《液压传动》实验指导书严国英杨明亮张士勇编写陕西理工学院机械工程学院2007年2月前言《液压传动》是测控专业的一门选修课，因为在很多情况下，控制对象就是液压系统；同时测控专业的学生对流体力学的知识有一定的要求，测量对象有许多是流体的参数，如压力、流量等，同时一些传感器的工作原理也是以流体力学的知识为基础的。
通过实验，一方面加深对液压传动知识的理解，增强动手能力，对于测控专业的学生来讲，还有一个重要的作用，就是掌握流体参数的测量方法，因为在液压传动实验中，要测量，计算许多流体的参数，包括压力、流量、功率、速度等。
本实验指导书是针对测控专业《液压传动》课程实验设置的，实验课时6学时，共开设两个实验，一个常规实验是“液压泵性能实验”，占两学时，一个综合实验是“节流调速性能实验”，占4学时。
两个实验都为必做实验。
另外，还有液压元件的拆装，不安排课内课时，该部分内容是开放实验内容，学生在学习了液压泵与液压阀后，可以和实验室老师联系，自主完成液压元件的拆装实验。
实验一液压泵性能实验实验学时：2实验类型：常规实验要求：必作一、实验目的：1、了解液压泵的主要静态性能；2、掌握小功率液压泵的测试方法。
二、实验内容：1、液压泵的主要静态性能指标有：额定压力、额定流量、压力振摆、容积效率、总效率、噪声、振动、温升和寿命等项。
其中以前几项最为重要。
在本实验中着重测试液压泵的下列性能：2、泵的压力振摆；3、泵的流量—压力特性（q—p曲线）；4、泵的容积效率—压力特性（ηv—p曲线）；3、泵的总效率—压力特性（η—p曲线）。
三、实验原理：实验的液压系统原理图见图1－1（实验台的整体液压原理图在附录中，该图仅为液压泵8性能实验的原理图）。
液压泵由电动机输入机械能（T，ω），输出液压能（p，q），送给液压系统。
液压泵的工作压力由负载决定。
泵的加载方式有多种，本实验用教学实验台泵的性能实验中，液压泵的加载采用节流阀10。
即在泵的出口串接节流阀10，关小节流阀口的通流截面积，由流体力学知识可知，节流阀两端的压差就增大，则泵的出口压力增加。
实现了对被试泵8的加载。
1、液压泵的压力振摆：将被试泵的出口压力调到额定压力，通过压力表观察其压力振摆，记录其值，看是否超过规定值。
测此项性能时压力表不能加接阻尼器。
2、泵的流量—压力特性测被试泵在不同工作压力下的实际流量，得出流量—压力特性曲线，即q —p 曲线。
3、泵的容积效率—压力特性液压泵因内泄露造成流量损失，该损失称为容积损失。
内泄露和油的粘度、压力、温度等有关，油的粘度越低、压力越高，泵的内泄露就越大。
若泵的理论流量为qth ，工作时的实际流量为qi ，则泵的容积效率ηv 为实际流量q1与理论流量qth 之比，即：th1v q q =η在实际应用中，泵的理论流量一般不用设计时的几何参数和运动参数计算，而是以泵的空载流量q0代替理论流量qth 。
实验中将节流阀开口调至最大时被试泵输出流量即认为是空载流量。
将泵口压力分次逐渐提高，测得各压力下的实际流量，用各点实际流量与空载流量相比，得到被试泵的容积效率—压力特性，即ηv —p6曲线。
4、泵的总效率—压力特性被试泵的输入功率为Pi ，输出功率为Po ＝p 6×q 1，则有： IoP P P =η泵的输出参数为压力p i 和流量q i ；输入参数为对应的扭矩和转速，由电机提供。
电机输入功率为Pe ，电机的效率为ηe ，该效率可由图1－2查出。
被试泵的总效率为：ee 16p P q p η=η根据每点压力下的ηp ，作出ηp —p6曲线。
由于ηp=ηv?ηm ，进而可以计算出泵的机械效率ηm 。
