液压与气动技术.docx

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液压与气动技术

液压与气动技术

实验指导书

姓名

班级

学号

南京农业大学工学院机械工程系

机电工程教研室编

2013年1月

前言…………………………………….…….………1

实验软件操作指南…………………………………….……2

实验一液压泵拆装实验………………………………7

实验二液压阀拆装实验………………………………8

实验三调速回路…………………………………….…9

实验四增速回路………………………………………13

实验五速度换接回路…………………………….……15

实验六调压回路………………………………….……17

实验七保压泵卸荷回路………………………………20

实验八减压回路………………………………………23

实验九平衡回路………………………..……………26

实验十多项顺序回路………………………………….29

实验十一同步回路………………………..……………31

实验十二液流阀性能实验……………………………….32

实验十三液压泵性能实验………………………………35

实验十四比例阀控制液压缸实验………………………39

前言

一、实验注意事项

1、液压实验是学习《液压与气动技术》课程的一个重要组成环节，它可以帮助加深理解这门课程的基本概念，巩固课堂上所学的知识，培养同学的实验技能，使理论知识和实际相结合，因此学生对每次实验都必须认真对待。

2、预习是做好实验的前提。

在实验之前,应认真复习与实验有关的课程内容，仔细阅读实验指导书,了解实验的目的、要求,掌握基本原理和主要实验步骤。

3、实验中要严格注意安全，不属于本次实验内容的设备、仪器等，不要随意扳动和操作，当实验发生故障时，应立即向指导老师报告，以便妥善处理。

4、做拼装实验之前，必须熟悉所用液压元件的拼装方法和使用场合,随之安置在实验台面板合适位置,进行液压元件和电气线路连接,经实验指导教师审定通过,方可进行操作。

在操作过程中仔细的观察,如实而有条理地记录,并且不放过可能出现的一些反常现象。

操作要胆大心细,培养独立工作能力,克服一有问题就问教师的依赖思想。

5、实验完毕,把所用的液压元件放回原处,经指导教师同意后,方可离开实验台。

6、实验后应进行数据处理,结果分析（包括思考题）,写好实验报告

实验软件操作指南

一、系统设置

1、进入程序

打开实验台上计算机，进入WINDOWS界面，点击左下角“开始”按键，在程序中

找到“实验台控制程序”，点击鼠标进入图1HFCAT界面

图1HFCAT界面

2、电磁铁动作表输入框设置：

图标

用鼠标点击工具栏中图标

（或先按Alt+S再按Ctrl+F），进入图2“电磁铁动作表输入框”。

表格左边第一列的数字编号为“步号”。

表格的第一排为电磁铁（DT）、行程开关（K）及时间T等系统参量。

在表格的下方开设了一个“工作模式”选择框，有“步进”“定时”“分支”三种模式供用户选择，具体选择什么模式可视系统要求而定。

选定“工作模式”后，在各参量下面对应的空格中，用鼠标点击空格设置其动作。

“ON”为接通，“OFF”断开，空白为随机状态。

“步进模式”为用行程开关“KT”来控制电磁铁动。

“定时模式”为用时间继电器“T”来控制电磁铁动作。

当回路设为“定时模式”时，点击“T”对应空格后会出现图3对话框，按需要在定时设置框中输入时间后，点确认回到图2，再点关闭返回到图1。

图2电磁铁动作表输入框图3时间继电器T输入框

3、记录步号设置：

图标

（快捷键：

