新编液压与气压传动课程实验指导书.docx

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新编液压与气压传动课程实验指导书

《液压与气压传动》课程实验指导书

使用说明

《液压与气压传动》实验指导书适用于机制、农机本科专业和机制等专科专业，共有验证型实验3个、综合型实验2个、设计型实验2个。

其中机制（本）专业实验6学时，实验/理论学时比为6/44，包括液压元件及系统的认识、压力形成及节流调速特性实验和液阻特性的测定实验3个实验项目。

其中机制（专）专业实验10学时，实验/理论学时比为10/40，包括液压元件及系统的认识、压力形成及节流调速特性实验和液阻特性的测定实验等5个实验项目。

本实验现有主要实验设备1台（套），每轮实验安排学生10人，每组10人，每轮实验需要安排实验指导教师1人。

实验指导书执笔人：

王海芳

实验指导书审核人：

实验一：

液压元件及系统的认识

实验学时：

2

实验类型：

验证型                  

实验要求：

必修

一、实验目的

1、掌握齿轮泵、叶片泵、轴向柱塞泵及叶片式马达的结构特点、工作原理。

2、掌握压力控制阀、流量控制阀及方向控制阀等的结构特点、工作原理。

3、掌握液压系统的组成及工作原理。

二、实验仪器与设备

1、CB-32齿轮泵、3系列齿轮泵、手动轴向柱塞变量泵、YB型叶片泵各1个；

2、YM型叶片马达1个；

3、Y型溢流阀1个、YF型溢流阀1个、J型减压阀1个；

4、L型节流阀1个、LI型单向节流阀1个、QF型调速阀1个；

5、三位四通O型电磁换向阀1个、三位四通Y型电磁换向阀1个、34DYO-H型电液换向阀1个。

6、液压传动教学实验台。

三、实验原理及主要知识点

1、观察CB型齿轮泵的结构特点，掌握其工作原理；

2、观察YB型叶片泵的结构特点，掌握其工作原理；

3、观察SCY14-1型轴向柱塞变量泵的结构特点，掌握其工作原理。

4、观察溢流阀、减压阀等的结构特点、掌握其工作原理。

5、观察节流阀、单向节流阀、调速阀等流量控制阀的结构特点、掌握其工作原理。

6、观察液压传动教学实验台上的液压系统。

四、实验步骤

进行实物观察，了解其结构及原理。

五、实验结果与分析

参考书上结构对比实物加深认识

六、实验思考题及实验报告要求

实验思考题

1、液压系统的组成？

2、液压泵的基本原理?