注意：计算时将各参数的单位换算到国际制单位。
四、实验组织运行要求：采用集中授课形式。
五、实验条件:1、 被试泵型号：YB1—6（性能指标见附表1）；2、 实验台型号：QCS003、QCS003B 液压教学实验台；快速组合式液压综合实验平台；3、 秒表等。
六、实验步骤：1、 参看液压泵性能实验液压系统原理图1—1。
2、 实验前准备：对照液压原理图，首先在实验台上找到本次实验所用的元件及控制按钮，然后检查电磁阀12的开关应处于中位，溢流阀9全开（逆时针旋松），节流阀10全闭，压力表开关旋至P6位置，其余电磁阀的开关全部旋至0位（断电）。
3、 检查无误后，启动油泵8。
待被试泵空载运转3—5 分钟后，逐渐关闭溢流阀9，将泵口压力P6调至7.2MPa ，用锁紧螺母将其锁紧（注意锁紧的原理），实验过程中不得再旋动。
打开节流阀10，使泵口压力降至额定压力，测量泵的额定流量及压力振摆（注意流量测量方法，建议每次测10L ）。
4、 全部打开节流阀10，使泵口压力降至最小值，测其流量，该流量即为泵的空载流量。
然后逐渐关闭节流阀10，使泵口压力在0～6.3 MPa 范围内均匀取7～8个值（含6.3 MPa），测量各压力下对应的泵的流量、电机输入功率Pe，将测量数据填入附表2中。
注意每次调节节流阀后，必须等待泵运转2～3 分钟后再测有关数据。
为了消除温度的影响，实验中压力先由低到高，然后再由高到低测量一次。
5、实验完毕，完全打开溢流阀9，关闭节流阀10，待压力降低后关掉油泵8。
归还实验仪器、所借物品，经指导老师检查数据，才可离开实验室。
七、思考题：1、在本实验中，溢流阀9起什么作用？2、节流阀10为流量控制阀，在本实验中为什么能够对被试泵进行加载？（可用流量公式q=K∙At∙⊿pφ进行分析）八、实验报告：实验报告除常规的实验目的、实验原理、实验的原始记录数据外，特别注意以下几点：1、原始记录必须真实、完整。
2、数据处理必须有过程，标明使用的公式和计算结果。
用坐标纸绘制—p曲线；η—p曲线。
鼓励用计算机处理实验结液压泵的q—p曲线；ηv果，绘出实验曲线。
由于是验证性实验，数据处理最好用拟合的方法。
在画曲线时，必须注意坐标轴的名称与单位、标度原点的完整性，坐标轴标度的选择应合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。
为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零，也可以不是零。
3、必须要有结果分析，实验的结果与理论是否相符，如果不相符，要进行分析。
4、回答思考题。
九、附录：图1－2 J o2－22－4型电动机效率曲线实验二节流调速回路性能实验实验学时：4实验类型：综合实验要求：必做一、实验目的：通过本实验要求达到如下目的：1、通过对采用节流阀三种节流调速（进、回、旁）回路的实验，得出它们的调速回路特性（速度—负载特性和效率—负载特性）曲线，并分析比较它们的调速性能；2、通过对采用节流阀和调速阀节流调速回路的对比实验，并分析比较它们的调速性能（速度—负载特性和效率—负载特性）；3、了解每种回路中流量控制阀通流截面积变化对回路调速性能影响的因素。
4、训练提高学生根据实验条件设计实验的能力。
二、实验内容：1、测试节流阀进油路节流调速回路的调速性能2、测试节流阀回油路节流调速回路的调速性能3、测试节流阀旁油路节流调速回路的调速性能4、测试调速阀进油路节流调速回路的调速性能三、实验原理：由课堂教学已知，在节流阀进油路节流调速回路中，通过节流阀6的流量，全部进入液压缸17的无杆腔，当节流阀5的节流口面积调定后，活塞运动速度是活塞杆上施加负载的函数。
