液压传动试验指导书剖析.docx
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液压传动试验指导书剖析
实验
液压泵性能测定
§1实验目的
了解液压泵的性能,学会小功率液压泵性能的测定方法。
§2实验内容及方法
液压泵的主要性能有:
额定压力、额定流量、容积效率、机械效率、
总效率、压力振摆值、振动、噪声、温升、寿命等。
常用单级定量叶片液压泵的各项技术性能指标见下表(摘自JB2146—77)
项目
名称
额定压力
2
(kgf/cm)
公称排量
(ml/r)
容积效率
(%
总效率
(%
压力振摆
2
(kgf/cm)
单级疋量叶片泵
63
<10
>80
>65
±2
16
>88
>78
25〜32
>90
>81
40〜125
>92
>81
>160
>93
>82
本次实验主要测定液压泵的效率。
图1-1就是液压泵性能的测定回路,
回路中18号液压元件是一个定量叶片泵,它就是本次实验要测定的液压元件,其额定压力为6.3MPa。
回路中11号液压元件是一个先导式溢流阀,在本次实验中,它作为一个安全阀使用。
也就是在正常实验中它不能溢流,只
有当误操作,系统过载的时候,它才打开,起保护作用。
油泵排出的油液,全部通过10号液压元件节流阀,然后通过流量计,回油箱。
液压泵由原动机输入机械能,将机械能转换成液压能输出,并通过液压控制回路,驱动执行机构动作。
由于泵内有摩擦损失和容积损失,所以泵的输出功率必定小于输入功率。
泵的总效率等于容积效率乘以机械效率。
其计算公式为:
析:
容积效率
液压泵因内泄漏将造成流量的损失,油液粘度愈低,压力愈高,漏损就
愈大。
其损失的大小情况,通常用容积效率来衡量。
容积效率n等于泵的实际流量与理论流量的比,即v=qt。
实际流量,
是泵在某一工况下,单位时间内排出油液的体积,即q=;V。
△V由椭圆齿轮
流量计测定,△t用秒表测定。
泵的理论流量qt,是指泵在没有泄漏的情况下,单位时间内排出油液的体积。
其数值并不是按泵设计的几何参数和运动
参数计算得。
通常是用泵的空载流量作为理论流5。
即以泵在额定转速下,
出油口压力p=o时的实际流量q作为理论流%。
总效率
泵的总效率n还可以表达成陀。
即泵的总效率n等于泵的输出功率p与输入功率Pi之比。
泵的输出功率p,等于流量q与吸压油口压差△p的乘积。
即p=q^p。
因此,泵的输出功率P,可以通过测定泵的流量q和压力p而得到。
泵的输入功率pi,等于泵的角速度3与输入转矩T的乘积,即pi=3.T。
因此,泵的输入功率Pi,可以通过测定泵的角速度3和输入转矩T而得到。
角速度3通过测定泵的转速获得,输入转矩T通过电机平
衡装置测。
机械效率
n
泵的机械效率nm,等于总效率n除以容积效率n,即卩v。
§3实验步骤(参考)
使电磁阀17处于中位,电磁阀13处于常态(0位),启动液压泵18,关闭节流阀10,调节溢流阀11,使系统的压力高于被测试泵额定压力10%
左右(本实验为70kg/cm2)其压力值由压力表12-1读出。
然后调节节流阀10的开度,使泵的输出压力分别为0kgf/cm2、9kgf/cm2、18kgf/cm2
63kgf/cm2。
测出每一对应压力下泵的流量、转速和输入转矩。
(流量用椭
圆齿轮流量计与秒表测定,转速用手持式机械转速表测定,输入转矩用电机
平衡装置测定)将测试数据,分别填在记录表格中a栏和b栏内。
注意:
节流阀每次调节后,需运转1-2分钟,再测定有关数据。
压力表
(12-1)
流量计
图1-1液压泵性能测定回路
500nm
G
图1-2电机平衡转矩测定机构
数据、序.号
测试丙容
1
2
3
4
5
6
7
8
备注
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
1
2
测试压力p(kgf/cm)
2
泵输出油液容积△v(升)
对应△V所需时间△t
3
泵的转速n(r/min)
砝码重量G(kgf)
输入转矩T(kgf.m)
4
泵的输出功率P(kw)
5
泵的输入功率Pi(kw)
6
泵的总效率n(%)
7
泵的容积效率nv(%)
8
泵的机械效率nm(%)
实验条件:
油温
§4实验报告
根据q=fi(p)、Pt=f2(p)、n=“i(P)、nm=22(p)和n=“(P),用直角坐标纸绘制特性曲线,并分析被试泵的性能。
§5思考题
1.实验油路中溢流阀起什么作用?
2.实验系统中节流阀为什么能够对被试泵进行加载(可用流量公式q=K.A.
△pm进行分析)。
3.从液压泵的效率曲线中可得到什么启发?
