版机电液压实验指导DOC.docx

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实验一液压元件结构分析实验

一、实验方法

液压传动实验室所设置的液压元件包括了液压传动教材中的大部分液压元件，可分为：

①泵类②阀类③马达、油缸类④辅助元件类。

具体分布见附表。

第一步：

先进行元件的拆装，了解元件的结构组成。

学生可以两人一组，任选其中一类，完成后再选另一类。

拆装时应作好标记，应在实验结束时正确复原装配。

第二步：

根据实验内容进行元件分析，学生可对照相关结构原理图进行。

第三步：

绘制出相应图纸，祥见下一节的具体要求。

第四步：

简述工作原理。

第五步：

回答相关问题，详见下节的具体问题。

二、实验内容与要求

1、液压油泵类

本实验室装置有：

齿轮泵、叶片泵、柱塞泵。

了解所有液压油泵的结构组成，并写出其型号及参数。

（1）根据具体结构绘制出其中一个液压油泵的简易装配图（注：

液压油泵内部转动部分按比例绘制，其它部分可简画）。

（2）分析思路：

先从结构中找出液压油泵的工作容积观察其变化情况搞清楚输送路线如何解决密封问题（注：

注意密封方式）如何解决困油问题及冲击问题。

（3）根据所绘制的装配图简述其工作原理。

（4）回答下列问题：

①外啮合齿轮泵在什么位置产生困油现象，结构上如何解决？

②外啮合齿轮泵轴向密封、磨损问题是如何解决的？

③比较齿轮泵进出油口的大小并说明其原因。

④双作用叶片泵叶片倾斜方向（以转向为基准）和原因。

⑤双作用叶片泵中配油盘上的三角槽其什么作用？

⑥用什么方式保证其转动部件与其相配合的固定部件同轴？

⑦轴向柱塞泵中，柱塞在排油过程中共受到哪些力的作用？

⑧轴向柱塞泵从结构上如何解决滑履与斜盘的磨损问题？

⑨轴向柱塞泵的配油盘上哪处结构起到降低噪声作用？

2、阀类

本实验室设置有：

压力控制阀、方向控制阀、流量控制阀。

（1）了解所有液压控制阀的结构组成，并写出其型号及参数。

（2）根据具体结构，绘制出压力控制阀。

方向控制阀、流量控制阀各一个简易装配图（注：

所有阀芯均按比例绘制，其它部分可简画）。

（3）分析思路：

①压力控制阀：

从主阀芯工作时受力平衡入手搞清液流路线比较溢流阀、减压阀、顺序阀结构的差别注意节流的设置。

②方向控制阀：

阀芯的沟槽分布搞清楚液流路线注意操作方式应能判断出中位机能。

③流量控制阀：

如何构成节流搞清楚液流路线对调速阀应从减压阀阀芯入手，注意该阀芯的受力平衡。

（4）根据所绘制的装配图简述工作原理。

（5）回答下列问题：

①Y-10B型溢流阀的主阀芯上的节流小孔是什么型式？

②比较溢流阀、减压阀、顺序阀的主阀芯结构有何异同。

③先导锥阀属何种封闭型式？

④当其控制油口无控制压力油作用时，只能导通，当有控制压力油作用时，正反向均可导通。

⑤那些换向阀的中位机能对油泵有卸荷功能？

⑥调速阀是由和串连而成的，前者起作用，后者起作用。

⑦压力继电器是一种能将转变成的转换装置。

⑧把减压阀的进出口反接后，会发现什么情况？

3、液压马达及油缸类

本实验设置有齿轮马达、叶片马达、摆线马达、油缸。

（1）了解马达及油缸的结构，并写出其型号及参数。

（2）根据BM－80型摆线马达结构、绘制出简易装配图（注：

马达内部转动部件按比例绘制，其它部分可简画）

（3）分析思路：

液压马达动力形成过程找出油液的有效作用面积与液压泵的区别。

（4）根据所绘制的装配图简述工作原理。

（5）回答下列问题：

①在叶片马达中，叶片要放置。

②齿轮泵与齿轮马达是否可以互换？

为什么？

③根据结构，液压缸共有几处密封？

④液压缸如何实现排气？

4、液压附件：

只作了解。

实验二基本液压回路演示实验

一、实验目的：

本实验主要介绍四种基本液压回路，包括：

