液壓元件實驗指導(dǎo)書

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專業(yè)基礎(chǔ)實驗三

流體力學(xué)與液壓傳動實驗指導(dǎo)書

年級_____________

班級_____________

姓名_____________

學(xué)號_____________

實驗小組號_____________

實驗日期_____________

同濟大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程綜合實驗中心2014.9

目錄

前言1

注意事項2

一、裝拆實驗實驗一：CB—B齒輪泵的裝拆實驗

實驗二：CB—H齒輪泵的裝拆實習(xí)

實驗三：DTB型葉片泵的裝拆實習(xí)

3

4

5

實驗四：CY14—1型向軸柱塞泵的裝拆實習(xí)

實驗五：中壓，高壓先導(dǎo)式溢流閥的裝拆實習(xí)

6

7

二、液壓元件性能實驗

實驗六：液壓泵性能實驗8

試驗七：溢流閥靜態(tài)性能實驗15

實驗八：節(jié)流調(diào)速特點實驗22

1

前言

液壓傳動實驗是學(xué)習(xí)液壓傳動課程的一個重要組成環(huán)節(jié)，能夠幫助同學(xué)加深

理解液壓傳動的基本看法，牢固課堂上所學(xué)的理論知識，學(xué)到一些基本的試驗方

法。培養(yǎng)同學(xué)使用、解析和解決工程實責(zé)問題的能力。為了提高實驗授課收效和

實驗效率，依照液壓傳動實驗要求，同學(xué)們必定做到以下幾點：

1．實驗前應(yīng)在熟悉和掌握課堂內(nèi)容基礎(chǔ)上，仔細閱讀實驗指導(dǎo)書，認(rèn)識所

做實驗的目的、內(nèi)容、步驟和實驗報告要求。

2．實驗時要嚴(yán)肅仔細，抓緊時間，對實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象要仔細觀察、

解析，可在實驗報告中加以解析說明。

3．實驗中要遵守紀(jì)律，不是本次實驗內(nèi)容的設(shè)備、儀器、按鈕等，不得隨

便操作，實驗后應(yīng)使設(shè)備處于正常關(guān)閉狀態(tài)，切斷電源，做好必要的保護保養(yǎng)工

作。

4．實驗結(jié)束后，應(yīng)整理恢復(fù)實驗裝置，填好實驗數(shù)據(jù)，經(jīng)指導(dǎo)教師贊成后

方可走開實驗室。實驗數(shù)據(jù)辦理和作圖要獨立達成，并書面回答思慮題。實驗報告準(zhǔn)時交教師批閱。

本實驗指導(dǎo)書作為《專業(yè)基礎(chǔ)實驗二》液壓傳動實驗課程的實驗指導(dǎo)用書。也可作為《流體力學(xué)與液壓傳動》課程的實驗指導(dǎo)用書。作為液壓傳動實驗課程，須單獨進行成績核查。

該實驗指導(dǎo)書由牟吉平、嚴(yán)繼東二同志編寫，主要獲取了溫州巨林教具儀器廠的大力支持，在此表示萬分的感謝。本指導(dǎo)書如有錯誤之處，歡迎責(zé)怪指正。

2

注意事項

⒈因?qū)嶒炘骷Y(jié)構(gòu)和用材的特別性，在實驗的過程中務(wù)必注意穩(wěn)拿輕放防范碰撞；對實驗的回路確認(rèn)安裝安妥無誤后才能開機實驗。

⒉做實驗從前必定熟悉元器件的工作原理，掌握迅速組合的方法，絕對嚴(yán)禁強行拆卸，不能夠強行旋、扭各種元件的手柄，省得造成人為損壞。

⒊實驗中的行程開關(guān)為感覺式，開關(guān)頭部距離感覺金屬約4mm之內(nèi)即可感覺信號。

⒋嚴(yán)禁帶負載啟動（要將溢流閥旋松），省得造成安全事故。

⒌學(xué)生做實驗時，系統(tǒng)壓力不得高出規(guī)定壓力7.5MPa。

⒍學(xué)生做實驗從前必然要認(rèn)識本實驗系統(tǒng)的操作規(guī)程，在實驗老師的指導(dǎo)下進行，切勿盲目進行實驗。

⒎學(xué)生實驗過程中，發(fā)現(xiàn)回路中任何一處有問題時，應(yīng)馬上切斷泵站電源，并向指導(dǎo)老師報起訴況，只有當(dāng)回路釋壓后才能重新進行實驗。

