液压与气压传动实验指导.docx
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液压与气压传动实验指导
目 录
实验一液压系统中工作压力形成原理实验2
实验二液阻特性实验8
实验三液压泵性能实验14
实验四溢流阀静态性能实验20
实验五节流调速性能实验24
实验六液压元件拆装实验30
实验一液压系统中工作压力形成原理实验
一、实验目的
1、加深理解液压传动中“工作压力决定于外负载”的含义,外负载包括有效负载和无效负载,如油液流动时的压力损失,油缸运动时的摩擦损失等,就属于无效负载。
2、掌握液压系统中工作压力形成和传递的规律。
二、实验原理与实验内容
1、实验原理
本实验采用垂直悬置的液压缸作为实验缸,当有杆腔输入压力油,活塞在进油压力的推动下以速度v匀速上升时,工作腔的压力大小可由活塞的静力平衡方程得出:
或
式中:
—液压缸有杆腔压力;
—液压缸无杆腔压力;
—液压缸有杆腔面积;
—液压缸无杆腔面积;
—摩擦阻力(包括活塞与缸筒内壁的摩擦阻力和活塞杆与油缸端盖处的摩擦阻力);
—活塞及杆件的重力;
—砝码及托盘的重力(外界负载)。
2、实验内容
1)液压缸磨擦阻力变化对液压缸工作压力的影响
在本实验装置中,活塞杆与端盖密封处的磨擦阻力是可调的。
通过旋紧或放松端盖螺帽,改变轴向机械力,压紧或放松V形橡胶密封圈,从而改变摩擦阻力。
摩擦阻力属于无效负载。
实验应在液压阻力(即背压)不变和不计外负载的情况下进行。
2)液压缸外加负载变化时对液压缸工作压力的影响
外负载是指直接加在活塞杆上的有效负载(砝码和砝码托盘的重力)。
液压缸在正常的磨擦阻力下(通过调节达到),在活塞杆上加不同的负载(砝码),观察其工作压力随之变化的情况。
3)多缸并联系统中外负载不同时对系统工作压力的影响
实验装置中采用三个液压缸的并联油路,在大致相同的摩擦阻力和液压阻力的条件下,对三个缸施加不同的外负载,观察、记录并分析系统中各缸进口压力随时间t变化的数值和规律。
三、实验设备与步骤
1、实验设备
QCS002型实验台;秒表一块。
2、实验液压系统原理图如图1-1所示。
图1-2液压系统中工作压力形成原理实验液压系统原理图
1-滤油器2-液压泵3-滤油器4-溢流阀5、6-调速阀7-三位四通电磁换向阀
8、9、10-节流阀11、12、13-液压缸25-冷却器26-电加热器27、28、29-砝码
30-温度计32、33、34-单向阀41-油箱
3、实验步骤
实验前的调试
1)实验油温应控制在20~40℃范围内。
如超出该范围,可开动冷却器25或加热器26。
2)接通电源前,电磁阀7和电加热器26的旋钮开关均应处于“0”位,全松溢流阀4,关死调速阀5和6,把各缸的节流阀8、9、10均开至最大,卸下各缸的砝码托盘,放松缸端螺帽,并反向稍微带紧。
3)接通电源,启动液压泵,待运转正常后(约一分钟,排除系统中的空气),逐渐关小溢流阀4,使泵的出口压力
调到
(10kgf/cm2),再慢慢打开调速阀6,使各缸活塞杆往复运动到终端时撞击声要小,并有充分时间在活塞杆运动过程中能准确地观察出压力表的读数。
同时,操纵电磁阀7的旋钮开关,使活塞杆上下往复运动到终点3~5次,以排除各缸内的空气。
然后,使电磁阀7的开关处于“0”位。
实验操作:
1)液压缸中摩擦阻力变化时对液压缸中工作压力的影响
(1)任选一个液压缸作为实验缸,关闭其他两缸的压力表开关和节流阀。
操纵电磁阀7旋钮开关到“1”位,使实验缸活塞杆降到下端。
全松溢流阀4。
(2)把电磁阀7的旋钮开关转至“0”位,慢慢旋紧溢流阀4,待实验缸活塞杆刚刚开始上移时就立即停止旋溢流阀,记下活塞上行阶段的压力数值。
(3)逐次旋紧缸端螺帽,重复第2步操作,分别记下各压力值,填入实验记录表1-1中。
(4)本项实验结束后,全松开溢流阀4;放松缸端螺帽并反向稍微带紧,恢复试验缸的正常摩擦阻力状态。
2)液压缸的外负载变化时对液压缸工作压力的影响
(1)实验缸的活塞杆上装上砝码托盘,操作电磁阀7的旋钮开关至“1”位,使活塞杆降到下端。
(2)分别挂上1、2、3块砝码,重复第一项实验中第2步的操作,记下活塞杆上行阶段的压力值,填入实验记录表1-2中。
(注意在实验中适当调节节流阀8的开度,使其随外负载的增加而适当减小,防止活塞杆下降时在进油腔产生负压,而在回油腔产生过大的背压,以致损坏压力表。
)
(3)本项实验结束后,卸去砝码,全松溢流阀4,并记下挂三块砝码时节流阀8旋钮手柄上的刻度值。
3)多缸并联系统中外界负载不同时对系统工作压力的影响
(1)打开液压缸的压力表开关。
(2)把各缸的节流阀8、9、10的手柄调到第2项实验中第3步所记下的刻度值。
(3)操纵电磁阀7的旋钮开关,使各缸往复运动,并进行下列调整,当活塞杆上行时,适当调整各缸端的螺帽,使摩擦阻力接近相等;当活塞杆下行时,再适当调整各缸的节流阀开度,使回油阻力接近相等。
最后使活塞杆处于下位。
(4)操纵电磁阀7的旋钮开关,记下各缸无外载荷时活塞杆上行时的各压力值,填入实验记录表1-3中。