调压及卸荷回路、减压回路、顺序动作回路和差动快速回路。

要求通过实验了解基本回路在在液压系统中主要起到的一些辅助作用，掌握各种基本回路的构成和特定功能。

二、实验仪器

国产液压实验台

三、实验内容

（一）调压及卸荷回路

1、液压原理图：

如图1所示。

回路组成元件：

定量泵1、溢流阀5、三位四通换向阀22、远程控制阀9。

2、回路功能及实验步骤

（1）回路功能：

调压及卸荷可以完成调压、卸荷及远程调压功能；

（2）实验步骤：

①回路采用带远程控制器Y1型溢流阀，用以完成调整系统压力（泵出口压力）的作用，在系统压力大于调压压力时，溢流阀可起到卸荷保护作用。

②当换向阀22的1ZT通电时，溢流阀5的远程控制接通远程控制阀9后，系统压力P1可由远程控制阀9调节；

③换向阀22在中位时，1ZT、2ZT都断电，溢流阀5控制P1压力；

④切换转换开关后，2ZT通电，控制油口接油箱，溢流阀5动作，泵在零压下卸荷。

3、实验目的及要点问题

（1）实验目的：

了解调压、远程控制、卸荷回路的组成及各元件在系统中的作用，在实验中观察调压及卸荷回路如何实现调压、远程调压和卸荷功能。

（2）要点问题：

①当远程控制口接通调压阀9时，系统的最大压力取决于哪个阀？

取决于调压阀9

阀9的调节范围为什么小于阀5的调定压力？

只有这样才能使系统的调定压力由调压阀9决定

②当远程控制阀接通时，油液如何回到油箱？

油液通过调压阀9流回油箱

卸荷时又是什么情况？

卸荷时2ZT得电，油液通过右位直接流回油箱

③这路调压回路有什么优点？

可以通过调压阀9远程控制

（二）减压回路

1、液压原理图：

如图2所示。

回路组成元件包括：

定量泵1、溢流阀3、单向阀6、单向阀13、三位四通换向阀20、三位四通换向阀21、节流阀10、减压阀12、开停阀16、顺序阀14、液压缸27。

2、回路功能及实验步骤

（1）回路功能：

减压回路主要通过减压阀起减压作用，使用液压系统的某支路在低于溢流阀3的调定压力的某一压力下工作。

（2）实验步骤：

①调节溢流阀3，使系统压力P1=4MPa；

②当系统不需要减压时，减压阀不起减压作用，其压力由外载决定，且随外载变化而变化，这时，减压阀外于非工作状态；

③系统支路需要减压时，将阀12手柄旋松，使用压力表P5低于溢流阀3的调定压力（P5=2MPa），液压缸前进至终点，系统压力升高，当压力超过减压的调定压力时，P5仍能保持在原来的数值上，说明减压阀已处于工作状态；

④减压阀调定后，将溢流阀3在原调定压力上、下变化，这时减压阀12仍保持原调定压力；

⑤当溢流阀3调定为某一固定值时，调节减压阀12手柄，使P5变化，此时，系统压力P1不受影响。

3、实验目的及要点问题：

（1）实验目的：

明确减压回路的组成和作用，了解减压阀在系统中如何起到减压和稳压作用，以及减压回路压力变化对回路有无影响，主回路调定压力变化对减压\回路有无影响，进一步认识减压回路与主回路的关系。

（2）要点问题：

①减压阀在系统中起什么作用？

起到保持出口压力不变，回路压力不变的作用

②什么是减压阀的非工作状态？

即减压阀的出口压力小于调定压力，阀口全开

这种状态是在什么条件下实现的？

出口压力小于调定压力

③什么是减压阀的工作状态？

出口压力大于调定压力，阀口缩小，出口压力不变

这种状态下的减压回路有什么特点？

出口压力不变

④减压阀工作时，系统压力波动对减压回路有无影响？

无影响

为什么？

因为减压阀的原理就是能保证出口压力不变

⑤系统压力P1调定后，再调节减压阀，系统压力受影响吗？

不受

（三）顺序动作回路

1、液压原理图：

如图3所示。

回路组成元件：

定量泵1、单向阀6、溢流阀3、三位四通换向阀20、三位四通换向阀21、顺序阀14、二位二通换向阀16、二位二通换向阀17、二位二通换向阀19、节流阀10、节流阀11、二位三通换向阀18、液压缸27、液压缸28。