3、齿轮泵的困油现象如何解决？

端面泄漏如何解决？

4、溢流阀与减压阀工作原理上有何不同？

各适用与什么场合工作？

5、简要列举几个三位四通电磁换向阀中位滑阀机能及应用场合。

实验报告要求

l、学生将上述思考题1、2、3、4、5题中任选3题在实验报告中回答。

2、说说对液压系统的直观感觉？

实验二：

压力形成及节流调速特性实验

实验学时：

2

实验类型：

验证型                  

实验要求：

必修

一、实验目的

1、加深理解液压系统中压力形成的概念，利用增加砝码的方法观察液压系统压力的变化。

2、掌握回油节流调速特性，并利用节流阀进行同步回路的调节，使两个液压缸实现同步。

二、实验仪器与设备

QCS-002液压实验台

三、实验原理及主要知识点

1、液压缸工作腔负载压力的形成：

①、测量摩擦阻力和活塞部件自重与压力的关系；

②、测量加重力外负载（砝码）与压力的关系。

2、利用节流阀调节液压缸的运动速度：

①、通过分别调节节流阀8、9、10的开口大小观察节流调速特性，观察负载大小与液压缸运动速度的关系。

②、通过调节节流阀的开口大小使两个液压缸实现同步运动。

四、实验步骤

QCS-002液压实验台简介

液压泵2打出的油液经过精滤器3分成两路。

一路经调速阀6和二位四通电磁换向阀7后，分别经三个单向阀进入液压缸11、12、13的下腔，活塞上行，活塞下腔的压力分别由压力表P7、P8、P9测定。

活塞上腔（大腔）的压力油经二位四通电磁换向阀7流回油箱。

回油压力由压力表P6测定。

另一路经调速阀5，并经分配转阀21、23（图中未画出）至被测液阻。

被测液阻前后压力分别为P2（P4）和P3（P5），利用压力表开关由精密压力表（或普通压力表）测定，而通过流量可由流量计（或量筒）和秒表测定。

实验台备有砝码，通过增加活塞杆上的砝码观察压力表的读数，可以测量出加重力外负载（砝码）与压力的关系。

实验台备有节流阀8、9、10，通过调节节流阀的开口大小观察节流调速特性，并通过调节节流阀的开口大小调节两个液压缸实现同步运动。

实验台备有细长孔、U型管、短孔、薄壁小孔、环形缝隙、电磁阀、节流阀和单向阀等形式的液阻。

实验时，前四种被测液阻利用分配转阀21选择，而后四种则利用分配转阀23选择。

1、测量摩擦阻力和活塞部件自重与压力的关系：

将活塞上的砝码去掉（空载），向活塞有杆腔供油，测量活塞杆启动时的最低启动压力，做三次测量，取平均值。

要求符合书P212表9-8的规定。

2、测量加重力外负载（砝码）与压力的关系：

将三个液压缸活塞上分别逐步增加砝码，分别测量出活塞上有1～3个砝码时的供油压力，做三次测量，取平均值，并记录下来。

3、测量节流调速回路的负载特性：

通过分别调节节流阀8、9、10的开口大小观察节流调速特性，观察负载大小与液压缸运动速度的关系，并记录结果。

4、通过调节节流阀的开口大小使两个液压缸实现同步运动。

将11、12、13三个液压缸中的任意两个液压缸的回油路的节流阀的手轮进行调节，使其节流口大小变化，实现两个液压缸的同步运动。

五、实验结果与分析

1、实验数据记录

表1摩擦阻力和活塞部件自重与压力的关系实验

最低启动压力

（MPa）

（平均值）

活塞密封圈形式

V

公称压力≤10Mpa

表2加重力外负载（砝码）与压力的关系实验

负载

压力（MPa）

（平均值）

缸号

砝码1

（Kg）

砝码2

（Kg）

砝码3

（Kg）

液压缸11

液压缸12

液压缸13

表3节流调速回路的负载特性实验

负载

速度（m/min）

（平均值）

缸号

砝码1

（Kg）

砝码2

（Kg）

砝码3

（Kg）

2、实验结果分析：

（分析误差原因）

六、实验思考题及实验报告要求

1、液压系统中压力形成？

2、液压系统中节流调速特性？

3、液压系统中摩擦力所起的作用？

实验三：

液阻特性的测定实验

实验学时：

2

实验类型：

验证型                  

实验要求：

必修

一、实验目的

1、加深理解液压系统中压力损失的概念。

2、增强对小孔、缝隙等液阻特性的认识及掌握其压力—流量特性的测量方法。

二、实验仪器与设备

QCS-002液压实验台

三、实验原理及主要知识点

1、小孔液阻特性（流量一压力特性曲线）的测定

在油液流动状态不变的情况下，分别测定细长孔、薄壁孔、短孔、U型管的压力降△P及相应的流量Q。

2、流经同心环形缝隙和偏心环形缝隙的流量的测定。

四、实验步骤

1、细长孔液阻特性的测定

关闭调速阀6，打开调速阀5，调整溢流阀4，使Pl为2.5MPa，把手柄22、23放在“细长孔”标记位置上，精细地调整调速阀5的开度，使孔口前的压力P2达到预定值，转动压力表开关24，读出孔口后的P3值。

计算得出细长孔的压力降△P=P2－P3

与此同时，把手柄17放在“流量计”位置上，用秒表测定通过流量计31所需时间t，规定P2的预定值取：

0．2、0．3、0．4、0．5、0．6、0．7MPa，记录测得的数据P1、P2、P3及时间t。

2、薄壁孔液阻特性的测定

将手柄22、23放在“薄壁孔”位置上，调整溢流阀4，使P1为2．5MPa，规定P2预定值为0．3、0．4、O.5、0．6、0．7、0．8MPa，重复上述细长孔液阻特性曲线的实验步骤。