先按Alt+S再按Ctrl+N）设置完系统“电磁铁动作表”后,接着需指定“记录步号”。

4、点击工具栏：

即图标

，弹出图4所示对话。

在白色方框里输入相应数字。

然后确认即可。

需要说明的是：

“记录步号”也就是电磁铁动作表中的“步号”。

例如：

我们在电磁铁动作表中设置图5所示几个动作。

如“记录步号”设定为“2”。

计算机记录的数据即为系统在电磁铁DT1、DT4失电，TDT2、DT3得电状态下，系统各参数（压力、流量、油缸速度）的值。

图6实时显示设置

5、实时显示设置：

图标

为对系统重要参量进行监视，我们在主界面的左上角开设了一个“系统参数实时显示”框，可实时观察系统参数表中任一参数的波形。

“实时显示设置”需在系统采样开始后进行。

点击工具框中的

图标，界面会弹出“实时显示设置”对话框，如图6所示。

点击对话框下方的滚动条，选择所要监视的信号。

在“Y轴数值初值”及“Y轴数值终值”的对话框中根据实验系统信号大小范围分别输入Y轴初值和终值。

最后点击确认,回到主界面完成设置。

二、数据采样及运行

系统设置完成后，计算机即可对实验系统进行数据采样及控制运行。

采样过程我们专门设计了一组图标。

具体操作如下：

1、启动采样：

图标

（快捷键：

先按Alt+O再按Ctrl+A）

点击图标

开始采样。

2、停止采样：

图标

（快捷键：

先按Alt+O再按Ctrl+P）

点击图标

停止始采样。

3、单步运行：

图标

（快捷键：

先按Alt+O再按Ctrl+S）

点击图标

后，系统单步运行“电磁铁动作表”中设定步骤。

点第一下，系统运行第0步，点第二下系统运行第1步，以此类推。

实验用手控运行步骤。

4、连续运行：

图标

（快捷键：

先按Alt+O再按Ctrl+C）点击

后，系统将连续运行“电

磁铁动作表”中设定步骤。

实验按照设定步骤从步号0开始自动往下循环运行。

5、停止运行：

图标

（快捷键：

先按Alt+O再按Ctrl+T）

在连续运行图标右边的图标为停止运行图标，点击它实验停止运行

三、电磁铁强制输出表

液压系统中电磁换向阀是被较多采用的元件，我们除可在“电磁铁动作表”中设定其电磁铁动作外，根据情况还可在窗口主界面“电磁铁强制输出表”上直接对所设电磁铁进行“得”、“失”电控制。

具体操作步骤为：

1、强制输出：

图标

用鼠标直接点击“电铁强制输出表”空格处，选中一个或多个电磁铁。

然后再用鼠

标点工具栏上强制输出图标

。

被选中的电磁铁即可得电。

2、复位：

图标

与强制输出对应，用鼠标直接点击图标

，所有电磁铁状态恢复到强制输出前的状态。

四、数据查看

1、查看系统数据

可直接点击图标

进入图7查看系统参数的实验数据。

图7系统参数的实验数据图8生成曲线窗口

2、绘制曲线

3、在查看系统数据后，如需绘制曲线可在图6直接点击“生成曲线”。

窗口将弹出图8对话框，根据需要在图8中输入X、Y轴及X、Y的选取条件（分组表达式），并设定单位。

设置完成后，点击“添加到图形”，然后点“关闭”。

回到图7，继续“关闭”回到图1。

4、查看曲线

点击图标

进入图9，根据实验要求，正确选择X、Y轴的起点范围，然后点“刷新图形”。

5、查看曲线数据

点击图标

进入图10。

在“查询曲线号”对话框内输入查询的曲线号即可查看曲线数据。

图9测试曲线图10显示曲线数据

五、保存、打印实验数据

实验一液压泵的拆装实验

一、实验目的

1、了解泵的分类与基本工作条件。

2、熟悉各类泵的结构与工作原理。

3、培养学生的动手能力。

二、实验内容

1、叶片泵：

双作用叶片泵，限作用叶片泵。

2、齿轮泵:

外啮合齿轮泵柱塞泵。

3、斜盘式轴向柱塞泵。

三、实验仪器与设备

齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、搬手等工具。

四、实验方法与步骤

1、按指导老师的指导或按拆装说明书步骤拆装。

2、各零件分门别类排放整齐，作出记号。

3、了解各零件的形状、功能和各零件之间的装配关系和运动关系。

4、清洗各零件。

5、按拆装相反顺序安装液压件，安装精密配合件、油封、轴承时应按说明书规定或指导教师要求安装。

五、实验要求

1、通过拆装，掌握拆装液压泵的方法和拆装要点，掌握液压泵内每个零部件构

造，掌握液压泵原理。

2、通过实物分析液压泵的工作三要素（三个必须的条件）。

3、通过实物分析液压泵的四个共同弊病。

4、了解如何认识液压泵的铭牌、型号等内容。

5、掌握液压泵的图形符号（定量、动量、单向、双向）及选型要求等。

六、思考题

1、液压泵能正常工作的基本条件哪些？

2、本实验的四种泵配流结构是怎样的？

3、这四个泵是如何解决困油的？

实验二液压阀的拆装实验

一、实验目的

1、本项实验为综合性实验，通过实验要求学生正确拆装各种阀，认真观察分析各零件的结构弄清各部分的作用，能够设计组装溢流阀、减压阀、调速阀、换向阀。

2、熟悉液压阀的分类和基本结构组成。

3、理解各类阀的工作原理和结构特点。

4、通过学生亲自动手对方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等3类工程中常用的液压阀进行拆装，使学生在课堂教学中对各种液压阀的结构的感性认识基础上，进一步理解各种液压阀的工作原理、结构特点、使用性能及选用方法等。

二、实验内容

方向阀：

单向阀、二位二通换向阀、二位三通换向、阀三位四通换向阀。

压力阀：

直动式和先导式低压溢流阀、直动式顺序阀、先导式减压阀。

流量阀：

节流阀、调速阀。

三、实验仪器与设备

溢流阀、减压阀、节流阀、顺序阀、调速阀、换向阀、搬手等工具。

四、实验方法与步骤

1、按指导老师的指导或按拆装说明书步骤拆装。

2、各零件分门别类排放整齐，作出记号。

3、了解各零件的形状、功能和各零件之间的装配关系和运动关系。

4、清洗各零件。

5、按拆装相反顺序安装液压件，安装精密配合件、油封、轴承时应按说明书规定或指导教师要求安装。

五、思考题

1、阀的基本结构与工作原理是什么？

2、何谓阀的中位机能？

能起卸荷作用的中位机能有哪些？

3、节流阀和调速阀的结构和作用有何不同？

4、先导式溢流阀与先导式减压阀的结构有什么异同？

实验三调速回路

一、实验目的

速度调节回路是液压传动系统的重要组成部分,依靠它来控制工作机构的运动速度,例如在机床中我们经常需要调节工作台（或刀架）的移动速度,以适应加工工艺要求。

液压传动的优点之一就是能够很方便地实现无级调速。

液压传动系统速度的调节,一般有三种,即节流调速,容积调速,节流——容积调速。

通过实验要求达到以下目的:

1、通过亲自拼装实验系统,了解进口节流调速回路的组成及性能,绘制速度——负载特性曲线,并与其它节流调速进行比较。

2、通过该回路实验,加深理解Q=CAΔPm关系,式中A、ΔPm分别由什么决定,如何保证Q=const。

3、利用现有液压元件拟定其它方案,进行比较。

二、单向调速阀或单向节流阀进油路调速回路图（见图1-1）。

三、主要仪器及试材

液压拼装实验台

四、实验方法与步骤

1、按照实验回路图的要求,取出所要用的液压元件,检查型号是否正确。

2、将检查完毕性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。

通过快换接头和液压软管按回路要求连接。

3、根据计算机显示器界面中的电磁铁动作表输入框选择要求用鼠标“点接”

电器控制的逻辑联接“on”或“off”。

4、安装完毕,定出两只行程开关之间距离,拧开溢流阀（I）（II）,启动YBX-16,YB-6泵，调节溢流阀（Ⅰ）压力为3Mpa,溢流阀（Ⅱ）压力为0.5Mpa,调节单向调速阀或单向节流阀开口。

5、按电磁铁动作表输入框的选定、按动“启动”按钮,即可实现动作。

在运行中读出显示器界面图表中单向调速阀或单向节流阀进出口和负载缸进口压力,以及液压缸的运行显示时间。

6、根据回路记录表,调节溢流阀门﹝I﹞压力（即调节负载压力）,记录相应时间和压力,填入表1-1中,绘制V-F曲线。

图3-1调速回路图

五、实验结果处理

1、数据记录与处理

表3-1

序

号

单向调速阀（节流阀）进口压力

（MPa）

单向调速阀（节流阀）进口压力

（MPa）

负载缸进

口压力

（MPa）

液压缸运

行时间

（s）

位移

（m）

速度

（m/s）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2、绘制V-F曲线图

六、思考题

1、该回路是否可使用不带单向阀的调速阀（节流阀）,在出口或旁路中是否可行,为什么?

