液压系统中压力形成实验.docx
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液压系统中压力形成实验
实验一、液压系统中压力形成实验
一、实验目的
1、通过实验对液压系统的工况有所了解
2、通过实验了解在液压系统中油泵输出压力及油缸中压力的形成
3、了解液压系统中油泵输出压力的组成
二、实验原理图
三、实验内容及原理
1、油泵输出压力的形成
油泵输出压力取决于负载及阻力损失。
并随之增大或减小，如图2，当启动油泵电机后，通过三位四通阀和溢流阀流回油箱，则溢流阀处的通流阻力损失构成了油泵输出的液流的压力调节溢流阀5的压力大小（阻力损失多少）就决定了油泵输出压力的大小。
2、油缸中工作压力的形成
活塞在移动过程中所遇到的阻力大小（载荷），决定油缸工作腔压力大小（即压力取决于负载）。
本实验装有两种载荷：
（1）在实验台上装有弹簧负载，随弹簧的压缩，油缸工作压力即发生变化。
（2）在回油路上串联背压阀8作为模拟负载，调节背压阀压力即决定油缸工作压力（见图1）
四、实验步骤
进入实验室后，首先认识实验台，搞清元件的名称，作用及位置，然后模拟一次实验步骤，得到教师同意后，方可开机实验。
1、油泵输出压力的形成
接通电源使实验台通电，将溢流阀调到放松位置。
然后，启动电机。
油泵输出的油液经溢流阀流回油箱，观察此时的压力值P0的值逐渐旋紧溢流阀，增加液流阻力，从压力表P0观察油泵输出压力PB的变化，PB最高可调到50公斤/厘米2，将油泵输出压力调到30公斤/厘米2，为下一个实验做准备。
2、油缸工作压力的形成
在上一个实验的基础下，关闭节流阀11，放松背压阀8，使电磁换向阀13处于停电状态，将控制台上的电气形状放在“自动”位置，搬动形状使活塞做往复运动，在活塞右行时，调节背压阀8，每隔5公斤力/厘米2调节一次（可在5~30公斤力/厘米2范围内调节），记下P2,P3的值。
五、实验结论
1、从图1中分别找出液压动力源，液压执行元件，液压控制元件（分别找出方向阀，流量阀、压力阀各部份）液压辅助元件。
2、分析液压系统工作中，泵的输出压力与油缸工作腔的压力是否相同？
为什么？
3、分析两个实验中的压力形成，分别说出各组成部分？
实验二、液压泵性能实验
一、实验目的
1、通过实验对液压系统的工况有所了解
2、通过实验了解并掌握有关液压测试技术的方法。
3、通过实验获得油泵性能方面的有关参数，并学会按要求进行数据处理。
二、实验装置
本实验通过液压实验台及各测试的仪器仪表来测定液压泵的压力。
流量及电动机的转矩、转速，从而能计算出液压泵的一些主要性能参数。
为此学生必须对液压系统工作原理及各测量装置有所了解。
液压系统工作原理见下图。
1、油箱2、粗过滤器3、被试泵（型号：
CB-C18C-FL。
额定压力：
100kg/cm2排量：
18.2cm2/r）4、精过滤器5、节流阀6、电磁换向阀7、浮子流量计8、溢流阀9、压力表10、截止阀11、电磁换向阀12、椭圆齿轮流量计13、转速测定传感器14、平衡电机法测转矩装置
三、参数测量
1、输入功率的测量
输入功率的测量有三相功率表、转矩转速传感器、转矩转速分测法
1）、三相功率表法
用三相功率表测量电网给电机的功率，然后乘以电机的效率算出电机输油泵的功率，
2）、转矩转速传感器测量法
利用转矩转速传感器及二次仪表直接读出转矩和转速，从而算出输入功率。
微机型的二次仪表可直接算出功率，并打印出来。
3）、转矩转速分测法
1）、转矩测量
本实验转矩测量采用平衡电机法测转矩。
主要利用平衡机构称量法测定转矩。
参见图3-4支承架使电动机定子壳体可以自由灵活地摆动静止时支架上的秤杠1和配重3使支架处于平衡的水平位置。
当电动机带动液压泵旋转时，在定子中产生一个转矩，有使定子随同转子一同旋转的转矩，这个转矩与电动机输入液压泵的转矩在数值上相等，放在挂码盘2后，调整砝码5和秤石4，可以使之平衡，此时从砝码重量与力臂的关系，即可计算出电机的输出转矩，即
M=p1L1+p2L2kgf/.cm
式中：
p1—挂码盘和砝码的重量，其中挂码盘0.535kg，砝码0.855kg
p1—调秤砣的重量0.725kg
（2）、转速测量
本实验采用电磁感应式转速测定装置，由钢制牙盘、电磁感应头和数字测速仪组成。
电磁感应头与钢制牙盘之间有一定的间隙，当电机转轴带动钢制牙盘转动时，电磁感应头内就产生感应电动势，发出脉冲信号，经数字测速仪整形、计数后，用数字形式显示被测转速，单位是rpm。
