液压实验指导书改DOC.docx
- 文档编号:28968381
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:879.25KB
液压实验指导书改DOC.docx
《液压实验指导书改DOC.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《液压实验指导书改DOC.docx(32页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
液压实验指导书改DOC
控制技术综合实验I
(液压传动)
实验指导书
天津理工大学
机电实验中心
2011年6月
前言
本实验指导书是根据机械设计制造及自动化专业《液压传动》教学大纲及实验教学大纲的要求编写的,共编入七个教学实验,适用于在QCS003B液压教学实验台和YCS-C智能液压综合实验台上进行。
本书内容在原版的基础上根据大纲要求作了适当修改。
通过实验教学,目的是使学生掌握常用液压元件及常用液压回路的性能及测试方法,培养学生分析解决实际工程问题的能力。
由于水平所限,不妥之处在所难免,欢迎批评指正。
天津理工大学
机电实验中心
2011年9月
实验一液压泵性能实验
一、实验目的
1.通过实验,理解并掌握液压泵的主要性能。
2.通过实验,学会小功率液压泵的测试方法。
二、实验内容
着重测试液压泵的下列特性:
1.液压泵的实际流量Q与压力P之间的关系—Q-P特性曲线;
2.液压泵的容积效率ηv与工作压力P之间的关系—ηv-P特性曲线;
3.液压泵的总效率η与工作压力P之间的关系—η-P特性曲线。
三、实验原理与方法
液压泵的工作压力由其外加负载所决定,若定量泵出口串联一节流阀,节流阀出口直通油箱,由节流阀的通流面积AT的变化就可以对泵施加不同的负载,即泵的工作压力将随之变化。
这可用流量方程Q=CqATΔPφ来分析:
对定量泵来说,Q为定值,对特定的阀来说,Cq一定,此时,节流阀前后的压差ΔP=P,AT增大P减小,AT减小P增大。
液压泵由原动机械输入机械能(M,n),而将液压能(P,Q)输出,送给液压系统的执行机构。
由于泵内有摩擦损失(其值用机械效率
表示),容积损失(泄漏)(其值用容积效率
表示)和液压损失(此项损失较小,通常忽略),所以泵的输出功率必定小于输入功率,总效率η为输出功率与输入功率之比:
η=N出/N入;也可表示为
,要直接测定
比较困难,一般测出
和η,然后算出
。
液压泵的主要性能包括:
额定压力、额定流量、容积效率、总效率、压力脉动(振摆)值、噪声、寿命、温升和振动等项。
泵的测试主要是检查流量、容积效率、总效率、这三项。
以下为单级定量叶片泵(额定压力为63kgf/cm2,公称排量q
10ml/r)的主要技术性能指标,供参考。
1)ηv≥80%
2)η≥65%
图1-1为液压泵性能的液压系统原理图。
图中18为被试泵,它的进油口装有线隙式滤油器,出油口并联有溢流阀11和压力表。
被试泵输出的油液经节流阀10和流量计流回油箱。
用节流阀10对被试泵加载。
图1-1液压泵特性实验液压系统原理图
1.液压泵的流量-压力特性(Q-P):
通过测定被试泵在不同工作压力(Pi)下的实际流量,得出它的流量-压力特性曲线Q=fi(P)。
调节节流阀10即得到被试泵的不同压力,可通过P12-1观测。
不同压力下的流量用测定对应流过流量计液体体积△V所用的时间△t来确定。
△V取10L,即流量计转一圈。
(L/min)
2.液压泵的容积效率-压力特性(
-P):
由于电动机的空载转速与实际转速基本相等,则
本实验中在节流阀10的通流截面积为最大的情况下测出的泵的流量即为空载流量,这样容积效率既可表示为:
3.液压泵总效率-压力特性(η-P):
总效率η=N出/N入
液压泵的输入功率等于电动机的输出功率,即N入=NDi·ηDi
式中:
NDi----不同压力下电动机的功率(KW)
ηDi----不同功率时电动机的效率,如图1-2所示。
液压泵的输出功率N出=Pi·Qi/612(kw)
液压泵的总效率可用下式表示:
图1-2电动机效率曲线
四、实验步骤
1.全部打开节流阀10和溢流阀11,接通电源,启动液压泵18,让被试泵18空载运转几分钟,排除系统内的空气。
2.关闭节流阀10,慢慢调溢流阀11,将压力P12-1调至75kgf/cm2,然后用锁母将溢流阀11锁紧。
3.全部打开节流阀10,使被试泵的压力为零(或接近零),测出此时的流量,即为空载流量。
4.逐渐关小节流阀10的通流截面,作为泵的不同负载,测出对应不同压力Pi时流过流量计△V所用的时间Δti和电动机的输入功率NDi,将所测数据填入表1-1。
注意,节流阀每次调节后,须运转一、两分钟后,再测有关数据。
6.实验完成后,将节流阀10,溢流阀11全部松开,再关闭液压泵18,关闭电源。
五、实验报告要求
1.填写实验名称、实验目的和实验内容,并简述实验原理;
2.填写实验记录表(表1-1);
3.绘制液压泵工作特性曲线:
用坐标纸绘制Q-P,
-P,η-P三条曲线。
4.回答以下问题。
1)实验系统中用什么形式加载?
