液压传动与气压传动试验指导书Word文档格式.docx

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一、实验教学

液压传动实验是该课程的重要实践性环节，其基本任务：

使学生进一步了解液压系统元件的性能、掌握对液压元件主要性能参数的测试手段及熟悉各种测试仪器。

实验教学培养学生的动手能力、运用实验方法研究元件和基本回路的特性。

要求学生按时完成实验报告。

所做实验项目为完成者不允许参加液压传动考试。

二、实验项目：

1、方向控制回路

2、压力控制回路

3、速度控制回路

4、气压控制回路

三、实验指导：

1、液压阀液压泵的拆装

2、基本回路的原理分析及实验

3、方向控制回路

4、压力控制回路

5、速度控制回路

6、气压回路

实验一液压泵拆装

一、实验目的

液压元件是液压系统的重要组成部分，通过对液压泵的拆装可加深对泵结构及工作原理的了解。

并能对液压泵的加工及装配工艺有一个初步的认识。

二、实验用工具及材料

内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、各类液压泵、液压阀及其它液压元件。

三、实验内容及步骤

拆解各类液压元件，观察及了解各零件在液压泵中的作用，了解各种液压泵的工作原理，按一定的步骤装配各类液压泵。

1.轴向柱塞泵

型号：

cy14—1型轴向柱塞泵（手动变量）

结构见图1—1

图1-1

（1）实验原理

当油泵的输入轴9通过电机带动旋转时，缸体5随之旋转，由于装在缸体中的柱塞10的球头部分上的滑靴13被回程盘压向斜盘，因此柱塞10将随着斜盘的斜面在缸体5中作往复运动。