这种测速方法属非接触式测量，使用方便，精度较高。
2、流量测量
本实验的流量测量采用二种方式：
浮子流量计；椭圆流量计
1）、浮子流量计
由浮子和锥形玻璃管组成。
当具有流速向上的液体从锥形玻璃管下端进去时，浮子会由于流速向上的动能而浮起，由于玻璃管是锥形的，浮子上升到一定高度后，环形面积加大，动能减小，直到液流对浮子向上的作用力与浮子的重量相等时，浮子就被稳定在某一高度上。
由于浮子的高度与流速有一定的关系，因而可以通过观察测量管上浮子的所在位置的刻度来确定流量的大小。
该方法测定流量时受粘度的影响很大，故需经常对浮子流量计进行校定。
2）、椭圆流量计
利用一对椭圆齿轮相互啮合而形成的密封容积和进出口压力差来推动齿轮旋转，这个转速与流量成正比，用指针和表盘指示出油液流过的容积，用秒表测量每分钟流过的容积值，即可得到所测液体的流量，本实验用椭圆流量计为10L/R。
用椭圆流量计进行测量时，有两种方法：
一是测量每分钟指针走了多少升。
二是测量每10升或每升用了多少时间，然后换算出流量。
采用第二种方法时，一个人操作十分方便。
四、实验项目。
1、测定参数
1）空载参数
所谓空载参数就是液压泵处于最低负载下运行的参数。
主要是压力p0，流量Q0
2）额定负载下的参数
当液压泵出口压力逐渐增大到40kg/cm2时，测定指定点工况点的压力pi，流量Qi，转速ni，转矩Mi。
2、计算结果
以上参数经计算后得到额定负载下的：
1）输入功率Ni=M0ω×10-3kW
2）理论输出功率Nt=p.Qt/612kW
3）实际输出功率N0=p.Q/612kW
4）容积效率ηv=Q/QtQt为计算的理论流量（实际计算时用空载流量Q0代替）
5）机械效率ηm=η/ηv
6）总效率η=ηvηm
以上各式中单位Mi—N.Mω—1/Sp—kgf/cm2Q—L/min
注意单位换算
五、实验步骤
进入实验室后，首先认识实验台，对照实验指导书，把元件的位置搞清楚，然后模拟一次实验步骤，得到实验老师同意后，方可开机实验。
1）、开机前准备工作
将溢流阀8打开，节流阀10关死，1DT和2DT控制形状开关向下，然后检查各仪表联接情况。
注意，电磁感应头必须与钢制牙盘有1mm以上的间隙。
2）、接通电源，开启油泵
液压泵正常运行几分钟后，首先观察数字压力计与普通压力表的差别，并分别记录p0值。
然后1DT控制开关抬起，并渐渐调节溢流阀8，数字压力计显示渐渐上升，直到压力为45kgf/cm2止。
调整完成后，将溢流阀8调节螺杆固定。
随后完全打开节流阀5，压力应该下降，一直降到最低点，（不再降低为止）。
此后就可用秒表与椭圆齿轮流量计测定该压力下的流量Q。
并且标定浮子流量计（浮子高度刻线与流量的关系）。
3）、加载试验
将节流阀5渐渐拧紧，数字压力计显示压力渐渐上升，按实验结果的要求，测试各点工况下的压力pi，流量Qi，转速ni转矩Mi
六、实验结果
实验后，通过填表和曲线来表示油泵的性能。
表格见表1，曲线见表2
表1
项目
单位
各参数值
压力p
kgf/cm2
P0
压力最低值p=
20
25
30
35
40
45
流量Qi
L/min
18.2
转矩Mi
NM
转速ni
rpm
输入功率Ni
kW
理论输出功率Nt
kW
实际输出功率Ni
kW
容积效率ηv
机械效率ηm
总效率η
表2
Q
P
M
P
ηv
P
η
p
实验三、液压马达性能实验
一、实验目的
1、通过实验掌握液压马达的性能
2、通过实验了解并掌握有关液压测试技术的方法。
3、通过实验获得马达性能方面的有关参数，并学会按要求进行数据处理。
二、实验装置
利用博世力士乐公司（BoschRexrothGroup）生产液压传动教学系统所提供的液压元件和试验台及实验系统，本实验通过液压实验台及各测试的仪器仪表来测定液压马达的压力、流量、转矩、转速，从而能计算出液压马达的一些主要性能参数。
为此学生必须对液压系统工作原理及各测量装置有所了解。
液压系统工作原理见下图。
1、油箱2、流量传感器3、主泵4、电机5、溢流阀6、压力传感器7、节流阀8、电磁换向阀9、量筒10、被试马达11、转速转矩传感器12、加载泵13、交替阀15、加载溢流阀16、小油箱17、单向阀18、压力表
电气控制原理图如下所示
三、参数测量
1、输入功率的测量
通过流量传感器2测量出主泵3给马达的供油流量，通过压力传感器6测量出供油压力和马达背压压力值，应用马达输入功率公式从而计算出马达的输入功率。
2、转矩测量、转速测量、输出功率的测量
本实验采用转速转矩传感器测量转矩、转速，从而计算出马达的输出功率。