为什么能够对被试泵加载?
2)从液压泵的效率曲线中得到什么启发?
(如何合理选择泵的功率,泵的合理使用区间等方面考虑)。
表1-1液压泵性能实验数据记录表
液压泵型号:
;额定压力:
kgf/cm2;
额定排量:
ml;额定转速:
rpm
调定参数
P12—1
设定参数
P12—1
实验次数
待定参数
计算结果
△V
△t
ND(kw)
ηD(%)
Q
(L/min)
ηV
(%)
η
(%)
75
空载
1
2
15
1
2
25
1
2
35
1
2
40
1
2
45
1
2
50
1
2
55
1
2
60
1
2
63
1
2
实验二溢流阀静态性能实验
2.1实验目的
一了解溢流阀静态特性测试装置;
二掌握溢流阀调压范围、压力振摆、压力偏移等主要静态特性物理意义和测试方法;
三掌握溢流阀启闭特性曲线测试原理和方法并能正确分析测试结果
2.2测试装置及实验原理
2.2.1测试装置液压原理图
1.变量泵驱动电机,2.变量叶片泵,3.变量叶片泵安全阀,4.定量泵驱动电机,5.定量叶片泵,6.功率隔离器、测速传感器,7.定量叶片泵安全阀组,8.压力传感器,9.流量传感器,10.变量叶片泵吸油滤油器,11.定量叶片泵吸油滤油器,12.量筒。
2.2.2实验原理
一调压范围测量
将被试溢流阀置于实验油路中,通过节流阀J1的调整通过被试阀的试验流量(如阀的额定流量),调节被试阀的调压手柄从全紧至全松,测量记录这两种工况下被试阀进口压力p1(MPa),计算其差值。
反复实验不小于3次。
二压力振摆测量
将被试溢流阀置于实验油路中,通过节流阀J1的调整通过被试阀的试验流量(如阀的额定流量),调节被试阀的调压手柄至调压范围的最高值,测量这种工况下被试阀进口压力p1(MPa)的压力振摆范围的大小。
三压力偏移测量
将被试溢流阀置于实验油路中,通过节流阀J1的调整通过被试阀的试验流量(如阀的额定流量),调节被试阀的调压手柄至调压范围的最高值,测量这种工况下被试阀进口压力p1(MPa)3分钟的压力偏移值。
四压力损失测量
将被试溢流阀置于实验油路中,通过节流阀J1的调整通过被试阀的试验流量(如阀的额定流量),调节被试阀的调压手柄至全松,测量这种工况下被试阀进口压力p1(MPa)和出口压力p2(MPa)的差值。
五卸荷压力测量
将被试溢流阀置于实验油路中,通过节流阀J1的调整通过被试阀的试验流量(如阀的额定流量),电磁阀2YA通电使被试阀卸荷,测量这种工况下被试阀进口压力p1(MPa)和出口压力p2(MPa)的差值。
六内泄漏测量
将被试溢流阀置于实验油路中,调节被试阀的调压手柄至全紧,电磁阀5YA通电,用量筒测量这种工况下3分钟通过阀的流量值。
七启闭特性测量
将被试溢流阀置于实验油路中,调节被试阀的调压手柄至一个试验压力(如额定压力),锁紧手柄;在被试溢流阀额定流量范围内,选择若干各测量点;通过节流阀J1的调整通过被试阀的溢流流量q(L/min),系统压力也随之改变。
在溢流量由小变大的调节过程中,测量并记录各测量点的溢流流量q(L/min)和进口压力p1(MPa)值,获得被试溢流阀的开启特性;然后,在溢流量由大变小的调节过程中,测量并记录各测量点的溢流流量q(L/min)和进口压力p1(MPa)值,获得被试溢流阀的闭合特性。
2.3实验软件功能
软件的操作功能:
显示液压原理图、测量调压范围、测量压力振摆、测量压力偏移、测量压力损失、测量卸荷损失、测量内泄漏、测试启闭特性、启闭特性实验结果表显示、启闭特性实验曲线显示、输出实验报告(HTML格式)、删除实验记录、实验结果查询等。
实验界面图
2.4实验操作步骤(实验时:
关闭截止阀I,开启截止阀II)
2.4.1.调压范围:
2.4.1.1在[测试项目选择]中,选择[测量调压范围],按[项目运行]键;
2.4.1.2根据对话框提示,调节被试溢流阀手柄至全紧,关闭对话框,按[测试1]键;
2.4.1.3根据对话框提示,调节被试溢流阀手柄至全松,关闭对话框,按[测试2]键;
2.4.1.4调压范围值自动显示在[调压范围(MPa)]编辑框内。
2.4.2.压力振摆:
2.4.2.1在[测试项目选择]中,选择[测量压力振摆],按[项目运行]键;
2.4.2.2调节被试溢流阀手柄,使p1的显示压力为其额定压力,根据对话框提示进行操作;
2.4.2.3压力振摆值自动显示在[压力振摆(MPa)]编辑框内。
2.4.3.压力偏移:
2.4.3.1在[测试项目选择]中,选择[测量压力偏移],按[项目运行]键;
2.4.3.2调节被试溢流阀手柄,使p1的显示压力为其额定压力,根据对话框提示进行操作;
2.4.3.3经过3分钟的自动测试,压力损失值自动显示在[压力偏移(MPa)]编辑框内。
2.4.4.压力损失:
2.4.4.1在[测试项目选择]中,选择[测量压力损失],按[项目运行]键;
2.4.4.2调节被试溢流阀手柄至全松,使通过阀的流量为其额定流量,根据对话框提示进行操作;
2.4.4.3压力损失值自动显示在[压力损失(MPa)]编辑框内。
2.4.5.卸荷压力:
2.4.5.1在[测试项目选择]中,选择[测量卸荷压力],按[项目运行]键;
2.4.5.2使通过阀的流量为其额定流量,根据对话框提示进行操作;
2.4.5.3卸荷压力值自动显示在[卸荷压力(MPa)]编辑框内。
2.4.6.内泄漏量:
2.4.6.1在[测试项目选择]中,选择[测量内泄漏量],按[项目运行]键;
2.4.6.2调节被试溢流阀手柄至全紧,根据对话框提示进行操作;
2.4.6.3经过3分钟的自动测试,观测量筒内由阀泄漏出的油液体积(ml数);
2.4.6.4将计算值填入[内泄漏量(ml/min)]编辑框内。
2.4.7.启闭特性:
2.4.7.1在[测试项目选择]中,选择[启闭特性测试],按[项目运行]键;
2.4.7.2在[阀启闭特性测试]栏填写编辑框,[测试次数]最少为24,一半做开启特性,一般做闭合特性,并按阀的额定流量设置测量点;
2.4.7.3通过节流阀J1的调整通过被试阀的试验流量(如阀的额定流量);
2.4.7.4调节被试溢流阀手柄,使其进口压力为额定压力。
2.4.7.5测试开启特性:
将节流阀J1调至全松;再逐步旋紧节流阀J1手柄,同时观察流量q的变化,当流量q开始有明显变化(约为额定流量的10%以内),按[数据记录]键,记录该点数据;再依次逐渐缓慢调紧节流阀J1手柄至新的流量测点(流量增加),按[数据记录]键,直至设定测量点半数为止。
测量时,必须小心,手柄只能一个方向转动,不得反调,因为这样会改变摩擦力的方向,使测试数据带来误差。
2.4.7.6测试闭合特性:
节流阀J1手柄位置保持不变,再按[数据记录]键,重复记录该点数据;逐渐缓慢调松节流阀J1手柄至新的流量测点(流量减小),按[数据记录]键,记录该点数据;依次逐渐调松手柄至新的流量测点,按[数据记录]键,至设定测量点半数为止。
