液压与气动实验指导书

工业大学液压与气压传动实验指导书目录实验一液阻特性实验0实验二液压泵性能测试实验3实验三溢流阀静态特性实验7实验四节流调速回路性能测试实验11 实验五气动程序控制回路设计与调试15实验一 液阻特性实验（必修，综合性）一、实验目的1、通过对标准型小孔液流阻力的实验，定量地研究孔口的流量—压力特性，计算出与液阻特性有关的指数ϕ，从而对孔口的液阻特性有比较深入的理解；2、通过测量油液流过标准型细长孔的压力损失，深入了解小孔的节流作用，并分析在实验条件下的压力损失数值的大小，从而建立一种定量的概念；3、掌握测试液阻特性的原理及方法。

二、实验容及方案液压传动的主要理论基础是流体力学。

油液在系统中流动时，因摩擦和各种不同形式的液流阻力，将引起压力损失，它关系到确定系统的供油压力、允许流速、组件、辅助装置和管道的布局等，对提高效率和避免温升过高有着重要的意义。

另一方面，在液压传动中常会遇到油液流经小孔和缝隙的情况，而它们的流量计算公式是建立节流调速和伺服系统等工作原理的基础，同时也是对液压组件和相对运动表面进行泄漏估算和分析的基础。

本实验装置可完成细长孔(Φ1.2mm ，l =6mm )的压力-流量特性实验。

在液压系统中，油液流经液阻时，流量Q 与压力损失P ∆的关系可以用通用表达式表示为：ϕp KA Q T ∆= （1.1）K ——节流系数；T A ——节流口通流面积；p ∆——节流口前后压差；ϕ——与液阻特性有关的指数。

令T KA R=1, 则 ϕp RQ ∆=1（1.2）式中，R ——液阻；与孔口尺寸、几何形状、油液性质和流态有关，在几何尺寸、油液性质、流态不变时，视为定值。

式1.2可以表示为函数关系：)(P f Q ∆=，在函数图像中为一条曲线，为了求出指数ϕ，对上式的两边取对数得：P R Q ∆+=-lg lg lg 1ϕ （1.3）对于一定的液阻，上式为一直线，直线的斜率为ϕ。

式1.2中的ϕ为直线的斜率，即batg ==αϕ （1.4） 在实验中，对一定的液阻，改变通过液阻的流量，可以达到对应的压力降，测得一定数量的对应数据，描绘直线就可以求得ϕ值。

实验证明，对薄壁小孔ϕ=0.5；细长小孔ϕ=1。

三、实验装置及原理图根据图1.2自己挑选实验需要的元件，用带有快速接体的液压软管及专用的实验导线，按照图1.2所示连接好液压系统，并按图1.3电气控制图连好电气部分电路。

注意：接好液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接部分是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动液压泵。

图1.2 油路部分图1.3 电气控制部分操作指南：回路中1—先导式溢流阀；2—单向节流阀；3—细长孔；4—二位三通单电磁换向阀；P1—泵的出口压力；P3—小孔前的压力；通过调节节流阀改变小孔的流量，大流量时用流量计测得，小流量时用量杯测得，并记录测量时间，用容积法算得单位时间里通过小孔的流量。

四、实验步骤1、关闭节流阀2，启动液压泵，调溢流阀1，使得泵的出口压力P1为3MPa。

2、关紧量杯的放油（手阀）口，使电磁换向阀Z1得电。

慢慢打开节流阀2，测得此时通过小孔的流量，读出液阻的进口压力，出口压力理论上是0，计算出进口、出口压力差。

3、用节流阀2从小到大调节流阀的开口量，每调节一个开口量，记下一组压力P3及流量数据，取7到8组数据，逐点记录于表格。

五、测试数据纪录表油温：___________六、实验结果值，和根据测试结果，作出压力——流量特性曲线，并由图测算出液阻的理论推导值作比较，分析结果是否合理？为什么？实验二 液压泵性能测试实验（必修，综合性）一、实验目的1.了解液压泵的结构及主要工作性能；2.掌握泵性能参数的测试方法。