记录测得的数据P1、P2、P3及时间t。

3、偏心环形缝隙液阻特性的测定

把手柄20、21放在“偏心”位置上，使偏心率e=0（同心情况下）。

调整溢流阀4，使缝隙进口压力P4=5.0，4.5，4.0，3.5，3.0MPa，并用秒表测定流入量筒一定容积油液所需时间t。

然后在e=1（不同心情况下）对应相同的△P作重复测定。

五、实验结果与分析

1、小孔液阻特性（流量一压力特性曲线）的测定

表1小孔液阻特性实验数据

内容

实验

数据

测试

目标

系统压力

MPa

油温

℃

P2

MPa

P3

MPa

△P

MPa

Q测

L/min

Q实

L/min

备注

细

长

孔

表2小孔液阻特性实验数据

内容

实验

数据

测试

目标

系统压力

MPa

油温

℃

P2

MPa

P3

MPa

△P

MPa

Q测

L/min

Q实

L/min

备注

薄

壁

孔

2、缝隙液阻特性实验

表3缝隙液阻特性实验数据

内容

实验

数据

测试

目标

系统压力

MPa

油温

℃

P4

MPa

P5

MPa

△P

MPa

Q测

L/min

Q计

L/min

备注

同

心

环

形

缝

隙

表4缝隙液阻特性实验数据

内容

实验

数据

测试

目标

系统压力

MPa

油温

℃

P4

MPa

P5

MPa

△P

MPa

Q测

L/min

Q计

L/min

备注

偏

心

环

形

缝

隙

3、绘制压力—流量特性曲线

①、绘制细长小孔压力—流量曲线图（用方格纸画，贴在此处）

②、绘制薄壁孔压力—流量曲线图（用方格纸画，贴在此处）

4、实验结果分析：

（分析误差原因）

六、实验思考题及实验报告要求

1、液压系统中的液阻特性？

实验四：

换向回路实验

实验学时：

2

实验类型：

综合型                  

实验要求：

必修、选修

一、实验目的

1、熟悉换向阀典型的内部结构、工作原理及职能符号；

2、了解换向阀的工业应用领域；

3、培养学习液压传动课程的兴趣，以及进行实际工程设计的积极性，为调动学生进行创新设计，拓宽知识面，打好一定的知识基础；

4、通过该实验，可利用不同类型的换向阀设计类似的换向回路。

二、实验仪器与设备

液压传动综合教学实验台，换向阀（阀芯机能“0”），液压缸，溢流阀，流量传感器，接近开关及其支架，压力表（量程：

10MPa

三、实验原理及主要知识点

学生可根据个人兴趣，安装运行一个或多个液压换向回路。

现以“0”型的三位四通电磁换向阀为例。

四、实验步骤

1、根据试验内容，设计自己要进行实验的基本回路，所设计的回路必须经过认真检查，确保正确无误；

2、按照检查无误的回路要求，选择所需的液压元件，并且检查其性能的完好性；

3、将检验好的液压元件安装在插件板的适当位置，通过快速接头和软管按照回路要求，把各个元件连接起来（包括压力表）。

（注：

并联油路可用多孔油路板）

4、将固定好的电磁阀及行程开关按照电器接线图连接起来，掌握接近开关的接线方法和工作原理；

5、按照回路图，确认安装连接正确后，旋松泵出口自行安装的溢流阀。

经过检查确认正确无误后，再启动油泵，按要求调压；

6、系统溢流阀做安全阀使用，不得随意调整；

7、调整系统压力，使系统工作压力保证在安全压力范围之内；

8、实验完毕后，应先旋松溢流阀手柄，然后停止油泵工作。

经确认回路中压力为零后，取下连接油管和元件，归类放入规定的抽屉中或规定地方，并使系统保持清洁。

参考试验（液压系统图）

1、两位四通电磁换向回路

2、两位四通手动换向回路

五、实验结果与分析

调节压力根据测量参数完成以下表格：

油缸有效行程：

200mm

压力

（MPa）

流量

（L/min）

油缸前进推力

（F）

油缸后退推力

（F）

前进速度

（V）

后退速度

（V）

六、实验思考题及实验报告要求

1、使用三位四通电磁换向阀和二位四通阀的换向回路有什么区别，各有什么优缺点？

实验五：

单作用气缸的换向回路实验

实验学时：

2

实验类型：

综合型                  

实验要求：

必修、选修

一、实验目的

1、熟悉气动换向阀典型的内部结构、工作原理及职能符号；

2、了解气动换向阀的工业应用领域；

3、培养学习气动传动课程的兴趣，以及进行实际工程设计的积极性，为调动学生进行创新设计，拓宽知识面，打好一定的知识基础；

4、通过该实验，可利用不同类型的换向阀设计类似的换向回路。

二、实验仪器与设备

气动传动综合教学实验台，单作用气缸［弹簧回位］、单向节流阀、二位三通电磁换向阀、三联件、长度合适的连接软管，

三、实验原理及主要知识点

学生可根据个人兴趣，安装运行一个或多个气压回路。

四、实验步骤

1、依据本实验的要求选择所需的气动无件（单作用气缸［弹簧回位］、单向节流阀、二位三通电磁换向阀、三联件、长度合适的连接软管）；并检验元器件的实用性能是否正常。

2、看懂原理图，按照原理图搭接实验回路。

3、将二位三通单电磁换向阀的电源输入口插入相应的控制板输出口。

4、确认连接安装正确稳妥，把三联件的调压旋钮放松，通电，开启气泵。

待泵工作正常，再次调节三联件的调压旋钮，使回路中的压力在系统工作压力以内。

5、当二位三通电磁换向阀通电时，右位接入，气缸左腔进气，气缸伸出，失电时气缸靠弹簧的弹力返回（在缸的伸缩过程中通过调节回路中的单向节流阀可以丛容的控制气缸的动作快慢）。