2、回路功能及实验步骤

（1）回路功能：

此回路通过顺序阀、节流阀、行程开关动作，可实现两缸顺序动作要求。

（2）实验步骤实现：

①顺序阀实现顺序动作：

当节流阀10、11开口一定时，调节溢流阀3使P1为某一定值。

在溢流阀无溢流时，缸I快进，到达终点后，旋松顺序阀柄，可使缸II前进，这时P1应比P4高3-5bar；

②可以用节流阀10、11改变两缸负载大小，进而实现顺序动作：

这时溢流阀作安全阀用。

顺序阀14放松，用节流阀的不同开度来调节两缸的动作顺序；

③行程控制顺序动作：

顺序阀14手柄放松，用电器行程开关实现自动循环。

3、实验目的及要点问题：

（1）实验目的：

了解顺序动作的不同方式及各种顺序动作回路必备的组成元件在系统中的作用。

（2）要点问题：

①本实验有几种实现顺序动作的方法？

三种

它们分别是靠什么元件来完成的？

1.顺序阀2.节流阀3.电气行程开关

②采用顺序阀实现动作时，为什么溢流阀的调定压力要略高于顺序阀的压力？

这样才能保证压力能达到顺序阀工作的压力

③调节节流阀开度时，对液压缸的动作有什么影响？

对液压缸的动作速度有影响

为什么？

因为节流阀是靠改变流量来工作的，流量变了，作用面积不变，故液压缸动作速度改变。

实验报告示例——液压回路实验

实验内容一：

二级调压回路（实验报告需要写的内容）

一、实验目的：

1.了解先导式溢流阀、直动溢流阀的工作原理；

2.掌握并应用溢流阀的二级调压及多级调压工作原理；

3.了解电气元器件的使用方法和应用。

二、实验设备：

1.液压传动实验台1台

2.泵站1套

3.先导溢流阀1只

4.直动式溢流阀1只

5.二位三通电磁换向阀1只

6.二位四通电磁换向阀1只

7.液压缸1只

8.高压油管.导线.压力表若干

三、实验液压原理图：

调节先导溢流阀旋钮调定压力，二位三通电磁换向阀YA1得电换向，调节溢流阀，系统压力将随溢流阀变化，起远程调压作用。

1溢流阀2二位三通电磁换向阀3先导式溢流阀

4二位四通电磁换向阀5液压缸

四、实验步骤：

1.依据液压实验回路准备好相关实验器材；

2.按照实验回路连接好液压回路；

3.检查溢流阀是否全部打开和连接回路是否完全正确；

4.在确认无误的情况下开启系统，启动泵站前，先检查安全阀（溢流阀）是否打开，全打开先导式溢流阀3、直动式溢流阀1；

5.按钮SB1和SB2闭合，调节先导式溢流阀3的所需的压力，压力值从压力表直接读出，持续1—3分钟；

6.按钮SB1，SB3闭合，二位三通电磁换向阀2处于导通状态，再调节直动式溢流阀1所需的压力值，起远程调压；（注：

直动式溢流阀的调节的压力值要小于先导式溢流阀调节压力值）

7.实验完毕后完全松开溢流阀，拆卸液压系统，清理相关的实验器材保持清洁和归位。

实验内容二：

基本换向阀换向回路（实验报告需要写的内容）

一、实验目的：

1.熟悉换向阀典型的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；

5.了解电气元器件工作方式和应用；

6.了解接近开关的应用和工作原理。

二、实验器材：

1.实验台1台

2.三位四通电磁换向阀1只

3.液压缸1只

4.直动式溢流阀1只

5.油管若干

6.接近开关及其支架若干

7.压力表（量程：

10MPa）1只

8.油泵1只

三、实验原理和实验原理图：

学生可根据个人兴趣，安装运行一个或多个液压换向回路，查看缸的运动状态。

现以“O”型的三位四通电磁换向阀为例。

三位四通电磁换向阀YA1得电，液压缸伸出：

三位四通电磁换向阀YA2得电，液压缸缩回：

1溢流阀2三位四通电磁换向阀3液压缸

四、实验步骤：

1.根据试验内容，设计实验所需回路，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.按照回路图，确认安装连接正确后，旋松泵出口处的溢流阀1。