⒏實驗達成后，要清理好元器件，注意搞好元器件的保養(yǎng)和實驗臺的干凈。

3

一、裝拆實驗

實驗一CB—B齒輪泵的裝拆實習(xí)

實驗日期成績指導(dǎo)教師簽字

同組人員

一、型號及主要參數(shù)：

CB—B齒輪泵，額定壓力P=2.5MPQ=25l/min,額定轉(zhuǎn)速n=1450rpm。Ha,額定流量HH··

二、裝拆要點：

１．認(rèn)識ＣＢ—Ｂ低壓齒輪泵的工作原理；

２．認(rèn)識除掉團油的方法；

３．領(lǐng)悟限制齒輪泵壓力提高的主要因素。

三、思慮題：

１．依照外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，怎樣確定齒輪泵的轉(zhuǎn)向和進出油口（附圖說明）？

２．齒輪泵可變密封容積由哪幾個部件組成，描述油液從吸油缸至壓油腔的路徑。

３．齒輪泵有幾條內(nèi)泄漏渠道，油液泄向哪處？哪個部位泄漏量最大？為減少內(nèi)泄漏，在結(jié)構(gòu)

上可采用哪些措施？

４．齒輪泵殼體二端面上的環(huán)槽起什么作用？

５．ＣＢ—Ｂ泵的徑向力是怎樣產(chǎn)生的？常采用什么措施來減小齒輪軸承上承受的徑向力？

６．齒輪泵為什么產(chǎn)生困油現(xiàn)象？困油現(xiàn)象又何危害？怎樣除掉困油現(xiàn)象？

７．齒輪泵出現(xiàn)外泄漏常發(fā)生在什么部位，其主要原因是什么？

實驗二ＣＢ—Ｈ齒輪泵的裝拆實驗

實驗日期成績指導(dǎo)教師簽字

同組人員

一、型號及主要參數(shù)：

CB—H8OC—FL，額定壓力PH=14MPa,額定流量QH=76～80l/min,額定轉(zhuǎn)速

nH=1800r·p·m。

二、裝拆要點：

1．認(rèn)識CB—H齒輪泵端面補償?shù)墓ぷ髟恚?/p>

2．認(rèn)識CB—H齒輪泵減小徑向力的方法。

三、思慮題：

1．提高齒輪泵的壓力，要點問題在哪里？

2．該泵與CB—B泵對照，高壓區(qū)和低壓區(qū)的壓力分布情況有何差異？

3．為提高泵的壽命，該泵是怎樣改進軸承所受的徑向力情況的？

4．該泵內(nèi)的卸壓片有什么作用？

5．CB—H泵采用什么方法解決困油問題？采用的結(jié)構(gòu)有何特點？

6．為提高工作壓力，該泵與CB齒輪泵比較，在哪些方面作了改變？

5

實驗三YB型葉片泵的裝拆實習(xí)

