液压传动实验指导书文档格式.docx
- 文档编号:19732321
- 上传时间:2023-01-09
- 格式:DOCX
- 页数:45
- 大小:830.22KB
液压传动实验指导书文档格式.docx
《液压传动实验指导书文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《液压传动实验指导书文档格式.docx(45页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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。
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。
实验报告的一般格式如下:
1)实验项目(名称要正确、恰当)。
2)目录。
3)摘要。
4)前言。
5)实验装置(并说明实验范围)、实验方案、实验步骤和测试原理。
6)实验结果及分析。
7)结论(或讨论)和建议。
8)参考文献。
对于比较简单的实验,显然没有必要都按上述格式编写报告,只需按其中主要部分编写即可。
在液压传动实验中应创造必要条件,建议至少使学生完成一个较为复杂的实验,进行一次编写正式科技报告的训练,即应完成资料检索,按实验室具有的条件,拟定实验方案,选择和安装仪器设备,收集和处理数据等一系列工作,最后要求写出比较完整的实验总结报告。
如果实验尚未单独设课,仍从属于理论教学,从当前分配的实验学时、教学计划和课内周学时的安排来看,对保证和加强实验教学的质量是十分不利的。
如目前二学时做一个液压传动实验,学生不可能有充分时间去熟悉仪器、仪表原理,探讨测试方法,自己动手进行必要的标定工作,而测定数据是否有较好的再现性也没有时间校核,……。
在这种情况下编者认为液压传动实验应把保证教学质量放在首位,同时也要满足教学计划要求的实验数量,可将分配的实验学时相对集中用在为数不多又较为复杂的典型实验上,其他实验在学生充分准备的基础上可以演示讲解或采用其他教学形式进行。
实验教学因有学时的限制,学生不可能按本书所编实验内容全做,应根据教学要求保证完成基本内容。
必做的实验内容应由教师事先布置给学生,同时转告实验室,其他内容,可由教师置疑或演示,也可由学生选做。
实验报告迟交,实验时不遵守设备操作规程,不遵守实验纪律,不按约定时间进行实验,都要从报告中扣分。
准备报告和总结报告的评分表(见表1和表2),一方面便于教师统一评分,另一方面可以帮助学生检查自己所做的实验工作,自觉完成实验各环节所提出的任务,这样,可以保证较好地完成每一个实验。
准备报告和总结报告在实验成绩中各占多少比例,可由教师确定,建议准备报告占30%,总结报告占70%。
第一部分实验台介绍
一、用途
YJS-03快速组合式全功能综合液压教学实验台适用于高等院校、中等院校、技工学校及工厂液压技术的基础教学及职工培训。
本实验台广泛吸取了国外同类实验台的设计思想,采用插件板以及带有连接插头的各种液压元件,可以在不使用任何工具的情况下,快速、灵活、方便地插接组成所需要的实验回路,并对系统的参数进行测试。
本实验台打破常规的固定化模式,可根据需要不断补充新元件,扩充适用范围,是教学内容不断更新。
二、结构及基本参数
1、插件板2、电器控制面板3、蓄能量4、流量量筒5、进油接口6、电机启动器
7、回油接口8、泵站9、装件抽屉10、油箱11、马达-泵组12、压力继电器13、油缸
插件板:
其中镗有等距孔,整块板可以使带有快速锁紧装置的元件随意插入。
流量油筒:
手柄放松可以显示回油情况,手柄抬高(锁紧)可以测量流量大小(配用秒表)
油箱:
兼做搜集泄露油的作用。
连接底板:
该底板是与各实验元件相连接,板上装有各种阀和快换接头体,板侧面带有两个连接锁,可以随意插入到插件板上并能自动锁紧。