从而实现油泵的吸油和排油。

油泵的配油是由配油盘6实现的。

改变斜盘的倾斜角度就可以改变油泵的流量输出。

（2）实验报告要求

A.根据实物，画出柱塞泵的工作原理简图。

B.简要说明轴向柱塞泵的结构组成。

（3）思考题

a.cy14---1型轴向柱塞泵用的是何种配流方式？

b.轴向柱塞泵的变量形式有几种？

c.所谓的“闭死容积”和“困油现象”指的是什么？

如何消除。

2.齿轮泵

CB---B型齿轮泵

结构图见图1—2

图1-2

（1）工作原理

在吸油腔，轮齿在啮合点相互从对方齿谷中退出，密封工作空间的有效容积不断增大，完成吸油过程。

在排油腔，轮齿在啮合点相互进入对方齿谷中，密封工作空间的有效容积不断减小，实现排油过程。

a.根据实物，画出齿轮泵的工作原理简图。

b.简要说明齿轮泵的结构组成。

a.卸荷槽的作用是什么？

b.齿轮泵的密封工作区是指哪一部分？

3.双作用叶片泵

YB---6型叶片泵

结构图见图1---3

图1-3

3.叶片泵

当轴3带动转子4转动时，装于转子叶片槽中的叶片在离心力和叶片底部压力油的作用下伸出，叶片顶部紧贴与顶子表面，沿着定子曲线滑动。

叶片往定子的长轴方向运动时叶片伸出，使得由定子5的内表面、配流盘2、7、转子和叶片所形成的密闭容腔不断扩大，通过配流盘上的配流窗口实现吸油。

往短轴方向运动时叶片缩进，密闭容腔不断缩小，通过配流盘上的配流窗口实现排油。

转子旋转一周，叶片伸出和缩进两次。

（2）试验报告要求

a.根据实物画出双作用叶片泵的工作原理简图。

b.简要说明叶片泵的结构组成。

a.叙述单作用叶片泵和双作用叶片泵的主要区别。

b.双作用叶片泵的定子内表面是由哪几段曲线组成的？

c.变量叶片泵有几种形式？

实验二液压阀拆装

液压元件是液压系统的重要组成部分，通过对液压阀的拆装可加深对阀结构及工作原理的了解。

并能对液压阀的加工及装配工艺有一个初步的认识。

拆解各类液压元件，观察及了解各零件在液压阀中的作用，了解各种液压阀的工作原理，按一定的步骤装配各类液压阀。

1.溢流阀

Y型溢流阀（板式）

结构图见图1—4

图1-4

溢流阀进口的压力油除经轴向孔a进入主阀芯的下端A腔外，还经轴向小孔b进入主阀芯的上腔B，并经锥阀座上的小孔d作用在先导阀锥阀体8上。

当作用在先导阀锥阀体上的液压力小于弹簧的预紧力和锥阀体自重时，锥阀在弹簧力的作用下关闭。

因阀体内部无油液流动，主阀芯上下两腔液压力相等，主阀芯再主阀弹簧的作用下处于关闭状态（主阀芯处于最下端），溢流阀不溢流。

a.补全溢流阀溢流时的工作原理。

b.写出YF型及P型溢流阀与Y型溢流阀的区别。

a.先导阀和主阀分别是由那几个重要零件组成的？

b.遥控口的作用是什么？

原程调压和卸荷是怎样来实现的？

c.溢流阀的静特性包括那几个部分？

2.减压阀

J型减压阀

结构图见图1---5

进口压力

经减压缝隙减压后，压力变为

经主阀芯的轴向小孔a和b进入主阀芯的底部和上端（弹簧侧）。

再经过阀盖上的孔和先导阀阀座上的小孔C作用在先导阀的锥阀体上。

当出口压力低于调定压力时，先导阀在调压弹簧的作用下关闭阀口，主阀芯上下腔的油压均等于出口压力，主阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，滑阀中间凸肩与阀体之间构成的减压阀阀口全开不起减压作用。

图1-5

a.补全减压阀起减压作用时的工作原理。

b.Y型减压阀和Y型溢流阀结构上的相同点与不同点是什么？

（1）思考题

a.静止状态时减压阀与溢流阀的主阀芯分别处于什么状态？

b.泄漏油口如果发生堵塞现象，减压阀能否减压工作？

为什么？

泄油口为什么要直接单独接回油箱？

3.换向阀

34E—25D电磁阀

结构图见图1—6

利用阀芯和阀体间相对位置的改变来实现油路的接通或断开，以满足液压回路的各种要求。

电磁换向阀两端的电磁铁通过推杆来控制阀芯在阀体中的位置。

图1-6

a.根据实物说出该阀有几种工作位置？

b.说出液动换向阀、电液动换向阀的结构及工作原理。

a.说明实物中的34D—10B电磁换向阀的中位机能。

b.左右电磁铁都不得电时，阀芯靠什么对中？

c.电磁换向阀的泄油口的作用是什么？

4.单向阀

I—25型

结构图见图1—7

（4）工作原理

压力油从

口流入，克服作用于阀芯2上的弹簧力开启由

口流出。

反向在压力油及弹簧力的作用下，阀芯关闭出油口。

图1-7

（5）实验报告要求

根据实物，画出单向阀的结构简图。

（6）思考题

液控单向阀与普通单向阀有何区别？

5.节流阀

L---10B型节流阀

结构图见图1---8

转动手柄3，通过推杆2使筏芯1作轴向移动，从而调节调节流阀的通流截面积，使流经节流阀的流量发生变化。

（2）验报告要求

根据实物，叙述节流阀的结构组成及工作原理

调速阀与节流阀的主要区别是什么？

图1-8

实验三基本回路的原理分析及实验

基本回路是用液压元件组成并能完成特定功能的典型回路，对于任何一种液压系统，不论其复杂程度如何，实际上都是由一些液压基本回路组成的。

多缸工作控制回路

　　多缸控制回路是在基本液压回路的基础上，在液压系统中采用同一液压油源驱动与控制多个执行元件，可以节省液压元件和电机的数目，合理利用功率，减少站地面积，因此在机床液压系统和行走机构的液压系统中广泛应用。

顺序动作回路：

一、实验目的

1．通过实验深入理解双作用液压缸、溢流阀、二位四通电磁换向阀、行程开关（常闭、常开）及压力继电器等液压元件的结构，性能及用途。

2．掌握基本的顺序动作回路的工作过程及原理。

3．学会使用液压元器件设计顺序动作回路，提高学生处理及解决问题的能力。

二、实验内容与实验原理

顺序动作回路是实现多个液压缸依次动作的控制回路。

其中可以控制的因素有四种：

执行元件动作的规定位置、回路中的压力、流量及循环的某阶段算起的时间。

按控制因素不同可将顺序动作回路分为压力控制、行程控制和时间控制三类。

实验内容：

根据已学知识对行程控制顺序动作回路，压力继电器的顺序动作回路两种顺序回路简图自己动手实际连接制作。

实验原理：

行程控制顺序动作回路：

是利用某一执行元件运动到预定行程以后，发出电气或机械控制信号，使另一执行元件运动的一种控制方式。

该原理如下图1。

　　压力控制顺序动作回路：

是利用液压回路中压力的差别，如顺序阀、压力继电器等动作发出控制信号，使执行元件按预定顺序动作。

该原理如下图2。

三、实验方法与步骤

本实验采用YY-18透明传动实验台。

此实验台采用透明液压元件、组合插装式结构、活动液压油路接头、通用电气线路，可方便的进行各种常用液压传动的控制、实验及测试。

1．实验方法

采用电器行程开关的顺序动作回路（如图1-1），各缸顺序由电气元件发出信号，改变油液的流动方向即可改变顺序动作，并可调整行程。

　　本实验动作过程如下：

首先按动电钮，电磁铁1DT接通，左位接入，压力油流入液压缸A的左腔，右腔回油，实现动作，右行到终点时，缸A的挡铁压下行程开关1XK，电磁铁2DT通电，液压供油又进入缸B实现动作2。