實驗日期成績指導(dǎo)教師簽字

同組人員

一、型號及主要參數(shù)：

DTB型葉片泵、額定壓力PH=21MPa,理論排量H=10ml/r,額定轉(zhuǎn)速nH=960r·p·m。

二、裝拆要點：

認(rèn)識葉片泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；

2．試解析該泵葉片在高壓區(qū)和低壓區(qū)的受力情況；

3．認(rèn)識單作用，雙作用葉片泵的特點。

三、思慮題：

1．該泵的可變密封容積由哪幾個部件組成？請介紹其工作原理（簡圖表示）。

2．定子內(nèi)曲線由哪幾種曲線組成？請介紹兩種過渡曲線，說明它們各自的優(yōu)、缺點？

3．配流盤上環(huán)形槽起什么作用？

4．該泵轉(zhuǎn)子上按放的葉片是徑向放置的嗎？為什么（葉片是前傾或后傾）？與DTB型葉片泵

有仕么差異？

5．為什么要在配流盤壓油窗口邊緣開三角溝槽？

6．用游標(biāo)卡尺等測量儀胸懷出泵計算看流量的相關(guān)數(shù)據(jù)，并依照以下公式計算該泵的理論平

均流量（考慮葉片厚度的影響）

22R-rQ=2-r)-cosθ·S·zp]·np·η▽p·b[π(RP

定子內(nèi)圓弧長半徑R=mm葉片厚度s=mm定子內(nèi)圓弧短半徑r=mm葉片寬度b=mm密封工作腔數(shù)目Zp=轉(zhuǎn)子半徑ro=mm

該泵容積效率η▽p=0.9,比較YB型葉片泵的按放傾角θ一般取為130。

7．提高泵的轉(zhuǎn)速可提高泵的流量，但實質(zhì)上泵的轉(zhuǎn)速不能夠無量制高升，為什么？為什么又規(guī)定

泵的轉(zhuǎn)速必定大于500轉(zhuǎn)/分？特別是雙作用葉片泵，為什么？

6

實驗四CY14—1型向軸柱塞泵的裝拆實習(xí)

實驗日期成績指導(dǎo)教師簽字

同組人員

一、型號及主要參數(shù)：

2.5CY14—1型軸向柱塞泵，額定壓力P=31.5MPa,理論排量q=2.5ml/r,額定轉(zhuǎn)速HHnH=1500r·p·m。

二、裝拆要點：

1．認(rèn)識軸向柱塞泵可變密封容積的形成；

2．認(rèn)識軸向柱塞泵變量原理及變量機構(gòu)；

3．認(rèn)識配油盤的結(jié)構(gòu)和各孔的作用；

4．認(rèn)識軸向柱塞泵滑履靜壓支承原理。

三、思慮題：

1．該柱塞泵由哪些零部件組成？其配油盤上盲孔有什么作用？

2．轉(zhuǎn)子怎樣支承在殼體上，大軸承主要起什么作用？

3．配油盤和斜盤的相對地址怎樣確定？在安裝時，配油盤從正確地址上轉(zhuǎn)過900，以后果怎樣？

4．該泵是怎樣實現(xiàn)吸壓油過程（用簡圖說明）？

5．為調(diào)治泵的流量，在手動改變斜盤傾角時，應(yīng)注意什么？為什么？

6．柱塞泵中，滑靴與球頭的小孔有什么作用？若小孔擁堵或變大，有什么影響？

7．柱塞泵的內(nèi)漏、外漏部位在哪里？

8．試比較齒輪泵、葉片泵和柱塞泵的性能特點。

7

實驗五中壓、高壓先導(dǎo)式溢流閥的裝拆實習(xí)

實驗日期成績指導(dǎo)教師簽字

同組人員

一、型號及主要參數(shù)：Y—63中壓先導(dǎo)式溢流閥，額定壓力P=6.3MPQ=63l/min；Ha,額定流量HYF—B20H—S高壓先導(dǎo)式溢流閥，額定壓力P=32MPQ=100l/min；4Ha,額定流量H