测量反馈式限压变量叶片泵的流量—压力特性，确定泵的容积效率和总效率；3. 增强对液压泵的工作情况的感性认识，通过实验对液压泵工作的振动、噪声、油压的脉动、油温的升高等有所体会。

二、实验容及方案液压泵的主要性能参数包括：额定压力、额定流量、容积效率、总效率、压力脉动（振摆）值等。

同时观察泵的噪声、温升、振动等。

1、液压泵的流量—压力特性：测定液压泵在不同工作压力下的实际流量，得出流量—压力特性曲线)(1P f Q 。

液压泵因泄漏将造成流量的损失。

油液粘度越低，压力越高，其泄漏损失越大。

1）空载（零压）流量：在实际生产中，泵的理论流量理Q 并不是按液压泵设计时的几何参数和运动参数计算，通常在公称转速下以空载时的流量空Q 代替理Q 。

本实验中应在节流阀2的流通面积为最大的情况下测出泵的空载流量空Q 。

2）额定流量：指泵在额定压力和公称转速的工作情况下，测出的流量额Q 。

本装置中由节流阀2进行加载。

3）不同工作压力下的实际流量：不同的工作压力由节流阀2确定（通过改变节流开口大小改变液流阻力），读出相应压力下的流量Q 实。

（通过流量计直接读数）2、液压泵的容积效率η容：空实理实容Q Q ==Q Q η（ηη≈容额） （2.1）3、液压泵的总效率η总：入出总N N =η（2.2） 式中：入N ——液压泵的输入功率：电表入η•=P N其中：P 表——直接由功率表读出；η电——由P 表根据电机效率曲线查出（一般55.0=电η～0.75）；图2.1 电动机效率曲线出N ——液压泵的输出功率： ）（出Kw 60Q1P N •=（2.3） 1P ——液压泵的输出压力；Q ——液压泵的输出流量。

P1: MPa ,单位为Q: L min ,单位为P P P : Kw入出表、、单位为三、实验装置及原理图根据图2.2自己挑选实验需要的元件，用带有快速接体的液压软管及专用的实验导线，按照图2.2所示连接好液压系统。

注意：接好液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接部分是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动液压泵。

图2.2液压回路原理图操作指南：回路中1—先导式溢流阀；2—单向节流阀；P 1—泵的出口压力。

旋紧节流阀2可增大阻尼，逐点旋紧节流阀2，分别记录P 、Q 、P 表；调阀2，可调P 1的压力；（P 1围：0～6.3MPa ）流量由数显流量表读出，小流量时用量杯测得，功率P 由数显功率表显示；将测得不同压力P 时泵的流量Q 和电机的功率P 表，填入数据表格，并绘出特性曲线。