外形尺寸:
2160×
1050×
1860
额定压力:
6.3Mpa
额定流量:
2×
4l/min
组成回路元件:
20类33件;
不同长度胶管26根
电源电压:
380伏
三、调整及使用说明
本实验台备有两套同样的实验用元件,采用一个双联泵(相当于两个独立的泵)和一个变量泵,组成一个独立的泵站可同时供两套系统使用,即可供两组学生同时作实验。
1、用前操作人员必须详细阅读本说明书,指导教师需向学生介绍实验台的结构,使用方法及注意事项。
2、学生实验的回路可以是教师指定的或自行设计,回路中采用的元件必须是本实验台带有的元件;
实验回路必须事先画出原理图,按次原理图连接。
3、打开装有元件的抽屉9,按照回路原理图逐一选择所需的元件,并根据所用元件的多少插接到插接板的适当位置上,然后选择适当长度的胶管进行连接(有五种不同长度的胶管可供选择)。
4、胶管两端均带有自闭式快速接头,将胶管接头与各元件油口接头连接时,需用力将胶管上接头的外套向后拨出,插接后再将其向前推靠,切记接好后一定要用力向外拽胶管检查是否接牢。
5、回路与泵连接的胶管插接到接头5中的一个上(有两个接头)。
回油若需要显示或测取流量时回油管应插接到接头4上,若不需要时则可接到接头7中的一个上(一侧有三个回油接头)。
6、待指定教师检查确认连接可靠无误后,旋松回路中溢流阀的手柄(接头5下面的溢流阀为安全阀,调整到5.5Mpa锁紧),按下电机启动器上6的绿色按钮,启动电机,再旋紧回路中的溢流阀手柄,观察压力表指示的压力。
7、实验结束后,首先要旋松回路中溢流阀的手柄,按下电机启动器上的红色按钮关掉电机。
8、在确认回路中的压力降到零后,方可拨掉胶管。
拔取胶管时,只需将接头外套向后拉出,即可松开胶管。
拆卸元件时,需双手用力向里捏住底板上的两个开锁手柄,向外侧用力拔出元件;
若一次拔不出,捏住开锁手柄后,向内外侧对拉几次,即可拔出。
千万注意不要用力过猛,以免损坏插件板。
将胶管及元件从插件板上取下后,放入规定的抽屉内,以备后用。
四、电器控制
实验台控制部分采用了三中控制方式,即可用PLC(可编程控制器)控制,也可用微机控制(微机控制系统中,有主机;
显示顺;
键盘;
打印机;
放大器;
流量、压力、扭矩、转速传感器组成),还可以手动控制。
若采用PLC控制,则用拔号开关程序;
用微机控制时,将拔号开关打倒0位,在微机主动箱中插有I/O卡、计数卡、A/D卡,除可对液压阀的电磁铁实施逻辑控制外,还可采集压力、扭矩、转速、流量信号,经计算机处理后,由打印机输出实验结果。
五、注意事项
1、搭接回路前,先停泵,以免带着压力操作。
2、停泵之前,先将回路中的压力卸掉,以免油管中的压力过高,无法使用。
3、实验过程中,应使用本实验台的液压元件,不得串用。
4、实验结束后,要将液压元件放回本台的抽屉中。
第二部分实验项目
实验一液压泵性能实验
一、实验目的:
一)深入理解定量叶片泵的静态特性。
着重测试液压泵静态特性中:
1.实际流量Q与工作压力p之间的关系──Q—P曲线;
2.容积效率ηv、总效率η与工作压力p之间的关系──ηv—p和η─p曲线;
3.输入功率Ni与工作压力p之间的关系──Ni─p曲线。
二)通过实验,学会小功率液压泵的测试方法和本实验所用的仪器和设备。
二、实验仪器:
一)实验装置的液压系统原理图,如图2─1所示。
该实验系统是QCSOO3B型液压教学实验台中的一部份,可以完成泵的性能实验,也可完成溢流阀的性能实验。
实验系统中泵的出口有四条*并联油路通油箱。
液压泵静态特性实验通过节流阀10和流量计(20)回油箱,此时,溢流阀11(9)和二位三通电磁换向阀13(11)均应关闭。
静态特性实验中测量理论(零压)流量Qth时,仅通过开关*24和流量计(20)这条油路进行,测完关闭开关*24,转到节流阀加载的油路测试其他数据。