二、裝拆要點：

1．認(rèn)識先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)特點，掌握它的工作原理；

2．理解在高壓大流量系統(tǒng)中為什么必定采用先導(dǎo)式溢流閥；

裝拆YF高壓溢流閥和Y—63中壓溢流閥。

三、思慮題：

1．簡述Y型溢流閥的工作原理

試描述Y型，YF型溢流閥在結(jié)構(gòu)上的差異。為什么Y型的工作壓力低于YF型？

3．先導(dǎo)式溢流閥遠程控制口有什么作用？若是溢流閥進出油口接反了，會出現(xiàn)什么情況？

4．主閥芯上的小孔和圓周方向的溝槽各起什么作用？主閥上小孔過大或擁堵，閥的工作性能

有何變化？

5．若是將Y—63型中壓溢流閥改為自控序次閥，在閥的結(jié)構(gòu)（即通道）上要做哪些改動，（從

序次閥和溢流閥之間的差異著手）？

怎樣利用先導(dǎo)式溢流閥給液壓系統(tǒng)卸荷？卸荷的意義？

從工作原理和結(jié)構(gòu)特點上，試比較直動式和先導(dǎo)式溢流閥的性能特點。

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二、液壓元件性能實驗

實驗六液壓泵性能實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

認(rèn)識液壓泵的主要性能，熟悉實驗設(shè)備和實驗方法，測繪液壓泵的性能曲線，掌握液壓泵的工作特點。

二、實驗內(nèi)容

1）測試液壓泵的輸出流量——負載特點；

2）測試液壓泵的容積效率——負載特點；

3）測試液壓泵的機械效率——負載特點；

4）測試液壓泵的總效率——負載特點；功率——負載特點；三、實驗要求

復(fù)習(xí)課文中相關(guān)液壓泵的結(jié)構(gòu)、工作原理：復(fù)習(xí)液壓泵扭矩、功率、效率的計算，并做好實驗報告的預(yù)習(xí)。

四、實驗器材YZ-02型液壓綜合授課實驗臺1臺泵站1臺節(jié)流閥1個流量傳感器1個溢流閥1個油管、壓力表先導(dǎo)式溢流閥若干（或QCS003實驗臺及相關(guān)儀器）

五、實驗基根源理及方法

液壓泵的流量——壓力特點

測定液壓泵在不同樣工作壓力下的實質(zhì)輸出流量，得出流量——壓力特點曲線qfqp。

實驗原理見圖一。

實驗中，壓力由壓力表12直接讀出，各種壓力時的流量由流量計4直接讀出。實驗中可

使溢流閥11作為安全閥使用，調(diào)治其壓力值為7.0～7.5MPa，用節(jié)流閥10調(diào)治泵出口工作壓

力的大小，由流量計測得液壓泵在不同樣壓力下的實質(zhì)輸出流量，直到節(jié)流閥調(diào)小使液壓泵出口

壓力達到額定壓力6.0MPa為止。給定不同樣的出口壓力，測出對應(yīng)的輸出流量，即可得出該泵的qfqp。液壓泵的容積效率——壓力特點

測定液壓泵在不同樣工作壓力下，它的容積效率——壓力的變化特點

VfVp。

輸出流量(q)輸出流量(q)由于：V理論流量(q理)空載流量q0

9

q由于：qfq(p)則：Vfq(p)所以：VfV(p)q理q理式中：理論流量q理：液壓系統(tǒng)中，平時是以泵的空載流量來代替理論流量（也許q理nv，n為空載轉(zhuǎn)速，v為泵的實質(zhì)排量）。

實質(zhì)流量q：不同樣工作壓力下泵的實質(zhì)輸出流量。液壓泵的輸出功率——壓力特點

測定液壓泵在不同樣工作壓力下，它的實質(zhì)輸出功率和輸出壓力的變化關(guān)系

輸出功率：NOpqpfqpfN(p）

液壓泵的總效率——壓力特點

測定液壓泵在不同樣工作壓力下，它的總效率和輸出壓力之間的變化關(guān)系

Nopqpqpfq(p)總NiTf(p)Nif(p)

NOfNp。

總fp

式中：Ni為泵的輸入功率，實質(zhì)上Ni為泵的輸入扭矩М?與角速度的乘積。由于扭矩М?不易測量，YZ-02型液壓實驗臺只適用電動機D的輸入電流功率近似表示，該值能夠從實驗臺功率表上針對不同樣的輸出壓力時直接讀出。