右行到终点缸B活塞的挡铁压下行程开关2XK，电磁铁1DT断电，换向阀呈图示状态，压力油进入缸A右腔，左回油，活塞返回，缸A实现动作3。

左行到终点，缸A活塞的挡铁压下行程开关3CK，电磁铁2DT断电，压力油又进入缸B的左腔，活塞也返回，缸B实现动作4，完成一个自动循环，活塞均退回原位，为下一循环作好准备。

图1-1行程开关的顺序动作回路

采用压力继电器实现顺序动作的回路。

此方法为了防止压力继电器发生误动作，其压力调整数值一方面应比先动的液压缸的最高工作压力高0.3-0.5Mpa，另一方面要比溢流阀的调整压力低0.3-0.5Mpa。

　　接通电源，打开开关，使缸A换向阀的电磁铁ID通电，压力油进入缸A（假定是夹紧缸）左腔，推动活塞向右运动，碰上定位挡铁后（或夹工件后）系统压力升高，安装在缸A进油腔附近的压力继电器发出电信号，使缸B换向的电磁铁2DT通电，于是压力油以进入缸B（假定为钻削加工的进给缸）的左腔，推动活塞向右运动（开始钻削加工），完成了一个完整的动作循环。

（自组回路）

2．实验步骤：

检查在实验台上搭建的液压回路是否正确。

如确定无误，接通电源，启动电气控制面板的开关，把换向阀插座与电磁铁换向阀进行连接，启动液压油泵开关，调节电机调速器使达到预定的压力，按动换向阀1或2达到实验预计的结果。

如确定无误，接通电源，启动电气控制面板的开关，把换向阀插座与电磁铁换向阀进行连接，启动液压油泵开关，调节电机调速器使达到预定的压力，达到实验预计的结果。

四、实验报告

1．报告要求

　　　　实验条件：

____________

实验台名称：

__________________________________________

　　　液压油牌号：

　　2．思考并简单回答下列问题

　　（a）简单说明行程控制顺序动作回路和压力继电器的顺序动作回路的特点及其优、缺点。

　　（b）顺序动作回路可控制的因素有几种？

按控制因素不同可将顺序动作回路分为几大类？

　　（c）说明两个液压实验回路系统中各液压元器件的作用？

　　（d）通过以上的实验设计出用行程阀的顺序动作回路。

2．画出用压力继电器实现顺序动作的回路图

实验四方向控制回路

利用各种方向阀来控制液压系统中液流的通断和改变液流方向，以使执行元件进行工作启动、停止（包括锁紧）、换向，实现能量分配的回路。

这种回路主要由各种方向阀组成，如：

单向阀、手动换向阀、机动换向阀、电动换向阀、液动换向阀、电液动换向阀等，或由几种换向阀联合控制，组成换向回路，也可用变量泵或变量马达来组成回路。

　　方向控制回路一般包括启停回路（避免油泵电机的频繁启停，在液压系统中常常设置启停回路）、锁紧回路和换向回路等。

一、液控单向阀的双向锁紧回路

为了防止液压缸在停止运动时因负载自重或外界影响而发生下落、窜动，常常在系统中设置锁紧回路，在执行元件不工作时，切断其进、出油路，使它能够准确地停止在预定的位置上。