2、单向调速阀进口调速为什么能保证工作液压缸速度基本不变?

3、由实验可知,当负载压力上升到接近于系统压力时,为什么液压缸速度开始变慢?

4、列出三种节流阀的节流调速方案性能表（调速方法,V-F特性,承载能力,调速范围,功率消耗等）。

实验四增速回路

一、实验目的

有些机构中需要二种运动速度,快速时负载小,要求流量大,压力低;慢速时负载大,要求流量小,压力高。

因此,在单泵供油系统中,如不采用差动回路,则慢速运动时,势必有大量流量从溢流阀流回油箱,造成很大功率损耗,并使油温升高。

因此,采用增速回路时,要满足快速运动要求,又要使系统在合理的功率损耗下工作。

通过实验要求达到以下目的:

1、通过亲自拼装实验系统,了解增速回路（差动回路）的组成和性能。

2、利用现有液压元件,拟定其它方案,进行比较。

二、增速回路图（见图4-1）。

三、主要仪器及试材

液压拼装实验台

四、实验方法与步骤

1、按照差动回路,取出所用的液压元件,检查型号是否正确。

2、将液压元件安装在试验台安装面合理位置,通过软管和快换接头按回路图连接。

3、把所用电磁换向阀电磁铁和行程开关任意编号（图示lCT、2CT、3CT、1XK、2XK、3XK）和（lCT、2CT、3CT、lXK、2XK、3XK）对应编上,以免搞错。

4、把电磁铁lCT、2CT、3CT插头线对应插入在面板"输入磁铁”插座内。

5、根据差动回路的系统电器控制逻辑表输入信号顺序（工况表示2XK、3XK、lXK）,把行程开关插头线对应插入面板“行程输入”插座内。

6、根据差动回路系统电器控制逻辑表的动作顺序,在计算机显示屏上按电磁铁动作表输入框方法用鼠标作以“点接”通为“on”或断为“off”（弄懂计算机操作步骤）。

7、拧开溢流阀,启动YB-6泵,调节溢流阀压力为2Mpa,调节单向调速阀（调至较小开口）。

8、按选择好的系统动作要求用鼠标点动系统运行开始,即可实现动作。

图4-1增速回路图

五、思考题

1、在差动快速回路中,两腔是否因同时进油而造成“顶牛”现象?

2、差动连接与非差动连接,输出推力哪一个大,为什么?

3、慢进时为什么液压缸左腔压力比快进时大,根据回路进行分析。

4、如该回路中液压缸,改为双杆液压缸,在回路不变情况下,是否能实现增速,为什么?

5、该回路中,如把二位三通阀两个出口对换,是否能实现上述工况,可能会出现什么问题〈由实验现象进行分析〉?

6、该回路如要求记录工进时间,工况表如何编排?

实验五速度换接回路

一、实验目的

机床工作部件在实现自动工作循环过程中,往往需要不同速度（快进一→第一工进一→第二工进一→快退一→卸荷）,如自动刀架先带刀具快速接近工件,后以I工进速度（有时慢速有二档速度）对工件进行加工,加工完迅速返回原处,在泵不停转情况下,要求泵处于卸荷状态。

这种工作循环,是机床中最重要的基本循环。

因此在液压系统中,需用速度换接回路来实现这些要求,通过实验达到以下目的:

1、通过亲自拼装实验系统,了解速度换接回路组成和性能。

2、利用现有液压元件,拟定其他方案进行比较。

二、速度换接回路图（见图5-1）。

三、主要仪器及试材

液压拼装实验台

四、实验方法与步骤

1、按照实验回路图的要求,取出所要用的液压元件,检查型号是否正确。

2、将检查完毕性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。

通过快换接头和液压软管按回路要求连接。

3、根据计算机显示器界面中的电磁铁动作表输入框选择要求用鼠标“点接”