四、实验步骤根据实验要求拟定具体实验步骤。

注意：阀1在实验前应调到7Mpa 。

五、测试数据纪录表油温：___________六、实验结果作出P -Q P -入N P -η容P -η总特性曲线,分析所测叶片泵的各项性能。

实验三溢流阀静态特性实验（必修，综合性）一、实验目的1、深入理解溢流阀的静态性能及其测试方法；2、了解溢流阀的卸荷压力、调压围和启闭特性。

二、实验容1、溢流阀的调压围及压力稳定性，卸荷压力（压力损失）及泄漏量的测定。

1）调压围：溢流阀的调压围是其必需保证的稳定工作的压力围，在这个围工作时，溢流阀的压力上升与下降应该平稳、灵敏，不得有尖叫声。

2) 压力损失:溢流阀的压力损失是指溢流阀卸荷时，溢流阀通过额定流量所产生的压力降。

对于先导式溢流阀，将调压弹簧完全放松可以实现卸荷；将其遥控口接通油箱，也可实现卸荷。

因此溢流阀的压力损失有两种：一是完全放松弹簧所具有的压力损失，简称为压力损失；一是遥控口接油箱所具有的压力损失，称为卸荷压力。

压力损失的大小，一方面决定于卸荷是否彻底，阀口能否自由开启达到足够的开度；另一方面取决于阀各油道的通流面积是否宽裕。

如果压力损失小，则可以节省液压泵卸荷时的运转功率。

3) 泄漏量:溢流阀的关闭泄油量是指溢流阀的调压旋钮完全拧紧时，溢流阀在额定压力下通过阀口的泄油量。

当溢流阀作安全阀时，关闭泄油量是一个重要的指标。

2、溢流阀的启闭特性溢流阀的启闭特性是指溢流阀控制的压力和溢流流量之间的变化特性，包括开启特性和闭合特性两个特性。

闭合压力：将被测试的溢流阀调到额定压力 6.3MPa，且系统供油量为试验流量时，调节溢流阀1，使系统卸荷，当通过被测阀2的溢流量为额定流量（试验流量）的1%时，系统的压力为该阀的闭合压力。

不得小于规定值（5.0MPa）。

开启压力：调节溢流阀1，是系统压力逐渐升高，当通过被测溢流阀2的流量为额定流量（试验流量）的1%时，系统的压力为该阀的开启压力，不得小于规定值（5.3MPa）。

三、实验装置及原理图根据图3.1自己挑选实验需要的元件，用带有快速接头的液压软管，根据图3.1组成液压回路；并按图3.2电气控制图连好电气部分电路。

注意：接好的液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接部分是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动液压泵。

图3.1液压回路原理图图3.2电气控制部分图四、实验步骤首先关闭溢流阀2，并使电磁换向阀3、4处于断电状态，启动液压泵，调节溢流阀1，使系统升压，观测压力表P1使之达到7MPa，然后使电磁换向阀4得电，调节被测试溢流阀2的调压手轮，使压力P1达到6.3MPa，测出此时泵的流量Q，作为额定流量。

1、调压围调节被测溢流阀2的调压手轮从全开到全闭，再从全闭到全开，通过压力表P1，观察压力的上升与下降情况，是否平稳，并测量其调压围，反复实验不少于3次。

2、启闭特性调节被测试的溢流阀2至额定压力6.3MPa。

此时锁定溢流阀2的调压手柄。

放松溢流阀1，使系统分10级左右降压分别记下被测阀14在相应压力下的溢流量Q，（小流量时用量杯量），直到溢流量减小到试验流量的1%时，此时的压力表P1的示数即为闭合压力。

继续分级降压，记录相应压力下的溢流量，直到被测阀2停止溢流时为止。

反向调节溢流阀1，从被测试阀2不溢流开始，使系统分级升压，当被测试阀14的溢流量达到试验流量的1%时，此时的压力P1示数即为开启压力，再继续分十级左右调节溢流阀1升压，一直升到6.3MPa，记下相应压力值下的溢流量。

3、溢流阀的压力损失和泄漏量1）卸荷压力将电磁阀3、4断电，调节溢流阀1的压力P1至7MPa，使电磁换向阀4得电，调节被测试溢流阀2至调压围的最高值6.3MPa，这时，使电磁换向阀3得电，即被测试溢流阀的遥控口接油箱，压力表P1的值即为卸荷压力。

2）压力损失将所有的电磁阀断电，调节溢流阀1的压力P1至7MPa，在试验流量下，调节被测试溢流阀2的调压手轮至全开，压力表P1的值即为压力损失。

注意：溢流阀1逐点加压、降压时不允许来回微调！；输入量杯流量过多时，及时使Z2失电，以免油溢出量杯，大流量时用流量计测得。

五、数据记录及实验结果1、被试阀的调压围：MPa；油温：___________卸荷压力：MPa；压力损失：___________MPa；泄漏量：min/L。

2、绘制溢流阀的启闭特性曲线。

思考：研究溢流阀的启闭特性有什么意义？启闭性能的好坏对使用性能有什么影响？3、按实验规，溢流阀额定流量的1%所对应的压力为溢流阀的开启压力或闭合压力，开启压力/额定压力=开启比。