液压与气压传动实验Word文件下载.docx
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n——电机转速（r·
p·
m）。
由预先测出的电机输入功率N
与电机总效率
的关系曲线（见图1-1），用三相电功率表测出油泵在不同工作压力下电机的输入功率
，然后根据电机效率曲线查出电机总效率
，就可以计算出电机输出功率
，这也就是油泵的输入功率NR。
即
NR=Ndc=NdR·
所以
电机效率曲线如图1—1
图1—1电机效率曲线
三、实验装置和作用
液压原理图见图1—2中油泵性能实验局部。
图1-2节流调速性能、油泵性能与溢流阀静动态实验液压原理图
油泵18动力源，节流阀10外负载，溢流阀11调节油泵18的出口压力;
压力表12指示油泵18的出口压力;
流量计指示油泵流出流量的容积（10L／r），秒表配合流量计测定流量。
四、实验步骤
在本实验中，可测得油泵的三个主要指标：
油泵的流量特性、容积效率和总效率。
1、空载起动油泵在其运转一段时间后，当油温不再上升时，便可进展实验。
2、将节流阀10关闭，调节溢流阀11使压力表值为5MPa，此时，用锁母锁紧溢流阀11的调节旋钮。
3、调节节流阀10，使油泵出口压力从4MPa开始，每减少压力0.5MPa为一个测点，共测8个测点，第8个测点压力为0.5MP，分别记下每个测点的压力、流过一定容积油液的时间和电功率．此过程为减载过程。
4、调节节流阀10的开度为最大，测流量，此流量即为油泵的空载流量（此时压力可能不为零，为什么?
）
5、调节节流阀10，使压力从0.5MPa到4MPa，方法同实验步骤3。
此过程为加载过程。
6、实验完毕，溢流阀全部打开，压力表开关置“0〞位，停车。
注意：
实验步骤3和5的数据取平均值，即为所测得数据。
五、实验数据和曲线
1、实验数据填入表1—1。
2、特性曲线。
画出油泵的流量特性曲线，与
～P和
～P的关系曲线。
（三条曲线可以画在同一X方格纸上）
六、分析和讨论实验结果
1、油泵的流量特性说明什么问题?
2、分析总效率曲线的变化趋势，说明总效率在什么X围内为较高，这在实际应用过程中有什么意义?
V——空载流量（L），
tk——测定该空载流量所用的时间（sec）。
表1-1油温t=（℃）
序
号
压力
P
〔MPa〕
流量
泵输出
功率
Nc〔kw〕
电机输
入功率
NdR（kw）
电机
效率
电机输出功率
Ndc（kw）
油泵容
积效率
油泵总
〔%〕
t
（s）
Q=
（L/min）
减
载
1
4
2
3
5
6
7
8
加
七、思考题
1、溢流阀11在实验中起什么作用?
2、实验中节流阀10为什么能够给被测油泵加载?