经过检查确认正确无误后，再启动油泵，按要求调压；调整系统压力，使系统工作压力在系统额定压力范围（＜6MPa）；

5.按钮SB1闭合，三位四通电磁换向阀YA1得电换向，液压缸伸出；

6.按钮SB2闭合，三位四通电磁换向阀YA2得电换向，液压缸缩回；

7.实验完毕后，应先旋松溢流阀1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，并保持系统的清洁。

五、注意事项：

1.检查油路是否搭接正确；

2.检查电路连接是否正确（PLC输入电源是否要求电源）；

3.检查油管接头是否搭接牢固（搭接后，可以稍微用力拉一下）

实验三：

顺序动作回路（实验报告需要写的内容）

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、职能符号及其应用；

3.掌握顺序阀和行程开关实现顺序动作回路；

4.深入了解电器元器件的工作原理和应用。

二、实验器材：

1.液压实验台1台

2.三位四通电磁换向阀（阀芯机能“O”）1只

3.顺序阀2只

4.液压缸2只

5.接近开关及其支架2只

6.溢流阀1只

7.泵站1套

8.压力表油管若干

三、实验原理：

调节顺序阀旋钮，三位四通电磁换向阀得电换向，一个液压缸先伸出或缩回，当达到顺序阀调定压力，顺序阀导通，另一个液压缸缩回或伸出。

1溢流阀2三位四通电磁换向阀3顺序阀4液压缸

四、实验步骤：

1.根据试验内容，设计实验所需的回路，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.经过检查确认正确无误后，完全打开溢流阀1（系统溢流阀做安全阀使用，不得随意调整）再启动油泵，按要求调压（＜6MPa）。

不经检查，私自开机，一切后果由本人负责；

5.按钮开关SB1闭合，三位四通电磁换向阀

（2）YA1得电换向，液压缸4（右）伸出，顺序阀3（左）压力达到设定压力后液压缸4（左）伸出；

6.按钮开关SB2闭合，三位四通电磁换向阀

（2）YA2得电换向，液压缸4（左）缩回，顺序阀3（右）压力达到设定压力后液压缸4（右）缩回；

7.观察缸的运动状态，液压缸的伸出和缩回的先后顺序，达到所需的工作过程，实验目的达到；

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、注意事项：

1.检查油路是否搭接正确；

2.检查电路连接是否正确（PLC输入电源是否要求电源）；

3.检查油管接头是否搭接牢固（搭接后，可以稍微用力拉一下）；

4.检查电路是否错误，开始试验前需检查。

如有错误，修正后在运行，直到错误排除，启动泵站，开始试验；

5.回路必须搭接安全阀（溢流阀）回路，启动泵站前，完全打开安全阀：

实验完成，完全打开安全阀，停止泵站。

实验四：

节流调速实验

一实验目的

1.通过实验深入了解进、出口节流调速系统调速原理、以巩固课堂讲述的内容；

2.掌握系统性能实验方法；

3.培养学生分析问题、解决问题的能力和动手能力；

4.了解所用测量设备和测量装置的工作原理和掌握其使用方法。

二实验器材

1液压实验台1台

2节流阀1只

3调速阀1只

4液压缸2只

5溢流阀1只

6泵站1套

7压力表油管若干

三实验原理

（1）采用节流阀的进口节流调速回路的调速性能实验；

（2）采用节流阀的出口节流调速回路的调速性能实验；

（3）分析比较二种节流调速的性能；

1、进口节流调速回路

这种调速回路将节流阀装在液压缸的进油路上，定量泵输出的流量qp是恒定的。

在由溢流阀调定的供油压力pp下，其中的一部分流量ｑ1通过节流阀进入液压缸的工作腔，此压力油的压力ｐ1作用在活塞面积Ａ1上，克服负载F推动活塞向右运动，另一部分流量∆ｑ则通过溢流阀流回油箱，调节节流阀的通流截面积ＡT，可以改变进入液压缸的流量ｑ1，