锁紧回路可以采用单向阀、液控单向阀、顺序阀或O型、M型换向阀等来实现，按照所采用锁紧元件不同可以分为单向阀锁紧回路、液控单向阀锁紧回路和换向阀锁紧回路等。

本实验的双向锁紧回路中采用2个液控单向阀和1个三位四通电磁换向阀组成。

1.实验目的

1）加深认识液控单向阀的工作原理、基本结构、使用方法和在回路中的作用。

2）学会利用液控单向阀的结构特点设计液压双向锁紧回路。

3）通过实验加深对锁紧回路性能的理解。

4）培养安装、联接和调试液压系统回路的实践能力。

2.实验内容与实验原理

实验内容

　　根据已学液压传动知识利用液控单向阀的工作原理和基本性能设计双向锁紧回路，并在液压实验台上进行安装、联接、调试和运行。

观察分析用液控单向阀的闭锁回路在工作过程中液压缸的锁紧精度及其可靠性。

实验原理

　　实验回路如下图2-1所示，当有压力油进入时，回油路的单向阀被打开，压力油进入工作液压缸。

但当三位四通电磁换向阀（Y型）处于中位或液压泵停止供油时，两个液控单向阀把工作液压缸内的油液密封在里面，使液压缸停止在该位置上被锁住。

（如果工作液压缸和液控单向阀都具有良好的密封性能，即使在外力作用下，回路也能使执行元件保持长期锁紧状态）。

图2－1液控单向阀锁紧回路

　　本实验在图示位置时，由于Y型三位四通电磁换向阀处于中位，A、B、T

口连通，P口不向工作液压缸供油，保持压力，缸两腔连通。

此时，液压泵输出油液经溢流阀流回油箱，因无控制油液作用，液控单向阀A，B关闭，液压缸两腔均不能进排油，于是，活塞被双向锁紧。

要使活塞向右运动，则需使换向阀1DT通电，左位接入系统，压力油经液控单向阀A进入液压缸，同时也进入液控单向阀B的控制油口K，打开阀B，使液压缸右腔回油经阀B及换向阀流回油箱，同时工作液压缸活塞向右运动。

当换向阀右位接通，液控单向阀B开启，压力油打开阀A的控制口K，工作液压缸向左行，回油经阀A和换向阀T口流回油箱。

图2-2为实验台液控单向阀锁紧回路连接图。

图2-2实验台液控单向阀锁紧回路连接图

如下演示图2-3是仿照YY-18型透明液压传动实验台所进行的模拟实验。

其齿轮油泵额定转速：

1450rpm，工作压力：

0～0.6Mpa，流量：

0.167×

10-3m3/s。

液控单向阀结构参考国产IY～25B型液控单向阀，溢流阀结构参考国产P～63B型低压直动式溢流阀，三位四通电磁换向阀结构参考国产34D～25B型三位四通电磁换向阀（Y型），压力表型号：

Y60型，其量程：

1.0Mpa等。

3．实验方法与实验步骤

实验方法

图2-3是仿照YY-18型透明液压传动实验台所进行的模拟实验

本实验使用了一个Y型三位四通电磁换向阀和两个液控单向阀所组成的液压双向锁紧回路，在工作液压缸的进、出油路上接入液控单向阀A和B，通过三位四通电磁换向阀对液控单向阀的换向控制，可以在行程的任何位置将液压缸活塞锁紧。

其锁紧精度仅受液压缸少量内泄漏的影响。

实验步骤

　　1）设计利用两个液控单向阀的双向液压闭锁回路；

　　2）安装回路所需元器件，用透明油管连接回路。

经检查确定无误后接通电源，连接三位四通电磁换向阀，启动电气控制面板上的电源开关；

　　3）启动液压泵开关，调节液压泵的转速使压力表达到预定压力，利用三位四通电磁换向阀的换向功能使活塞进行往复运动；

　　4）观察并分析系统压力与液控单向阀控制口压力之间的关系。

4．实验报告

　　1）实验用液压泵、阀等元器件的名称、性能？

　　2）试说明液控单向阀控制压力的调整方法及其调控原理？

　　3）试问利用什么换向阀可以代替液控单向阀实现双向闭锁控制回路？

思考并简单回答下列问题

　　1．单向阀和液控单向阀大都采用什么样的结构？

　　2．如果将液控单向阀的控制口K堵塞，会产生怎样的现象？

　　3．为了减少液控单向阀控制口K的开启压力，可以采用怎样的措施？

　　4．试举出生产实践中应用液压锁紧回路的实例。

二、先导阀控制液动换向阀的换向回路

电磁换向阀的换向回路应用最为广泛,尤其在自动化程度要求较高的组合机床液压系统中被普遍采用,这种换向回路曾多次出现于上面许多回路中,这里不再赘述。

对于流量较大和换向平稳性要求较高的场合,电磁换向阀的换向回路已不能适应上述要求,往往采用手动换向阀或机动换向阀作先导阀，而以液动换向阀为主阀的换向回路,或者采用电液动换向阀的换向回路。

图2-4示为手动转阀（先导阀）控制液动换向阀的换向回路。

回路中用辅助泵2提供低压控制油,通过手动先导阀3（三位四通转阀）来控制液动换向阀4的阀芯移动,实现主油路的换向,当转阀3在右位时,控制油进入液动阀4的左端,右端的油液经转阀回油箱,使液动换向阀4左位接入工件,活塞下移。