当测试次数达到设定次数,自动停止本次测试;
测量时,必须小心,手柄只能一个方向转动,不得反调,因为这样会改变摩擦力的方向,使测试数据带来误差。
数据采集接线说明
1.本实验使用AD通道3个,DO通道3个;
2.AD起始通道--压力传感器p1
AD起始通道+1--压力传感器p2
AD起始通道+2--流量传感器q
3.DO通道设置:
2YA(DO1)3YA(DO2)5YA(DO3)
调压范围测试:
010
压力振摆测试:
010
压力偏移测试:
010
卸荷压力测试:
110
内泄漏量测试:
011
启闭特性测试:
010
4.AD卡共有16个通道可供使用,即1~18,默认AD起始通道--1通道
5.DO通道共有8个通道可供使用,设置必须按2进制格式输入;
如1011表示:
DO1通道输出为高电位,DO2通道输出为高电位,DO3通道输出为低电位,DO4通道输出为高电位。
实验三进口节流调速回路性能实验(适应节流阀、调速阀)
3.1实验目的
一了解进口节流调速回路的组成及调速原理
二掌握变负载工况下,速度-负载特性和功率特性曲线特点和测试方法
三掌握恒负载工况下,功率特性曲线特点和测试方法
四分析比较变负载和恒负载节流调速性能特点
3.2测试装置及实验原理
2.1测试装置液压原理图
1.变量泵驱动电机,2.变量叶片泵,3.变量叶片泵安全阀,4.定量泵驱动电机,5.定量叶片泵,6.功率隔离器、测速传感器,7.定量叶片泵安全阀组,8.压力传感器,9.流量传感器,10.变量叶片泵吸油滤油器,11.定量叶片泵吸油滤油器,12.位移传感器。
3.2.2实验原理
一变负载速度-负载特性和功率特性的测试
测试装置液压原理图中,工作缸和节流阀J2构成进口节流调速回路,负载缸用于给工作缸施加负载,它们分别由两个泵驱动。
变负载速度-负载特性和功率特性是指当工作缸的负载变化时,工作缸的速度v随负载F的变化特性及回路功率参数(有用功率、节流损失、溢流损失、泵输入功率)随工作缸工作压力p2变化特性。
测试时,调节溢流阀7为一个系统设定压力,锁紧手柄;调节节流阀J2为一个设定开度,锁紧手柄;设定若干个加载压力测量点,由小至大调节溢流阀3(即调节负载缸的工作压力,调节工作缸的负载),测量记录各测量点的压力值(MPa)p1、p2、p3,流量q(L/min)及位移L(mm),并由下面公式计算相关参数:
液压缸线速度:
(mm/s)
液压缸的摩擦力:
(N)
液压缸的机械效率:
液压缸的负载:
(N)
液压缸的有用功率:
(W)
节流损失功率:
(W)
调速回路输入功率:
(W)
式中,
:
液压缸无杆腔有效面积
:
液压缸有杆腔有效面积
:
泵的实际流量
由上述测试计算数据,绘制变负载工况下速度v-负载F曲线和功率-p2曲线。
二恒负载功率特性的测试
恒负载功率特性是指当工作缸的负载不变时,回路功率参数(有用功率、节流损失、溢流损失、泵输入功率)随工作缸输入流量q(或工作缸速度v)变化特性。
测试时,调节溢流阀7为一个系统设定压力,锁紧手柄;调节溢流阀3为一个设定压力(即调节工作缸负载恒定),锁紧手柄;设定若干个流量测量点,由小至大调节节流阀J2的开度,测量记录各测量点的压力值(MPa)p1、p2、p3流量q(L/min)及位移L(mm),并由和变负载工况相同公式计算出相关参数,由测试计算数据,绘制恒负载工况下功率参数-p2曲线。
3.3实验软件功能
软件的操作功能:
显示液压原理图、变负载速度-负载特性和功率特性的测试、恒负载功率特性的测试、实验结果表显示、变负载实验曲线显示、恒负载实验曲线显示、变负载输出实验报告(HTML格式)、恒负载输出实验报告(HTML格式)、删除实验记录、实验结果图查询、实验结果表查询等。
实验软件界面如下图所示。
3.4实验操作步骤(实验时:
开启截止阀I,关闭截止阀II)
实验时,应根据实验装置正确地输入实验参数:
液压缸的直径、活塞杆直径、液压泵的实际流量(实测平均值)等。
3.4.1.变负载功率特性(速度负载特性)测试
3.4.1.1按液压原理图连接好回路,电磁铁1YA和2YA由计算机自动控制,电磁铁3YA和4YA由手动控制;
3.4.1.2启动两个液压泵,调节Py2为系统最高压力(7MPa),Py1系统最低压力,按最高工作压力,由小到大预设若干个加载点(加压点);
3.4.1.3手动调整节流阀J2的开度,使工作缸的速度合适;
3.4.1.4手动开启电磁铁3YA,使负载缸左行至终点;
3.4.1.5在[变负载速度-负载/功率特性测试]栏填写[测试次数]、[测试数据文件]等;
3.4.1.6在[实验项目选择]栏选中[变负载速度负载/功率特性测试],按[项目运行]键,[AD卡]指示变为绿色,说明测试系统工作正常;
同时弹出一个[开始下次测试]的对话框;
3.4.1.7鼠标按对话框上的[OK]键,工作缸右行;当达到[测试行程]时,测试数据自动显示在[实验数据表(BF)]一行内,工作缸左行返回;此时弹出一个[工作缸停止返回]的对话框;
3.4.1.8当工作缸左行至末端,鼠标按对话框上的[OK]键,该测压点测试结束;同时又弹出一个[开始下次测试]的对话框;
3.4.1.9调整Py1至下一个加压点,重复1.7-1.8操作,直至测试全部完成。
3.4.2.恒负载功率特性测试
3.2.2.1按液压原理图连接好回路,电磁铁1YA和2YA由计算机自动控制,电磁铁3YA和4YA由手动控制;
3.2.2.2启动两个液压泵,调节Py2为系统最高压力(7MPa),Py1为期望的加载压力;
3.2.2.3手动调整节流阀J2的开度最小,使工作缸有最小但不爬行的速度;并按泵的最大流量,由小到大预设若干个流量测量点(测速点);
3.2.2.4手动开启电磁铁3YA,使负载缸左行至终点;
3.2.2.5在[恒负载功率特性测试]栏填写[测试次数]、[测试数据文件]等;
3.2.2.6在[实验项目选择]栏选中[恒负载速度功率特性测试],按[项目运行]键,[AD卡]指示变为绿色,说明测试系统工作正常;
同时弹出一个[开始下次测试]的对话框;
3.2.2.7鼠标按对话框上的[OK]键,工作缸右行;当达到[测试行程]时,测试数据自动显示在[实验数据表(HF)]一行内,工作缸左行返回;此时弹出一个[工作缸停止返回]的对话框;
3.2.2.8当工作缸左行至末端,鼠标按对话框上的[OK]键,该测压点测试结束;同时又弹出一个[开始下次测试]的对话框;
3.2.2.9小心调整节流阀J2,观察[流量(L/min)]显示值,使至下一个测速点,重复2.7-2.8操作,直至测试全部完成。
注意:
*测试操作必须按预设的加载点(或测速点)由小到大进行操作;
*若想在已设的数据文件名下增加测试数据,可重复上面操作;
*若想在已设的数据文件名下删除某一记录数据,可在[实验数据修改]栏中进行操作;