（提示：
可用流量公式Q=k·
A·
来分析，k——节流阀的流量系数，
A——截流面积，
——节流阀前后压力差。
实验二溢流阀性能
一、实验目的
1、通过实验加深理解溢流阀的启闭特性和调压偏差。
2、对溢流阀的动态特性取得感性认识，如压力超调量等。
3、测定溢流阀的压力损失和关闭泄漏量。
1、溢流阀的启闭特性和调压偏差
溢流阀调定压力Pt后，在系统压力将要达到调定压力Pt时，溢流阀就已经开启，我们称溢流阀刚刚开启时的压力为溢流阀的开启压力，用Pk表示。
调压偏差
P是指调定压力Pt与开启压力Pk之差，即
实验时，当被测阀通过试验流量为理论流量的1％溢流量时的系统压力值为开启压力Pk，而调压偏差
P与调定压力Pt之比称为调压偏差率
，即
2、溢流阀的动态特性
溢流量突然变化时，溢流阀所控的压力随时间变化的过渡过程，如图2-I。
图2-1溢流阀的动态特性（阶跃响应）曲线
①压力上升时间
是从开始升压至调定压力Pt稳定时的时间。
②卸荷时间△t2是从调定压力Pt开始卸荷至压力稳定的时间。
③压力超调量
是最大峰值压力
与调定压力Pt之差。
而压力超调量
与调定压力Pt之比为压力超调率
，即
3、溢流阀的性能指标
压力损失：
溢流阀调压旋钮在全开位置时的压力值。
卸荷压力：
溢流阀远控口接油箱时的压力值。
关闭泄漏量：
溢流阀调压旋钮拧紧时，在额定压力下，通过溢流阀的溢流量。
压力振摆：
额定压力下，一定的持续压力波动叫压力振摆。
压力偏移：
额定压力下，在一分钟内的压力变化量叫压力偏移。
三、实验原理与器材
液压原理图见图1-2中溢流阀性能实验局部．
油泵18动力源；
溢流阀11调节实验回路压力；
溢流阀14被测阀；
换向阀13换接被测阀3的油路并提供阶跃信号；
换向阀15用于流量计或量筒的选择，
换向阀16使溢流阀卸荷，并提供阶跃信号；
流量计或量筒用于测定通过流量阀的流过的容积，
秒表配合流量计或量筒测定流量。
溢流阀的动态特性测试所用仪器：
见图2-2;
图2-2溢流阀动态特性实验仪器连接框图
BPR-2／100型电阻式压力传感器一个；
Y6D—3A型动态电阻应变仪一台；
SCl6型光线示波器一台；
SBE-20A型二踪示波器（或通用示波器）一台；
614B型电子交流稳压电源一台；
FF3型分流与附加电阻箱一台；
直流稳压电源一台；
①空载起动，关闭节流阀10，使换向阀17处于中位位置。
②换向阀13的电磁铁在“I〞位置，关闭溢流阀11，调节溢流阀14，使测压点12—2的压力为4MPa，此压力为调定压力Pt。
③用流量计和秒表测定流量，此流量为被测阀的额定流量Qn。
④调节溢流阀11使压力下降，同时注意流量计指针，当流量计指针走动非常慢时（几乎看不出走动时使换向阀15的电磁铁在“I〞值，再继续调节溢流阀11使压力下降，当溢流量为较小时，用量筒和秒表测定流量，当流量为额定量Qn的1％时，此时压力为溢流阀的开启压力Pk。
⑤Pk为第一测点，每升高压力0.2MPa为一个测点，升到4MPa，记下每个测点的压力和流量（大流量时用流量计，小流量时用量筒）此过程为开启过程。
⑥压力从4MPa降到Pk用⑤的方法，记下每个测点的压力和流量，此过程为关闭过程。
①按图2—2所示，连接好测试仪器的电气线路，选择振子型号，（选择方法参见《光线示波器使用说明书》等有关书籍）。
②用BPR压力传感器组成半桥，平衡动态应变仪的一个通道。
③启动光线示波器，预热后起辉，调节光点位置，用压力校验泵和压力传感器给出标准应变信号，在感光纸上记下零压基准线和3、4、5、6MPa的准线。
④换向阀13在“I〞位，关闭溢流阀11，调节被测阀14使压力为4MPa，将换向阀16在“I〞位（通电）使主油路卸荷，准备好记录仪器，进展拍摄动态特性曲线，按下光线示波器拍摄按钮，将换向阀16置“0〞位（断电），主油路升压，接着迅速将阀16置“I〞位，主油路卸荷拍摄完毕，取下记录纸，进展二次曝光，即得溢流阀的动态特性曲线。