液压泵动态特性实验通过节流阀和二位三通换向阀两条油路的相互配合来进行,此时其余的两条油路应关闭。
说明:
原设计的实验装置液压系统原理图有专测零压测量的短接油路,由于某些原因工厂生产的实验台未装,因而测不出这一流量。
为使实验数据准确可靠,建议使用单位恢复这条油路。
图2—1液压泵性能实验液压系统原理图
(二)YB-6型单级定量叶片泵(被试泵)的结构
图2-2YB-6型单级定量叶片泵结构示意图
图2-2所示为秦川机床厂生产的YB-6型叶片泵结构示意图。
图中泵的壳体6内装的转子4、定子5、和配油盘2及7。
转子4由轴3带动回转,轴3由球轴承10和8支承着。
转子4上均布10条顺回转方向前倾θ角的槽,叶片9能在槽中滑动,配油盘和定子紧靠在一起,转子与叶片相对与定子和配油盘转动。
叶片槽根部b通过配油盘上的环槽c与压油区相通。
在压油区d内,作用在叶片顶部a/和根部的液压力基本上相互平衡,叶片在离心力作用下压向定子内表面,保证了可靠的密封。
在吸油区e内,叶片顶部a没有压力油的作用,叶片在根部液压作用力和离心力的作用下压向定子内表面,产生较大的接触力,通常要加剧定子在这部分的磨损,由于这个原因,YB系列的叶片泵额定压力不能提高,仅保持在63Kgf/cm2级。
(三)液压泵输入功率的测量
电功率表法。
如图2-1所示,将三相功率表接入电网与电动机定子线圈之间,功率表指示的数值N表就是电动机定子的输入功率。
由于电动机转子轴与液压泵轴通过联轴节对接,可认为此处于功率损失,因此电动机转子轴的输出功率就是液压泵的输入功率。
众所周知,电动机的输出功与其输入功率N表的比为电动机的效率电机,所以液压泵的输入功率Ni=N表η电机。
实验台采用的JO2-22-4型电动机的效率曲线如图2-3所示。
按功率表读值N表可以在图中查到对应的电机,计算出泵的输入功率Ni。
图2–3JO2-22-4型电动机的效率曲线
三、实验原理:
液压泵的工作压力由其外加负载所决定,若定量泵出口串联一个节流阀,节流阀出口直通油箱,节流阀通流截面积A变化就可对泵施加不同的负载,即泵的工作压力将随之变化,这一情况可用流量方程
进行分析。
对定量泵来说,Q为定值,对特定的阀来说Cq一定,此时,节流阀前后压差ΔP=P,A加大则泵的工作压力P减小,A减小则P加大。
液压泵的额定压力Pn是指泵在使用中允许到达的最大工作压力,超过此值就是过载。
液压泵的排量q是指不考虑泄漏时,泵轴一转所排出的油液体积,它只决定于泵中密封工作腔的几何尺寸,与转速无关。
泵的理论流量Qth是不考虑泄漏时,单位时间内输出油液的体积,它等于泵的排量与其转速的乘积。
额定流量Qn指泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量,它总是小于泵的理论流量。
液压泵的输入量是转矩T和转速n,输出量是油液的压力P和流量Q。
泵在能量转换的过程中,由于存在各种损失,如容积损失和机械损失等,使其输出功率总是小于输入功率。
容积损失一般指泵内通过缝隙由高压区向低压区泄漏所造成,油液粘度越低、压力越高,其泄漏就越大。
泵的容积效率ηv为
(2─1)
式中Q──泵在额定转速下的实际流量;
Qth──泵在额定转速下的理论流量。
它在实际生产中通常以额定转速nn下空载流量(或零压流量)q•nn代替,因空载时泵的泄漏量可以忽略(零压时泄漏量为零);
q──泵的排量;
──泄漏量Ql等于泄漏系数kl与工作压力p的乘积。
液压泵的输入功率Ni和输出功率NO为
Ni=N表·
η电机(KW)(2─2)
NO=p·
Q(KW)(2─3)
式中N表──三相功率表示值
η电机──对应N表值的电动机效率;
p、Q同前。
液压泵的总效率η为输出功率NO与输入功率Ni之比,由(2─2)和(2─3)得:
(2─4)
或
(2─5)
式中
──泵的机械效率。
反映油液在泵内流动时液体粘性引起的摩擦转矩损失和泵内机件相对运动时机械摩擦引起的摩擦转矩损失之和。
若摩擦转矩损失越大,则泵的机械效率越低。
要直接测定ηm比较困难,一般是测出ηm和η,然后算出ηm。
液压泵的主要性能指:
额定压力,额定流量,容积效率,总效率,压力脉动,噪声、温升、振动和寿命等。
目前规定泵的各项技术指标如下:
(摘自JB2146-77[19])
单级定量叶片泵(额定压力63kgf/cm2、公称排量q≤10mi/r者)
1.ηv≥80%;
2.η≥65%
液压泵除考虑压力、流量、噪声等项目外,还应考察泵的压力脉动(压力振摆),因为压力脉动对系统的振动有很大的影响,特别对运动要求平稳、移动精度高的机械来说,更是如此。
压力脉动主要来源流量脉动,双作用式定量叶片泵虽然理论上流量脉动甚小,但由于制造上的误差往往使泵的内泄漏不均匀,加之压油腔内油液压缩性的影响,流量脉动仍然存在。
泵从一个稳态工作条件转为另一个稳定工作条件时,输出流量的瞬时变化,会引起输出压力的瞬时变化,欲到达稳定将经历一个自动调节的过程,衡量此调节过程的主要指标是,最大压力超调量和过渡过程时间。
四、实验步骤:
一)实验内容为:
实际流量-工作压力(Q-p)特性、容积效率-工作压力(ηv—p)特性、总效率-工作压力(η—p)特性和输入功率工作压力(Ni─p)特性。
上述四项特性是反映不同工作压力的Q、ηv、η、和N的变化规律。
二)设定参数:
1.被试泵的工作压力p(kgf/cm2)。
在0—65kgf/cm2范围内p的设定点不应少于8点(包括p=0或p接近零和p=65kgf/cm2的两个点在内)。
最小设定压力的获取应将节流阀10和开关*24全打开,其他设定压力由§
2已知,应仅通过节流阀10改变其通流截面积A获得。
压力值的大小,由压力接点P12-1(P6)通过压力表开关,显示在压力表上。
超载时的最大设定压力点工作时间应尽量短,避免泵长期超载工作。
另外注意在每一设定压力调好后,需运行1分钟左右再测有关参数。
2.油温。
在静态特性测试中,建议温升控制在±
2℃以内。
三)待测参数:
1.液压泵输出油液流过一定容积∆V(l)所需要的时间t(s);
2.液压泵的工作转速n(rpm)和外加砝码重量G(kgf);
3.电动机输入功率N表(KW)和查出对应N表的电动机效率η电机(%)。
要求定量的确定YB—6型泵的静态特性,建议在同一设定条件下,测试次数不少于3次。
四)调定参数:
溢流阀11(9)的调定压力值应高于YB—6型泵的额定压力20%即75kgf/cm2左右。
五)计算项目:
1.泵的实际流量:
(l/min)
2.泵的输出功率:
(KW)
3.泵的输入功率:
4.泵的容积效率:
(%)
5.泵的总效率:
6.泵的机械效率:
ηm=η/ηv(%)
五、实验数据记录及处理:
(一)静态特性实验
1.原始数据和计算结果的格式见表2—1。
实验前,请参考上述内容,将实验有关参数的符号和单位、计算公式等,在合适的位置填好,并记录下原始数据、计算出结果。
2.数据处理结果,参看图2—4
图2—4定量叶片泵的静态特性曲线示意图
实验条件:
液压泵型号:
型;
额定排量:
ml
kgf/cm2;
液压油牌号:
;
额定转速:
rpm;
油液重度:
ϒ=kgf/l;
表2-1
调定参数
设定参数
实
验
次
数
待测参数
计算结果
3.结论
1)实际流量Q在图2—4中从零压流量Qt值开始,随泵的工作压力P增高而减少,大多数泵均为一条直线,见Q-p曲线。
各工作压力点对应的实际流量Q值与零压流量Qt值的差,就是泵在该压力点工作时的内泄漏量Ql。
2)容积效率ηv为实际流量Q与零压流量Qt之比,在在图2—4中从