*[输入实验参数]栏内,设有[允许时间/行程(s)]框,可输入一个测试行程,工作缸允许运行的最大时间,防止工作缸中途被卡死或停止运行不能在这一时间内到达测试终点,程序进入死循环;这时,可按[中止测试]键,系统自动中止本次测试;
*在测试状态下,按[中止测试]键,系统自动中止本次测试;
*界面设有[速度_负载曲线拟合阶次]框,为了获得较好的拟合曲线,建议:
采用节流阀的速度负载特性,拟合阶次为2-3阶;
采用调速阀的速度负载特性,拟合阶次为4阶以上或直接观察实测数据曲线;
数据采集接线说明
1.本实验使用AD通道5个,DO通道2个;
2.AD起始通道--节流阀入口压力传感器p1
AD起始通道+1--节流阀出口压力传感器p2(工作缸无杆腔)
AD起始通道+2--负载缸无杆腔压力传感器p3
AD起始通道+3--流量传感器q
AD起始通道+4--位移传感器L
3.DO通道默认设置:
工况2YA(DO2)1YA(DO1)
工作缸右行01
工作缸左行10
4.AD卡共有16个通道可供使用,即0~15,默认AD起始通道--0通道
5.DO通道共有8个通道可供使用,设置必须按2进制格式输入,如1001;
6.电磁铁3YA和4YA用手动控制,以驱动负载缸动作。
实验四出口节流调速回路性能实验
4.1实验目的
一了解出口节流调速回路的组成及调速原理
二掌握变负载工况下,速度-负载特性和功率特性曲线特点和测试方法
三掌握恒负载工况下,功率特性曲线特点和测试方法
四分析比较变负载和恒负载节流调速性能特点
4.2测试装置及实验原理
4.2.1测试装置液压原理图
1.变量泵驱动电机,2.变量叶片泵,3.变量叶片泵安全阀,4.定量泵驱动电机,5.定量叶片泵,6.功率隔离器、测速传感器,7.定量叶片泵安全阀组,8.压力传感器,9.流量传感器,10.变量叶片泵吸油滤油器,11.定量叶片泵吸油滤油器,12.位移传感器。
4.2.2实验原理
一变负载速度-负载特性和功率特性的测试
测试装置液压原理图中,工作缸和节流阀J2构成出口节流调速回路,负载缸用于给工作缸施加负载,它们分别由两个泵驱动。
变负载速度-负载特性和功率特性是指当工作缸的负载变化时,工作缸的速度v随负载F的变化特性及回路功率参数(有用功率、节流损失、溢流损失、泵输入功率)随工作腔压力p3变化特性。
测试时,调节溢流阀7为一个系统设定压力,锁紧手柄;调节节流阀J2为一个设定开度,锁紧手柄;设定若干个加载压力测量点,由小至大调节溢流阀3(即调节负载缸的工作压力,调节工作缸的负载),测量记录各测量点的压力值(MPa)p1、p2、p3,流量q(L/min)及位移L(mm),并由下面公式计算相关参数:
液压缸线速度:
(mm/s)
液压缸的摩擦力:
(N)
液压缸的机械效率:
液压缸的负载:
(N)
液压缸的有用功率:
(W)
节流损失功率:
(W)
调速回路输入功率:
(W)
式中,
:
液压缸无杆腔有效面积
:
液压缸有杆腔有效面积
:
泵的实际流量
由上述测试计算数据,绘制变负载工况下速度v-负载F曲线和功率-p3曲线。
二恒负载功率特性的测试
恒负载功率特性是指当工作缸的负载不变时,回路功率参数(有用功率、节流损失、溢流损失、泵输入功率)随工作缸输入流量q(或工作缸速度v)变化特性。
测试时,调节溢流阀7为一个系统设定压力,锁紧手柄;调节
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 液压 实验 指导书 DOC