⑤溢流阀11调至5MPa，压力表开关置“I〞位，换向阀13置“I〞位调节被测阀14压力为4MPa，换向阀13置“0〞位，准备好记录仪器，进展拍摄动态特性曲线。
将换向阀13置“I〞位，主油路升压，再速使阀13置“0〞位，主油路卸压，拍摄完毕，取下记录纸，进展二次曝光，即得溢流阀的动态特性曲线。
④和⑤是在两种实验情况下的特性曲线。
3、溢流阀的其它性能指标
①旋开被测溢流阀14的调压旋钮的开度为最大，记下测点12—2的力值，即压力损失。
②调节溢流阀14，使测压点12—2压力大于0.5MPa，换向阀16置“I〞位，记下测压点12—2的压力值，即卸荷压力。
③调节溢流阀11使测压点12—1的压力为5Mpa，拧紧溢流阀14的调压旋钮，使换向13、15都置“I〞位，用量筒和秒表测得流量，即关闭卸漏量。
④换向阀13置“I〞位，溢流阀14全部打开，关闭溢流阀11，调节溢流阀14，使测压点12—1的压力值为5MPa，记下压力振动幅值的一半，即压力振摆。
⑤实验方法同上，记下一分钟压力变化量，即压力偏移，
（MPa）
调压偏差率
％
表2-1
阀口
动向
P〔MPa〕
溢流量
油温
v（mL）
t（s）
开
启
过
程
关
闭
特性曲线：
画出溢流阀的启闭特性曲线在方格纸上。
计算出调压偏差和调压偏差率〔注意：
开启与关闭两条特性曲线通常不重合〕。
2溢流阀的动态特性
表2—2
调定压力
Pt（MPa）
方
法
最大峰值压力
Pmax（MPa）
压力超调量
压力超调率
压力上升时间
卸荷时间
表2—3
压力损失
卸荷压力
关闭泄漏量
（mL/min）
压力振摆
压力偏移
±
1、溢流阀的启闭特性对系统工作性能有何影响？
2、在同一溢流量下，为何开启过程的压力大于关闭过程的压力？
〔或者说为什么开启过程的特性曲线与关闭过程的特性曲线不重合？
提示：
从阀芯摩擦力方面分析。
〕
3、溢流阀的动态特性指标对液压系统工作有何意义？
4、与要求的技术指标〔见下表2—4〕相比拟，说明该溢流阀的性能如何？
表2—4溢流阀的技术指标要求：
调压偏差率%
40
15-20
实验三节流调速回路性能
1、通过实验深入了解三种节流阀节流调速回路的性能差异。
2、加深理解节流阀与调速阀的节流调速回路的性能差异。
二、实验内容和原理
1、进油路节流阀调速回路
如图3—1在进油路节流阀调速回路中
工作油缸的活塞受力平衡方程式：
3—1进油路节流阀调速回路
P3——工作油缸无杆腔压力〔MPa〕；
P5——加载油缸有杆腔压力〔MPa〕；
A1——工作油缸〔或加载油缸〕无杆腔有效面积〔cm2〕;
（注：
工作油缸与加载油缸结构尺寸一样）；
R——工作油缸和加载油缸的摩擦力之和〔N〕
进油路节流阀的前后压差
PA——油泵出口压力〔或溢流阀调定压力〕。
通过节流阀进入油缸的流量Q
K——流量系数；
A——节流阀的有效节流面积〔cm2〕；
m——压力指数，节流口为薄壁口时m=0.5。
所以工作油缸活塞运动的速度v：
K、A1、R、m都为定常值。
A在节流阀调定后也不变化。
所以只要P5变化即负载变化时，工作油缸活塞运动的速度就随之变化，即此速度是负载压力的单值函数。
因此，通过改变负载压力，即可得到进油路节流阀调速回路的速度负载特性。
2、回油路节流阀调速回路
如图3—2在回油路节流阀调速回路中，工作油缸的活塞受力平衡方程式：
P4——工作油缸有杆腔压力〔MPa〕；
A2——工作油缸有杆腔有效面积〔cm2〕；
其余同前。
回油路节流阀前后压差
：
通过节流阀的流量Q：
所以，工作缸活塞运动速度v：
与实验1一样
3、旁油路节流阀调速回路
如图3—3在旁油路节流阀速回路中，工作油缸活塞受力平衡方程式：
P3·
A1=Ps·
A1+R
油路节流阀前后压差