电器控制的逻辑联接“on”或“off”。

4、安装完毕,拧开溢流阀,启动YBX-6泵,调节溢流阀压力为3Mpa,分别调节单向调速阀的开口（QI（I）开口大于QI（II）开口）。

5、按系统电器控制逻辑表在计算机显示屏的电磁铁动作输入框选定的要求进行操作,即可实现动作。

图5-1速度换接回路图

五、思考题

1、在该回路中,为什么选用带有单向阀的调速阀,如用不带单向阀的调速阀,该回路是否能工作,为什么?

2、如使用单向节流阀和调速阀串联,在实际工况中与使用二只单向调速阀串联,

哪一种方案好,为什么?

3、单向调速阀（I）开口是否可以小于单向调速阀（Ⅱ）开口,为什么?

4、该回路如要求记录I工进或II工进时间,如何编排系统电器控制逻辑表,计算机显示器介面中电磁铁和行程开关动作框与面板是否与该回路在不计时的排列相同?

实验六调压回路

一、实验目的

采用液压传动的装置,液压系统必须提供与负载相适应的油压,这样可以节约动力消耗,减少油液发热,增加运动平稳性,因此必须采用调压回路。

调压回路是由定量泵、压力控制阀、方向控制阀和测压元件等组成,通过压力控制阀调节或限制系统或其局部的压力,使之保持恒定,或限制其最高峰值。

通过实验达到以下目的:

1、通过亲自拼装,了解调压回路组成和性能。

2、通过三个不同调定压力的溢流阀,加深对溢流阀遥控口的作用理解。

3、利用现有液压元件,拟定其它调压回路。

二、调压回路图（见图6-1）。

三、主要仪器及试材

液压拼装实验台

四、实验方法与步骤

1、按照实验回路图的要求,取出所要用的液压元件,检查型号是否正确。

2、将检查完毕性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。

通过快换接头和液压软管按回路要求连接。

3、根据计算机显示器界面中的电磁铁动作表输入框选择要求用鼠标“点接”

电器控制的逻辑联接“on”或“off”。

4、拧开溢流阀（Ⅰ）（II）（III），启动YB-6泵，调节溢流阀（Ⅰ）压力为4Mpa。

5、用鼠标点动电磁铁动作表输入框的动作“on”使电磁铁lCT处于通电状态,调节溢流阀（II）,压力为3Mpa,调整完毕点动lCT“off”至断的状态。

6、按在显示屏所选定的电磁换动作要求启动系统,使电磁铁2CT处于通电状态,调节溢流阀（III）,压力为2Mpa,调整完毕2CT至断的状态。

7、调节完毕,回路就能达到三种不同压力,重复上述循环,观察各压力表数值。

图6-1调压回路

五、思考题

1、多溢流阀调压回路中,如果三位四通换向阀的中位改变、为“M”型,则泵

启动后回路压力为多大?

是否能实现原来的三种压力值。

2、该回路中,如溢流阀（II）（III）调整压力都大于溢流阀（I）压力值,将会出

现什么问题?

3、该回路中,如不采用遥控式溢流阀,三只溢流阀并联于回路中,情况如何?

实验七保压、泵卸荷回路

一、实验目的

有些装置要求工作过程中保压,即液压缸在工作循环某一阶段,须保持规定的压力值,例如在夹紧装置的液压系统中,当工件夹紧后,活塞就不动,如果液压泵还处于高压状态工作,则全部压力油通过溢流阀流回油箱,使系统发热,降低液压泵使用寿命和效率。

因此功率较大,工作部件"停歇"时间较长的液压系统,一般采用保压、泵卸荷回路,以节省功率消耗。

所谓液压泵卸荷指的是泵以很小功率运转（N=P·Q≈O）。

通过实验达到以下目的:

1、通过亲自拼装实验系统,了解其工作性能。

2、利用现有元件,拟定其它方案,进行比较。

二、保压、泵卸荷回路图（见图7-1）。

三、主要仪器及试材

液压拼装实验台

四、实验方法与步骤

1、按照实验回路图的要求,取出所要用的液压元件,检查型号是否正确。

2、将检查完毕性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。

通过快换接头和液压软管按回路要求连接。

3、根据计算机显示器界面中的电磁铁动作表输入框选择要求用鼠标“点接”

电器控制的逻辑联接“on”或“off”。

4、拧开溢流阀,启动YB-6泵,调节溢流阀压力为3Mpa。

5、按系统电器控制逻辑表在显示屏上依电磁铁动作表选定工作关系后,点动lCT至“on”系统开始动作。

6、当液压缸前进到底时,按动里面的卸荷按钮,使电磁铁2CT处于通电状态,泵在很低压力下工作,并观察液压缸进口压力在一定时间里基本不变。

7、每一次循环,按上述的步骤重新操作。

图7-1保压、泵卸荷回路

五、思考题

1、分析蓄能器、压力继电器和行程开关等液压元件组成的保压、卸荷回路,当泵从卸荷转换成溢流状态时,为什么液压缸的动作会出现滞后现象?

2、假设用二位三通换向阀代替二位四通换向阀,是否能实现工况表右序动作的要求,为什么?

实验八减压回路

一、实验目的

液压系统中,某些支路的压力不宜太高,即要小于系统的工作压力。

例如夹紧油路中,当系统压力较高时,会使工件变形。

为了降低夹紧油路中的压力,必须使用减压回路（在单泵系统中）,减压回路的功能是降低系统中某些支路的压力,使该油路获得一种低于液压泵供油压力的稳定压力,以减少由于主系统动作切换对支路压力的影响。

通过实验达到以下目的:

1、通过亲自拼装系统,了解减压回路组成和调压方法。

2、利用现有液压元件,拟定其他方案。

3、加深理解减压阀工作原理及在系统中的应用。

二、减压回路图（见图8-1）。

三、主要仪器及试材

液压拼装实验台

四、实验方法与步骤

1、按照实验回路图的要求,取出所要用的液压元件,检查型号是否正确。

2、将检查完毕性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。

通过快换接头和液压软管按回路要求连接。

3、根据计算机显示器界面中的电磁铁动作表输入框选择要求用鼠标“点接”

电器控制的逻辑联接“on”或“off”。

4、拧开溢流阀,启动YB-6泵,调节溢流阀压力为4Mpa。

5、点动电磁换动作表输入框中lCT至“on”使电磁铁lCT处于通电状态,调节减压阀（I）压力为2Mpa。

6、lCT仍通电,用上面方法至1CT为“on”使3CT通电,调节溢流阀（II）压力为3Mpa。

7、点动lCT、3CT为“off”切断lCT、3CT,点动2CT为“on”使2CT通电,液压缸退回。

8、切断2CT、3CT,使lCT通电,液压缸至终点,观察液压缸无杆腔处压力是否为2Mpa,当接通3CT,压力是否为3Mpa。

图8-1减压回路

五、思考题

1、调压回路与减压回路的重要区别是什么?

2、二级减压回路中,用单向减压阀代替减压阀行吗?

为什么?

3、所用减压阀与调速阀中的减压阀有何区别?

4、如果减压阀（Ⅱ）调定压力小于减压阀（I）压力,是否能保证上述要

求,为什么?

实验九平衡回路

一、实验目的

为防止立式液压缸或垂直运动工作部件由于自重下落,或在下行运动中速度超过液压泵供油所能达到的速度,而使工作腔形成真空,因而必须设置平衡回路,即在下行时,在回油路中设置能产生一定背压的液压元件,防止活塞快速下落。

通过实验达到以下目的:

1、通过亲自拼装平衡回路,了解该回路组成和性能。

2、利用现有液压元件,拟定其他方案,进行比较。

3、加深理解顺序阀的工作原理及在系统中的应用。

二、平衡回路图（见图9-1）。

三、主要仪器及试材

液压拼装实验台

四、实验方法与步骤

1、按照实验回路图的要求,取出所要用的液压元件,检查型号是否正确。

2、将检查完毕性能