6、实验完毕后，关闭泵，切断电源，待回路压力为零时，拆卸回路，清理元器件并放回规定的位置。

五、实验结果与分析

观察气压传动系统工作情况，与理论分析有何不同。

六、实验思考题及实验报告要求

1、若把回路中单向节流阀拆掉重做一次实验，气缸的活塞运动是否会很平稳，而且冲击效果是否很明显？

回路中用单向节流阀的作用是什么？

2、采用三位五通双电磁换向阀是否能实现缸的定位？

想一想主要是利用了三位五通双电磁阀的什么机能？

实验六：

顺序动作回路实验

实验学时：

2

实验类型：

综合型                  

实验要求：

选修

一、实验目的

1、了解压力控制阀的特点；

2、掌握顺序阀的工作原理、职能符号及其运用；

3、了解压力继电器的工作原理及职能符号；

4、会用顺序阀或行程开关实现顺序动作回路。

二、实验仪器与设备

液压传动综合教学实验台1台，换向阀（阀芯机能“0”）1只，顺序阀，2只，液压缸，2只接近开关及其支架，2只溢流阀1只，四通油路过渡底板3个，压力表（量程：

10MPa）2只，油泵1台，流量传感器1只，油管若干。

三、实验原理及主要知识点

学生可根据个人兴趣，安装运行一个顺序回路。

四、实验步骤

1、根据试验内容，设计自己要进行实验的基本回路，所设计的回路必须经过认真检查，确保正确无误；

2、按照检查无误的回路要求，选择所需的液压元件，并且检查其性能的完好性；

3、将检查好的液压元件安装在插件板的适当位置，通过快速接头和软管按照回路要求，把各个元件连接起来（包括压力表）。

（注:

并联油路可用多孔油路板）；

4、将电磁阀及行程开关与控制线连接；

5、按照回路图，确认安装连接正确后，旋松泵出口自行安装的溢流阀。

经过检查确认无误后，再启动油泵，按要求调压。

不经检查，私自开机，一切后果由本人负责；

6、系统溢流阀做安全阀使用，不得随意调整；

7、根据回路要求，调节顺序阀，使液压油缸左右运动速度适中；

8、实验完毕后，应先旋松溢流阀手柄，然后停止油泵工作。

经确认回路中压力为零后，取下连接油管和元件，归类放入规定的抽屉中或规定地方。

五、实验结果与分析

观察液压传动系统工作情况，与理论分析有何不同。

六、实验思考题及实验报告要求

1、顺序阀在回路中起什么作用？

2、可否将上述回路改装为行程开关控制的顺序回路和压力继电器控制的顺序回路，尝试写出其原理图？

实验七：

防冲击回路实验

实验学时：

2

实验类型：

综合型                  

实验要求：

选修

一、实验目的

1、了解液压系统回路中设置缓冲阀的目的。

2、掌握典型的缓冲回路，理解它们是怎样达到缓冲效果的。

二、实验仪器与设备

液压传动综合教学实验台1台，三位四通电磁换向阀1只，液压缸1只，溢流阀3只，单向阀2只，油管若干，四通油路过渡度板3块，压力表（量程：

10MPa）2只，油泵1台，流量传感器1只。

三、实验原理及主要知识点

学生可根据个人兴趣，安装运行一个防冲击回路实验。

四、实验步骤

1、根据实验原理图，认真分析液压原理图，掌握工作原理和控制原理；

2、根据实验回路需要，准备液压元器件，并确认液压元器件是完好的；

3、将检验好的液压元件安装在插件板的适当位置，通过快速接头和软管按照回路要求，把各个元件连接起来（包括压力表）。

（注：

并联油路可用多孔油路板）；

4、将电磁阀与控制端口按照接线图连接起来；

5、按照回路图，确认安装连接正确后，旋松泵出口自行安装的溢流阀。

经过检查确认正确无误后，再启动油泵，按要求调压，一定在系统额定压力范围内调节压力；

6、系统溢流阀做安全阀使用，不得随意调整；

7、调节系统压力，使液压缸的运动速度适中；

8、实验完毕后，应先旋松溢流阀手柄，然后停止油泵工作。

经确认回路中压力为零后，取下连接油管和元件，归类放入规定的抽屉中或规定地方。

五、实验结果与分析

观察液压传动系统工作情况，与理论分析有何不同。

六、实验思考题及实验报告要求

1、可否用蓄能器吸收冲击替换上述回路，尝试写出其原理图？

？

2、可否用平衡阀的释压回路替换上述回路，尝试写出其原理图？