通过节流阀流回油箱的流量
进入工作油缸的流量Q：
——油泵额定流量。
所以工作缸活塞运动速度
式中的QB当采用定量泵时为常量，所以可以得到与实验1一样的结论：
4、进油路调速阀调速回路
如图3—4在负载变化时，虽然加在调速阀两端的压差变化，但由于调速阀中减压阀的作用，使通过的流量不变，所以活塞的运动速度不随负载的变化而产生变化。
液压原理图见图1—2中节流调速回路性能局部。
1、系统工作局部：
油泵1：
动力源；
溢流阀2：
调定油泵出口压力；
换向阀3：
给工作缸换接油路；
节流阀7、8、9进油路、回油路、旁油路三种调速回路的节流阀；
调速阀6：
进油路调速回路的调速阀；
压力表4、5指示油泵出口压力，节流阀前后压力和调速阀前后压力值；
秒表：
记录工作油缸在一定行程的时间；
油缸；
19执行机构。
2．加载局部：
油泵18：
溢流阀11：
调定油泵18出口压力；
换向阀17：
换接加载缸油路；
油缸20：
油缸19的外负载（模拟负载）；
压力表12：
指示油泵18的出口压力。
①空载起动，待油温不再上升时开始实验。
②关闭调速阀6，节流阀9，全部打开节流阀8，组成进油路节流阀调速回路。
③调节溢流阀2使测压点4-1的压力值为3MPa，换向阀17置右位，调节溢流阀11使测压点12—1的压力值为0.5MPa。
④转动压力表开关使压力表的测压点为4—3、5—2、12—3，调节节流阀7为小开度。
⑤换向阀3置左位，用秒表记下工作缸活塞运动一定行程L所需时间t，同时记下活塞运动过程中压力表4、5、12的压力值，换向阀3置右位，回程。
⑥加载压力每隔0.5MPa为一个测点，到2.5MPa共五个测点，重复上述步骤。
⑦改变节流阀7为中开度和大开度，各重复上述步骤一次。
2、回油路节流阀调速回路：
①关闭调速阀6、节流阀9、全部打开节流阀7，组成回油路节流阀调速回路。
②改变节流阀8的开度为小开度、中开度和大开度三种。
③各压力表测压点为4—3，5—3,12—3，其余同实验1。
①关闭调速阀6，全部打开节流阀7和8，组成旁油路节流阀调速回路：
②改变节流阀9的开度为小开度、中开度和大开度三种。
③各压力表测压点为5—2（5—3）、12—3，其余同实验1。
①关闭节流阀7、9，全部打开节流阀8，组成进油路调速阀调速回路：
②改变调速阀6的开度为小开度、中开度和大开度三种。
③各压力表测压点为4—3（4—2），5—2，12—3，其余同实验1。
①将实验数据填入表3—1
②特性曲线：
在方格纸上画出速度负载特性曲线v=f（P5）。
系统压力PA=4Mpa；
活塞行程L=200mm。
表3—1油温
=〔
节流阀
加载调定
活塞运动
加载缸无
开度
压力
时间
速度
杆腔压力
前压力
后压力
A0
T（s）
V（mm/s）
P5（MPa）
P1（MPa）
P3（MPa）
小
中
大
①将实验数据填入表3—2中。
画出速度负载特性曲线V=f（P5）在方格纸上。
系统压力PA=4MPa，活塞行程L=200mm。
表3—2油温
开度
P4（MPa）
P6（MPa）
2
①将实验数据填入表3—3中
在方格纸画出速度负载曲线v=f〔P5〕。
表3—3油温
P7（MPa）
1
2
①将实验数据填入表3—4中。
②特性曲线
在方格纸上画出速度负载曲线。
表3—4油温
调速阀
减压阀
t（s）
P2（MPa）
1、分析三种节流阀调速回路的性能
（提示：
从不同开度和不同负载情况下分析系统运动平稳性。
2、比拟节流阀和调速阀的调速性能的差异，说明两种阀性能差异的原因，并说明在负载压力接近系统工作压力时，速度迅速下降的原因。
1、在本实验中要获得同样的运动速度，进回油节流阀调速回路中节流阀的开度谁大谁小?
为什么?
2、能否通过实验曲线说明：
旁油路节流阀调速回路的调速X围小?
曲线斜度较大时，运动平稳性较差）。
升级会员 