负载p：加载溢流阀 10 的调定压力（ N/m2）A：被试缸有杆腔有效工作面积（m2）4)(22dDA，D ：被试缸内径（ m ） ；d：被试缸活塞杆直径（ m ）L：油缸 A行程（ m ）t ：油缸 A行 L 所用时间（ s）根据上式，由于被试缸有杆腔有效工作面积A为固定值，则负载 F与加载溢流阀 10 的调定压力 p 成正比，故实验数据可用压力p 代替油缸 A的负载F。（8）调大节流阀 6 的通流面积，重复（ 1）（7）项实验内容。（9）调节流阀 6 为更大通流面积，重复（1）（7）项实验

19、内容。五、实验结论1、画出进油节流调速回路的液压系统图，于实验报告纸上画出三种通流面积下的速度负载特性曲线图，并记录数据简单列表。2、根据实验结果分析进油节流调速回路的速度负载特性，分析进油节流调速回路适用于何种场合，为什么3、说明速度控制回路出现故障时的现象，说明过载时，执行元件动作有何变化，为什么4、画出自我设计的节流调速回路的液压系统图，根据实验结果分析说明回路的不同特点。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 21 页，共 22 页 - - - - - - - - - - 六、注意事项实验中连接好回路后， 一定要经指导老师检查无误后，方可开机运行。 实验时一人负责调节溢流阀， 开关机；一人负责观察压力表数据变化，边操作边分析现象与原因。参与者即要明确分工，又要密切配合，严格要求正确操作。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 22 页，共 22 页 - - - - - - - - - -