(5)各缸均装上砝码托盘,分别挂上1、2、3块砝码。
将溢流阀4逐渐旋紧,使液压泵出口压力调至三缸并联系统的最大负载压力(由实验时根据第2项实验中得出的
值确定)。
操纵电磁阀7的旋钮开关,记下各缸在活塞上行时的各压力值,填入实验记录表1-3中。
(6)改变各缸的砝码块数,重复第5步操作,并将各压力值填入实验记录表1-3中。
(7)本项实验结束后,卸下各缸砝码和托盘,全松溢流阀4,调速阀5和6开至最大,再停液压泵电机,关闭电源。
有关参数:
1)、油缸无杆腔面积12.56cm2,有杆腔面积为5.5cm2
2)、单个砝码重量为110g。
四、实验数据处理及结论
一)液压缸中摩擦阻力变化时对液压缸中工作压力的影响
1、测试参数并计算
表1-1液压缸摩擦阻力变化时对液压缸中工作压力的影响
实验条件:
液压缸有杆腔有效面积
m2。
摩擦阻力
次数n
调定参数
待测参数
计算结果
液压泵工作压力
液压缸回油腔压力
(MPa)
液压缸工作压力
由小到大
1
2
3
4
二)液压缸的外负载变化时对液压缸工作压力的影响
1、测试参数并计算
表1-2液压缸的外负载变化时对液压缸工作压力的影响
实验条件:
液压缸有杆腔有效面积
m2;
活塞全行程长度L=m;
一块砝码的平均重量G=N。
设定参数
序号
1
2
3
4
5
N
0
nG(N)
0
调定参数
A节
待测参数
计算结果
(Mpa)
(Mpa)
表中:
2、数据处理
1)作出液压缸F—p曲线;
2)作出液压缸F—v曲线,
3、结论
三)、多缸并联各缸外加负载不同时对液压系统工作压力的影响
1、测试参数并计算
表1-3多缸并联系统中外界负载不同时对系统工作压力的影响
实验条件:
液压缸有杆腔有效面积
m2;
活塞全行程长度L=m;
一块砝码的平均重量G=N。
液压缸号
11
12
13
调定参数
液压泵工作压力
(MPa)
设定参数
序号
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
砝码块数n
0
1
3
2
0
2
1
3
0
3
2
1
总重nG(N)
0
待测参数
(MPa)
缸工作压力
起动时
运动中
停止时
三缸停止后
缸回油压力
(MPa)
缸运动次序
上升时间t(s)
计算结果
(Mpa)
(Mpa)
表中:
2、结论
五、思考题
1.油缸活塞在运动开始、运动中、运动停止时其压力值有无变化?
为什么?
2.多缸运动时,为什么活塞杆运动有先后?
3.当外负载为零时,油缸工作压力为何不等于零?
4.为什么会出现油缸工作腔压力高于系统压力的情况?
实验二液阻特性实验
一、实验目的
1、了解各种小孔液流的液阻特性,根据实验记录数据绘出各种液阻的“流量(q)—压力(Δp)”特性曲线图。
2、掌握各种孔口在液压元件中的应用。
3、了解影响各种孔口液流流量的因素及影响程度。
二、实验原理与实验内容
1、实验原理
油液流经薄壁小孔的流量公式为
式中:
、Δp——分别为小孔的过流断面积和两端压力差。
——由孔的形状、尺寸和液体性质决定的系数。
——由孔口的长径比决定的指数,对于薄壁孔
;对于细长小孔
。
——液阻,与孔口尺寸、几何形状、油液性质和流动状态等因素有关;对于薄壁孔
;对于细长小孔
。
2、实验内容
本实验台配置有三种基本的实验:
薄壁小孔(长径比≤0.5)液流的流量—压力特性实验、细长小孔(长径比>4)液流的流量—压力特性实验、环形缝隙液流的流量测定。
三、实验设备与实验步骤
1、实验设备
(1)QCS-002型实验台;
(2)秒表一块;
2、实验液压系统原理图如图2-1所示。
3、实验步骤
实验前的调试:
(1)全松溢流阀4和背压阀18,关死调速阀5和6,分配转阀20、21、22、23和压力表开关24全处于“0”位,转阀16、17处于“回油”位置,转阀14、15处于“断”位置。
(2)接通电源,启动电机,待液压泵运转正常后,逐渐旋紧溢流阀4,将p1调到1.6MPa(即16kgf/cm3)。
试验操作:
1)小孔液阻特性测定
(1)根据不同类型小孔,分配转阀22、23均分别转到“细长管”、“U形管”、“短孔”和“薄壁孔”标记处。
每种孔型按以下几步操作。
(2)压力表开关24旋到“
”位置,慢慢打开调速阀5,使试件的进口压力
按0.7、1.4、2.1、2.8、3.5、4.2(kgf/cm2即105Pa)六个测点调定。
对薄壁小孔,则将进口压力
按0.2、0.4、1.2、2.0、2.8、4.0(kgf/cm2即105Pa)六个测点调定,每个测点按下述三个步骤操作。
(3)转阀17转到“流量计”位置,用秒表计时,记录流量计上的叠积数和秒表上相应的时间。
测试完毕后随即把转阀17转回到“回油”位置,以延长流量计的使用寿命。
(4)压力表开关转到“
”位置,记录试件的出口压力。
测试完毕后将压力表开关转回到“
”位置。
(5)记录系统压力和油液温度,将细长小孔、短孔、薄壁小孔实验时记录的压力、流量、时间等数
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- 液压 气压 传动 实验 指导