负载越大，活塞杆运动越慢；在调速阀进油路节流调速回路中，通过调速阀4的流量，全部进入液压缸17的无杆腔，当调速阀4的节流口面积调定后，由调速阀的工作原理可知，负载对活塞运动速度影响很小。
负载变化，活塞杆运动速度几乎不变；在节流阀回油路节流调速回路中，液压缸17有杆腔排出的流量（注意有杆腔排出的流量比无杆腔进入的流量小），全部进入节流阀6，当节流阀6的节流口面积调定后，活塞运动速度是活塞杆上施加负载的函数。
负载越大，活塞杆运动越慢；在节流阀旁油路节流调速回路中，通过节流阀7的流量，直接回到油箱，其余的流量才进入液压缸17，因此，通过节流阀的流量越大，则液压缸的运动速度越慢。
当节流阀7的节流口面积调定后，活塞运动速度是活塞杆上施加负载的函数。
负载越大，活塞杆运动越慢。
本实验就是对不同的调速回路，将节流元件的节流口分别调定到不同开度，对不同的开度，改变施加到液压缸17上的负载，得出该调速回路的速度－负载特性。
并根据实验数据，画出速度－负载特性曲线和效率－负载特性曲线。
四、实验组织运行要求：采用集中授课形式。
五、实验条件:1、QCSOO3B教学实验台2、秒表、直尺等六、实验步骤：实验步骤由学生自己根据实验要求和实验台的原理图拟定，拟定时注意以下几点：（以下内容很重要，制定实验方案时必须认真阅读）1、加载方法本次实验，采用液压缸对顶的方法给被试缸加载。
载荷大小是由加载系统中溢流阀9进行调节。
2、开口大小的调节节流口大小的调节是该实验的一个重要环节，如果调节的不合适，调速系统没有达到调速的目的。
被试缸在无负载时，全部伸出需要的时间大约2秒，要使调速系统起作用，在定压调速系统中，必须使溢流阀分流，以减少进入液压缸的流量。
因此可以通过不断的调节节流元件的开口度，然后测量液压缸无负载时的伸出时间，要保证该时间大于2秒，不同的开口度时间应明显不同；在变压式节流调速中，节流元件是分流元件，只有当节流元件的开口打开，才能够实现调速的目的。
注意变压式节流调速在负载为零时速度始终是最大值，因此调节开口度时要加一个固定大小的负载，才容易区别不同的开口度。
3、读取数据的时间液压缸在静止与运动过程中各点压力是不同的，应该测量液压缸运动时的各个数据。
必须注意分工，不要将数据遗漏。
4、系统压力不要调节过大，P1建议最好不要超过2.5Mp。
5、按照给出的液压综合实验台的液压系统原理图（见附录图3），自己分别选定三种基本回路，拟订实验方案。
在拟定实验方案时，对不同的实验，例如作节流阀进油路节流调速时，那些阀应处于关闭状态，那些应处于全开状态，那些阀是需要调节的，各压力表开关应转换到那个位置。
上机前要写出实验步骤，指导教师检查后方可做实验。
七、思考题：1、采用调速阀的进油路节流调速回路，为什么速度负载特性变硬（速度刚度大）？而在最后，速度却下降得很快？2、各种节流调速回路中工作缸最大承载能力各决定于什么参数？3、分析并观察各种节流调速回路工作时泵出口压力的变化规律，指出那种节流调速回路效率较高？那种节流调速回路效率较低？八、实验报告：实验报告除常规的实验目的，实验原理外，要特别注意以下内容：1、必须要有完整的实验方案制定，方案制定必须有原理图。
2、实验数据必须真实、完整。
3、数据处理必须有过程，标明使用的公式和计算结果。
4、必须要有结果分析，通过实验结果分析规律。
要分析实验的结果与理论是否相符，如果不相符，要分析原因。