QCS003實驗臺采用*平衡電機外杠桿法測出轉(zhuǎn)矩大小。

平衡電機外杠桿法：將電機安裝在支架上，而支架用前后兩軸承支承，使電機殼體能夠

自由搖動。在支架上安裝一杠桿，電機轉(zhuǎn)子用聯(lián)軸器與液壓泵的傳動軸相聯(lián)。當(dāng)電機轉(zhuǎn)子在旋

轉(zhuǎn)磁場作用下帶動液壓泵向一個方向轉(zhuǎn)動時，電機定子同時也必然碰到一個向相反方向的作用

力，將這個力經(jīng)過外杠桿作用到測力器上，并乘以桿上作用點到轉(zhuǎn)動中心的距離，即電機輸出

轉(zhuǎn)矩（注意其量綱）。若不計聯(lián)軸器的傳動耗費和支架軸承的摩擦耗費，近似為液壓泵的輸入

扭矩М?。

．液壓泵的機械效率——壓力特點

測定液壓泵在不同樣工作壓力下，它的機械效率和輸出壓力之間的變化關(guān)系mfmp

pvpvnpqvnf(p)mqffm(p)i2iii(p)其中：МТ理論轉(zhuǎn)矩М?實質(zhì)輸入轉(zhuǎn)矩q實質(zhì)流量νn轉(zhuǎn)速理論排量

10

六、實驗裝置液壓系統(tǒng)原理圖（見圖一）

圖一液壓泵性能實驗原理圖

七、實驗步驟

1．第一認(rèn)識和熟悉實驗臺液壓系統(tǒng)的工作原理及各元件的作用，明確注意事項。

2．檢察油路連接可否牢靠。

按以下步驟調(diào)治及實驗。

將溢流閥11開至最大，啟動液壓泵18，關(guān)閉節(jié)流閥10，經(jīng)過溢流閥11調(diào)整液壓泵的壓

力至7.0~7.5MPa，（使其高于液壓泵的最高試驗壓力6.3MPa而作為安全閥使用）。

迅速將節(jié)流閥10開至最大，測出泵的空載流量，即：泵的理論流量q理。

經(jīng)過逐級關(guān)小節(jié)流閥10對液壓泵進行加載，測出不同樣負載壓力下的相關(guān)數(shù)據(jù)（包括：液

壓泵的工作壓力p、泵的輸出流量q、泵的輸入功率Ni或扭矩М?、泵的輸入轉(zhuǎn)速n值）。

壓力p：經(jīng)過壓力表12讀出，數(shù)據(jù)計入表三。

輸出流量q：經(jīng)過流量計4讀出，數(shù)據(jù)計入表三

輸入功率Ni（或扭矩М?）：經(jīng)過臺面上功率表讀出（或經(jīng)過測力裝置，輸入杠桿長度，

讀出相應(yīng)的扭矩值。注意量綱），數(shù)據(jù)計入表三。

轉(zhuǎn)速n：經(jīng)過臺面上轉(zhuǎn)速表直接讀出，數(shù)據(jù)計入表三（參照數(shù)據(jù)）。

3.實驗達成后，打開溢流閥，停止電機，待回路中壓力為零后拆卸元件，清理好元件并

歸類放入規(guī)定的抽屜內(nèi)。

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表三液壓泵性能實驗數(shù)據(jù)

安全閥調(diào)壓值

最高試驗壓力

空載流量

輸出壓力PO

（MPa）

（MPa）

（l/min）

（MPa）

實驗測得

參數(shù)

輸入扭矩T

泵的轉(zhuǎn)速n

（N-m）

（r/min）

輸出流量qO

輸出功率NO

輸入功率Ni

計算參數(shù)容積效率V

機械效率m

總效率總

（l/min）

（KW）

（KW）

八、整理實驗所測數(shù)據(jù)p、q、Ni、М?、n，計算出各負載壓力下對應(yīng)的性能參數(shù)。

九、實驗報告

依照實驗數(shù)據(jù)，用直角坐標(biāo)紙分別繪出泵的性能曲線（見實驗報告），并進行必要的解析

和說明。

十、思慮題

說明實驗中閥11的作用是什么？為什么？

2.實驗中調(diào)治閥10的張口，可否在調(diào)治經(jīng)過流量計4的流量？為什么？

說明液壓泵的性能參數(shù)包括哪些？經(jīng)過實驗，你在液壓泵的采用時是怎樣考慮的？

12

實驗報告（繪出泵的性能曲線）

η總~p、ηv~p、ηm~p

T~p、Nin~p、Nout~p

13

實驗七溢流閥靜態(tài)性能實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

經(jīng)過實驗，進一步掌握溢流閥的工作原理及其靜態(tài)工作特點，認(rèn)識溢流閥的壓力牢固性、

卸荷壓力和壓力損失的基本看法；掌握溢流閥的靜態(tài)特點的測試方法，掌握靜態(tài)特點指標(biāo)的內(nèi)