3、流量测量
本实验的流量测量采用流量传感器测量，马达泄漏量采用量筒式流量计测量。
4、压力测量
本实验采用压力表和压力传感器测量供油压力、马达进出口压力值。
四、实验项目
1、测定参数
1）、空载参数
所谓空载参数就是液压马达处于最低负载下运行的参数，指溢流阀15完全开启状态。
2）、额定负载下的参数
指被试马达在一定排量下，逐点加载时，各工况点的压力pi，流量Qi，转速ni，转矩Mi。
3、计算结果
以上参数经计算后得到额定负载下的：
1）输入功率Ni=ΔPQ×10-6Kw（或Ni=ΔPQ/600Kwp—barQ—L/min）
2）输出功率Nt=M0ω×10-3kW
3）容积效率ηv=（Q－QL）/QQL为马达泄漏流量
4）机械效率ηm=η/ηv
5）总效率η=Nt/Ni
以上各式中单位Mi—N.Mω—1/SP—paQ—m3/S
注意单位换算
五、实验步骤
进入实验室后，首先认识实验台，对照实验指导书，把元件的位置搞清楚，然后模拟一次实验步骤，得到实验老师同意后，方可开机实验。
1、开机前准备工作
将溢流阀5打开，节流阀7关死，，然后检查各仪表联接情况。
2、接通电源，开启主油泵
液压泵正常运行几分钟后，首先观察数字压力计与普通压力表的差别，并分别记录p0值。
并渐渐调节溢流阀5，压力传感器上升，直到压力为5MPA止。
调整完成后，将溢流阀5调节螺杆固定。
随后完全打开节流阀7。
控制电磁换向阀使之交替处于左右阀位，空运转5分钟，观察压力表18-2、18-4、18-1测得P2、、P4、P1的值，从转速转矩传感器、流量传感器测得转矩、转速、流量值，并填入表一。
3、调节节流阀7，使马达的进油流量为10L/min，并渐渐调节溢流阀15，给马达加载，按实验的要求压力，测试各点工况下的压力pi，流量Qi，转速ni转矩Mi，为马达泄漏流量QL。
把结果填入表二，并按要求进行数据处理，结果填入表二。
六、实验结果
实验后，通过填表和曲线来表示马达的性能。
表格见表一，表二，曲线表三
表一
项目
P2
P4
P1
M
Q
n
单位
Mpa
Mpa
Mpa
NM
L/min
rpm
数值
表二
项目
单位
各参数值
压力p
P3
Mpa
1.5
2
2.5
3
3.5
4.5
5
P4
Mpa
P2
Mpa
流量Qi
L/min
转矩Mi
NM
转速ni
rpm
输入功率Ni
kW
实际输出功率Ni
kW
容积效率ηv
机械效率ηm
总效率η
表三
Q
P
M
P
ηv
P
η
p
实验四、液压基本回路设计实验
一、实验目的
1、结合液压课所学知识设计、安装、调试液压基本回路
2、学会系统设计、元件选择、系统调试，系统维护。
二、实验装置
利用博世力士乐公司（BoschRexrothGroup）生产液压传动教学系统所提供的液压元件（压力阀、流量阀、方向阀及控制元件）和试验台及实验系统，设计安装调试实验系统,其泵站系统图如下所示。
1、元件：
液压、电气元件:
三位四通换向阀（O型M型）、二位四通换向阀、单向阀、节流阀、调速阀、溢流阀、减压阀、压力表、胶管、截止阀、液压缸、液压马达、流量传感器、压力传感器、转速转矩传感器。
2、元件参数：
1）、油泵：
压力60bar，流量7.5×2——11×2l/min。
2）、油缸：
油缸两个，其中一个无负载，一个负载为30Kg。
活塞直径D=25mm，活塞杆直径d=16mm,行程L=200mm.。
三、实验内容
1、液压系统设计
1）、换向阀的换向回路
2）、压力调定回路
3）、减压阀的减压回路
4）、进油、回油节流调速回路
5）、行程开关的顺序动作回路
学生可根据情况选择实验以上内容，也可根据液压教学系统所提供的元件自己设计液压系统并经指导老师同意实行，未经指导老师检查同意，学生不得随意更改系统开机。
2、电气控制系统设计
根据所设计的液压系统要求，设计出电气控制系统。
四、实验要求
1、实验系统要能够符合设计规范，安全可靠。
2、每组一题，不能重复。
3、安装调试系统时，注意不要损坏元件和节省实验材料。
4、安装调试系统时，注意人身安全和设备安全。
5、系统设计压力在6Mpa以下，流量8L/min
6、安装完毕后，应仔细校对回路和元件是否有错，经指导教师同意后方可开机。
7、实验结果以表格或性能曲线表示
五、实验报告
1、设计题目及参数
2、液压系统原理图
3、电气控制原理图
4、设计计算
5、实验步骤
6、实验结果
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