η=100%开始,随泵的工作压力P增高而减少,大多数泵的ηv—p特性曲线为一条直线,见ηv-p曲线。
容积效率是衡量泵静态工作特性的重要指标之一。
从式(2-1)
中表明,泵的输出压力愈高,泄漏系数kl愈大(油液的粘度愈低)、或泵的排量愈小,转速愈低,则容积效率ηv愈低。
所以为什么在同一型号的泵中,排量愈小的泵其容积效率愈低的这个问题可由式(2-1)中找到答案。
3)泵的机械损失是指泵在转矩上的损失。
液压泵的实际输入转矩总是大于理论需要转矩。
因此由式(2-2)可知,液压泵的输入功率Ni总是大于实际输出功率。
从图(2-4)中还可知NO-p曲线从座标零点开始,随泵工作压力P的增大而增大。
但因泵的实际输出功率NO。
为
(2-6)
由式(2-6)可知曲线不是直线,而是略微和向上凸起的近似直线。
4)从图2-4中的总效率η—p曲线可知,一般泵约在接近其额定压力的2/3区间(如曲线在P=20~63kgf/cm2)工作,可保持较高的总效率。
4.讨论
1)小功率液压泵测试实验台多采用非功率回收方式,其加载形式多用节流加载。
节流加载多数利用可调节流阀,有的也可用溢流阀代替。
节流阀置于液压泵出口油路上,造成一定的节流阻力,使被试泵在负载状况下运转,进行测试工作。
这种油路系统最简单可靠,投资少,操作方便。
但缺点是全部测试功转化为热能,除了元件和管路表面散失一部分热量外,大部分热量均进入油液中,使工作油液温度升高,所以这种油箱一般应备有冷却装置。
由于这种系统将测试功全部消耗掉了,所以只适用于小功率液压泵的性能实验。
大功率液压泵(高压大流量泵)不宜采用节流加载的方法,而利用功率回收方式,系统中采取一定措施,将被试泵的输出功率回收,又用于驱动液压泵在负载状况下运转。
但装置比较复杂,投资较大,操作较为困难。
2)影响压力脉动的因素是多方面的,如液压泵的结构及制造工艺的问题、作为液压泵负载的管路系统特性和工作条件(如转速、温度)等。
压力脉动的控制可从泵本身的结构研究,减少固有流量脉动,合理设计泵内流道等,除此而外还应从负载方面采取措施,如减少系统的输入阻抗,也就是减少泵的负载阻力,增加对压力波的衰减和滤波作用等等。
3)力学测定法测定液压泵效率
温度是衡量液压泵性能的一个重要参数,它直接反映元件发热性能的好坏。
泵的能量损失可以反映在系统流体的温度变化上,运用敏感的测温仪器测得这些温度变化的信号,再利用热力学基本原理来确定能量的损失及计算液压泵的效率。
热力学测定法,只要求测出元件进口、出口和泄漏口等处的温度及压力。
这种方法有赖于高精度测温传感器和油液性质参数的精确测定,所以目前还没有广泛应用。
但国内外已有人在理论和测试仪器方面从事着初具成效的工作。
4)本实验台进行泵的性能实验时,溢流阀11(9)的调定压力值要高于YB-6型泵额度压力的20%左右,主要是考虑如下一点:
若溢流阀调定压力值仅略高于泵的最大设定工作压力65kgf/cm,将会因溢流阀的启闭特性(详见实验四)而泄漏一部分流量,使从流量计算得泵的流量不反映此时泵的全部输出流量。
5)对实验改进的意见和建议。
实验二溢流阀性能实验
1、通过实验,深入理解溢流阀稳定工况时的静态特性。
静态特性中着重测试:
1)调压范围及压力稳定性;
2)卸荷压力及压力损失;
3)启闭特性。
根据实验成果对被试阀的静态特性作适当的分析。
2、通过实验,深入理解溢流阀瞬时突变工况下的动态特性,即溢流量突然变化时,溢流阀所控制的压力随时间变化的过渡过程品质。
3、通过实验,学会溢流阀静态性能的实验方法,学会使用本实验所用的仪器和设备。
一)溢流阀结构
图3—2和图3—3示出Y1和Y型先导式溢流阀的结构。
图3—2Y1—10B型
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 液压 传动 实验 指导书