容及意義。

二、實驗內(nèi)容

1）測試先導(dǎo)式溢流閥的調(diào)壓范圍和壓力牢固性；

2）測試先導(dǎo)式溢流閥的卸荷壓力和壓力損失；

3）測試溢流閥的啟閉特點；

4）比較先導(dǎo)式溢流閥和直動式溢流閥的工作特點。三、實驗要求

1．實驗前仔細預(yù)習(xí)先導(dǎo)式溢流閥、直動式溢流閥的工作原理。

2．實驗中仔細觀察，掌握溢流閥在液壓系統(tǒng)中的工作壓力的設(shè)定、調(diào)壓的方法。

3．在直角坐標(biāo)紙上作出溢流閥的啟閉特點曲線，求出開啟壓力和閉合壓力。

四、實驗器材

YZ-02型液壓綜合授課實驗臺1臺液壓泵站1臺先導(dǎo)式溢流閥1只直動式溢流閥1只二位二通電磁閥1只流量傳感器1只油管、壓力表若干（或QCS003實驗臺及相關(guān)儀器）。五、實驗裝置液壓系統(tǒng)原理圖（見圖二）

六、實驗方法和實驗步驟

調(diào)壓范圍的測定

溢流閥的調(diào)定壓力是由彈簧的壓緊力決定的，改變彈簧的壓縮量就可以改變溢流閥的調(diào)定

壓力。

詳盡步驟：如圖二所示，把溢流閥11完好打開，啟動油泵18，運行半分鐘后，接通電磁換向

閥13，并將被試閥14和節(jié)流閥10完好關(guān)閉。調(diào)治溢流閥11，使泵出口壓力升至7MPa，

14

圖二溢流閥性能試驗原理圖

爾后將被試閥14完好打開，使油泵18的壓力降至最低值。隨后調(diào)治被試閥14的手柄，

從全開至全閉，再從全閉至全開，觀察壓力表12-1、12-2的變化可否平穩(wěn)，觀察調(diào)治所得的

牢固壓力的變化范圍（即最高調(diào)定壓力和最低調(diào)定壓力差值）可否吻合規(guī)定的調(diào)治范圍，并記

入表四。壓力振擺和壓力偏移：在某一壓力下連續(xù)性壓力顛簸范圍稱為壓力振擺值。它是由于泵源的流量脈動和溢流閥芯的振動所引起。當(dāng)被試閥調(diào)至調(diào)壓范圍最高值時，壓力振擺應(yīng)不高出規(guī)定值（±0.2），且一分鐘內(nèi)壓力偏移值不高出規(guī)定值（±0.2）。并記入表四。MPaMPa2．卸荷壓力和壓力損失卸荷壓力：被試閥在額定壓力下,當(dāng)其遠程控制口直接與油箱接通時,此時經(jīng)過試驗流量的壓力損失稱為卸荷壓力。該被試閥的卸荷壓力應(yīng)不高出規(guī)定值（±0.2MPa）。并記入表四。壓力損失：調(diào)接被試閥的調(diào)壓手柄至全開地址，使調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量為零。經(jīng)過試驗流量下，測出其出入口壓力差即為壓力損失。該被試閥的卸荷壓力應(yīng)不高出規(guī)定值（±0.2）。MPa并記入表四。

溢流閥的啟閉特點測定

溢流閥的啟閉特點是指溢流閥控制的壓力和溢流流量之間的變化特點，包括開啟特點和閉

合特點兩個特點。所測試的被試溢流閥包括直動式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥兩種。

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①先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特點

開啟過程：將溢流閥11的壓力調(diào)至7.0MPa，將被試閥14調(diào)定在所需壓力值（如5MPa），

打開溢流閥11，使經(jīng)過被試閥14的流量為零（觀察流量機）。