当转阀3切换至左位时,即控制油使液动换向阀4换向,活塞向上退回。

当转阀3中位时,液动换向阀4两端的控制油通油箱,在弹簧力的作用下,其阀芯回复到中位、主泵1卸荷。

这种换向回路,常用于大型压机上。

图2-4先导阀控制液动换向阀的换向回路

实验目的、实验步骤、实验方法等请同学们仿照实验一自行完成。

实验五压力控制回路

图3-1压力控制回路

压力控制回路是液压传动系统中最基本、最重要的控制回路之一如图3-1。

用压力

控制阀或其它液压元件来控制（调节）整个系统或局部支路中的油液压力，以满足工作负载对执行元件（液压缸或液压马达）输出力或转矩的要求，防止系统过载以及减少能量损耗。

压力控制回路包括：

调压回路、减压回路、增压回路、保压回路、卸荷回路及平衡回路等多种回路。

二级压力控制回路

　　液压系统中的压力必须与工作负载相适应，才能减少动能损耗、通过利用调压回路可以控制整个系统或局部支路的压力，使其保持恒定并防止系统过载，从而保证整个系统在限定压力下完成预定工作。

1）进一步认识和理解直动式溢流阀的工作原理、基本结构，主要性能及其在液压回路中的作用。

2）通过实验了解直动式溢流阀的调压偏差、调压范围等静态特性指标以及这些参数在实际应用时的真实意义。

3）掌握二级压力控制回路的工作原理及其全部控制过程；

认识二级压力控制回路中，高、低压直动式溢流阀在系统工作过程中各自的作用（高压溢流阀控制系统的最高压力，低压溢流阀所调压力基本是由于克服运动部件的自重和摩擦阻力）。

4）通过实验验证学过的理论知识的实践性，同时检验自己所设计液压回路的正确性，培养将理论与实践相结合的能力。

2．实验内容与实验原理

　　设计利用两个直动式溢流阀所实现的二级压力控制回路。

在可拆装液压回路实验台上进行安装、接通系统回路并调试系统工作。

调节高、低压溢流阀的控制压力值，以满足液压缸所需工作压力和返程压力（用于克服摩擦、泄漏等阻力）。

实验回路如下图3-2所示，调压回路中的二级压力控制回路（双压回路），根据溢流阀在定量泵供油系统中可使泵或局部支路保持恒压的作用，在系统设定压力范围内，将两个具有不同调压范围的直动式溢流阀分别设置在液压泵的出口和工作液压缸的返程（非工作行程）回路上，通过二位三通电磁换向阀可以控制工作液压缸在往复行程中获得不同压力。

图3-2调压回路

如下演示图3-3是仿照YY-18型透明液压传动实验台所进行的模拟实验。

采用渐开线外啮合齿轮泵，低压直动式溢流阀，双作用液压缸（单活塞杆液压杠），二位四通电磁换向阀，压力表Y60型。

图3-3仿照YY-18型透明液压传动实验台所进行的模拟实验

3．实验方法与步骤

　　二级压力控制回路，可以为机床或某些液压传动机械在工作过程的各个阶段提供所需要的不同压力。

如活塞上升与下降过程中需要不同的压力，这时就要应用到二级压力控制回路。

如上图为利用两个直动式溢流阀分别控制两级压力的二级压力控制回路。

活塞下降是工作行程，需要压力较高，由溢流阀A调定泵的出口压力值，活塞上升是非工作行程，所需较低压力由溢流阀B调定，液压缸的运动方向及压力变换由二位四通电磁换向阀进行转换。

实验步骤

1）自行设计并组装二级压力控制回路，或检查实验台上搭建的液压回路是否正确（各接管连接部分是否插接牢固）。

2）接通电源，将二位四通电磁换向阀接入电气控制面板的插座中，启动电气控制面板上的开关。

3）调节液压泵的转速使压力表达到预定压力，开始液压系统的运转实验，并记录系统中所有运行参数值。

4）调节工作缸压力控制系统的压力（调节直动式溢流阀的调压旋钮），使工作缸活塞杆顶出压力大于回程压力。

4．实验数据与实验报告

1）实验用液压泵、缸、阀等元器件的名称及性能？

2）实验数据计算：

将溢流阀调节旋钮的调节量换算成弹簧的压缩量x，根据公式：

3）分别计算出弹簧刚度K、溢流阀活塞底面积A其中阀芯自重G、阀芯与阀套之间的摩擦力Ff、稳态液动力Fs、射流力Fj可考虑忽略？

思考并简单回答下列问题

1）试分析在二级压力控制回路中，为什