从而改变活塞的工作速度。

这种调速回路的各个主要参数存在如下关系：

解此方程组得：

/A1

即当节流阀的结构形式及液压缸的尺寸大小确定之后，液压缸的工作速度ｖ与节流阀的通流截面积

、溢流阀的调定压力

及负载F有关，当

和

调定后，v随F而变化，这里，负载F包括工作负载、摩擦负载和惯性负载等。

调速回路中液压缸工作速度和负载之间的关系称为速度—负载特性。

以工作速度ｖ为纵坐标、负载F为横坐标，将式

（1）按不同的节流阀通流截面积

作图，则可以得出一组进、节流调速回路的速度—负载特性曲线，如图所示。

图速度—负载特性曲线

2、出口节流调速回路

这种调速回路将节流阀装在液压缸的回油路上，用它来控制液压缸的回油腔流出的流量

，从而也就控制了进入液压缸工作腔的流量

，定量泵输出的恒定流量

除了进入液压缸的

外，多余的部分都通过溢流阀流回油箱。

在这种调速回路中，当不计管路和换向阀的压力损失时，液压缸工作腔内油液的工作压力

（它基本上为一定值），此压力油作用在面积

上所产生的推力除了要克服负载F外，还要克服回油腔压力

作用在环形面积

上的背压阻力，才能推动活塞向右运动。

这种调速回路的各个主要参数存在如下关系：

解此方程组得：

（2）

分析、比较

（1）、

（2）两式可知；出口节流调速回路的速度—负载特性和进口节流调速回路的速度—负载特性是完全相同的。

3、旁路节流调速回路

图节流阀旁路节流调速回路

这种调速回路将节流阀安装在与溢流阀并联的旁支油路上，定量泵输出恒定的流量

，其中一部分流量进入液压缸，推动活塞前进，另一部分则通过节流阀流回油箱。

改变节流阀的通流节流面积

就可以改变

，从而改变了

，以达到调速的目的。

当不考虑管路的压力损失时，液压泵的供油压力等于液压缸工作腔内的压力

，其大小决定于负载F和工作腔的有效面积

（

）,此时溢流阀的调定压力必须大得能克服最大负载所需的压力，才能使系统正常工作，工作中该阀处于关闭状态，仅当回路过载时才打开，因此，它是安全阀。

这种调速回路的各个主要参数存在如下关系：

解此方程组得：

图节流阀旁路节流调速回路速度—负载特性曲线

（3）

将式（3）按不同的节流阀通流截流

面积

作图则可以得出一组速度—负载

特性曲线，如图2-11所示。

4、调速阀进口节流调速回路

这种调速回路的工作情况与节流阀进口节流调速回路完全相同。

这种调速回路的各个主要参数存在如下关系：

图调速阀进口节流调速回路

解此方程组得;

v=[cdAT（pm-F/A1）φ]/A1（4）

由于调速阀中的减压阀使节流阀前后的

图调速阀速度负载特性曲线

压差∆pj基本保持不变，阀进口节流调速回路机械特性曲线以活塞

运动速度也基本保持不变。

将式（4）按不

同的节流阀通流截流面积

作图则可以得

出一组速度—负载特性曲线，如图所示。

四实验步骤

1、节流阀进口节流调速回路

（1）测试前的调整

加载回路的调整：

关闭节流阀，松开溢流阀调压手柄，使电磁阀处于常态。

启动液压泵，调节溢流阀，使回路处于低压,通过电磁阀的切换，使加载缸活塞往复运动3-5次，以排除回路内的空气，然后使活塞处于退回位置。

调速回路的调整：

全部打开节流阀，调节溢流阀，启动液压泵，使系统处于低压,通过电磁阀的切换，使加载缸活塞往复运动3-5次，以排除回路内的空气，然后使活塞处于退回位置。

将电磁阀3处于左位，慢慢调节节流阀的开度，使工作缸活塞运动速度适中，反复切换电磁阀，使工作缸活塞往复运动，检查系统是否正常。

（2）调定液压泵1的供油压力,调节回路节流阀的开度AT。

注意：

节流阀的开度由大到小进行调整，记录实验数据。

（3）流量控制阀的开度AT调定，调节溢流阀，记录实验数据。

2、节流阀出口节流调速回路

重复1

（1）、1

（2）、1（3）步骤，至本实验结束，将以上数据记录到实验记录表格中。

3、节流阀旁路节流调速回路

重复1

（1）、1

（2）、1（3）步骤，至本实验结束，将以上数据记录到实验记录表格中。

4、调速阀进口节流调速回路

重复1

（1）、1

（2）、1（3）步骤，至本实验结束，将以上数据记录到实验记录表格中。

为便于对比上述四种调速回路的实验结果，在调节2、3、4个项的节流阀开度AT时，应该与1中的中开度尽可能一致。

实验4－1节流阀进油调速回路

压力参数（mPa）

测算参数

工作行程

回程

距离

s（mm）

时间t（s）

速度

V（mm/s）

P1

P2

P3

P4

第一次

第二次

平均值

实验4－2节流阀回油调速回路

压力参数（mPa）

测算参数

工作行程

回程

距离

s（mm）

时间t（s）

速度

V（mm/s）

P1

P2

P3

P4

第一次

第二次

平均值

实验4-3节流阀旁路调速回路

压力参数（mPa）

测算参数

工作行程

回程

距离

s（mm）

时间t（s）

速度

V（mm/s）

P1

P2

P3

P4

第一次

第二次

平均值

实验4-4调速阀进口节流调速回路

压力参数（mPa）

测算参数

工作行程

回程

距离

s（mm）

时间t（s）

速度

V（mm/s）

P1

P2

P3

P4

第一次

第二次

平均值

五试验注意事项及操作规程

.1在做实验之前，仔细详看指导书和实验台上标注的操作规程。

.2操作实验台之前，检查实验台。

3实验台工作时，禁止用手加载液压缸。

.4电气按钮说明：

（1）启动上电按钮，上电指示灯有显示。

（2）启动油泵电机，指示灯有显示，表示油泵电机正常运行工作。

（3）启动换向阀按钮，实现液压缸的进退。

（5）遇到紧急情况可按“停止”按钮。

（6）做完实验后按下上电按钮，切断