(如合理选择泵的功率,泵的合理使用区间等方面)。
q(pin
O
图1-3
p(压力)
10
图2-1溢流阀性能测定回路
实验二溢流阀静态性能测定
§1实验目的和要求
深入理解溢流阀稳定工作时的静态特征,着重测试溢流阀静态特征中的调压范围、压力稳定性、卸荷压力、压力损失和启闭特性,根据测试结果,对被试阀的静态特性作适当的分析。
通过实验,学会溢流阀静态性能的测试方法,学会本实验所用仪器和设备的使用方法。
§2实验内容
本次实验是测定溢流阀的静态性能。
实验回路如图2-1所示。
回路中的
14号液压元件是一个外控溢流阀。
它就是本次实验中的被测试元件。
它的
额定压力是63kgf/cm2。
17
溢流阀的静态性能指标
一、调压范围及压力稳定性
1.调压范围应能达到规定的调压范围(5-63kgf/cm2),并且压力上升与
下降应平稳,不得有尖叫声。
2.压力振摆值在调压范围最高值时的压力振摆(在稳定状态下调定压力
2
的波动值),当压力表不装阻尼时,应不超过土2kgf/cm。
3.压力偏移值在调压范围最高值时压力偏移值,一分钟内应不超过土
2
2kgf/cm
二、卸荷压力及压力损失
1.压力损失当被试阀的调压手柄调至全开位置,在实验流量下,被试阀
进出油口的压力差即为压力损失。
其值应不超过4kgf/cm2。
2.卸荷压力当被试阀的远程控制口与油箱直通,阀体在卸荷状态,且通
过被试阀的流量为试验流量时的压力损失,称为卸荷压力。
(本实验中可
用二位二通电磁换向阀16,使被试阀14处于卸荷状态)。
卸荷压力应不
2
超过土2kgf/cm。
三、启闭特性
1.开启压力:
被试阀调至调压范围最高值。
系统供油量为试验流量时,调节
系统压力逐渐上升,当通过被试阀的溢流量为试验流量1%寸,系统压力
值被称为被试阀的开启压力。
压力级为63kgf/cm2的溢流阀,规定闭合压
2
力不小于53kgf/cm(即额定压力的85%。
2•闭合压力:
被试阀调至调压范围最高值。
系统供油量为试验流量时,调节系统压力逐渐下降,当通过被试阀的溢流量为试验流量1%寸,系统压力
值称为被试阀的闭合压力。
压力级为63kgf/cm2的溢流阀,规定闭合压力
2
不小于50kgf/cm(即额定压力的80%。
溢流阀出厂试验技术指标(摘自JB2135—77)见下表
额定压力(kgf/cm2)
63
额定流量(l/min)
10
25
63
100
160
试验流量(l/min)
10
25
63
100
160
调压范围(kgf/cm2)
5〜63
压力振摆(kgf/cm2)
±2
压力偏移(kgf/cm2)
±2
内泄漏量(ml/min)
4075100
卸荷压力(kgf/cm2)
2
压力损失(kgf/cm2)
4
启闭
特性
开启压力(kgf/cm2)
53
闭合压力(kgf/cm2)
50
溢流量(l/min)
0.10.250.631.01.6
§3实验方案及操作步骤(参考)
一、系统准备
调节节流阀10,使其处于关闭状态;三位四通电磁换向阀17,处于中
位;被试阀14完全关闭;两位三通换向阀13、15处于常态;起动油泵18。
二、调压范围及压力稳定性测定
1•调节溢流阀11,使系统压力比被试阀14的额定压力高10%左右,即为
70kgf/cm2左右(其值由压力表P12-1测出)一一然后使两位三通换向阀13
通电。
2•调节被试阀14,使其进口压力为63kgf/cm(其值由压力表P12-2测出)一—调节溢流阀14的调压手柄从全开至全闭,再从全闭至全开,通过压力表P12-2,观察压力上升与下降的情况:
如是否均匀;有否突变或滞后等现象,并测量调压范围,反复试验不少于3次。
3•压力稳定性调节被试阀14,使其在调压范围内取5个压力值(其中包括
调压范围最高值63kgf/cm2),测量对应压力的压力振摆值(用压力表P12-2测量),并找出最大压力振摆值。
2
4•调节被试阀14至调压范围最高值63kgf/cm(其值由压力表P12-2读出),测量一分钟内的压力偏移值。
三、压力损失及卸荷压力
1.压力损失
在试验流量下,调节被试阀14的调压手柄至全开位置,用压力表P12-2
测量压力损失值。
2.卸荷压力:
调被试阀14至调压范围最高值63kgf/cm2,将二位二通电磁换向阀16通电,使被试阀14远程控制口接油箱,用压力表P12-2读出卸荷压力值。
注意事项:
当被试阀14压力调好后,应将P12-2的压力表开关转至0位,待16通电后,再将其转至压力接点12-2,读取卸荷压力值。
这样可以保护压力表不被打坏。
四、启闭特性
关闭溢流阀11,调节被试阀14至调压范围最高值63kgf/cm2,测量此时通过被试阀14的流量(此流量即为试验流量)。
1.调节溢流阀11,使系统分8-12级逐渐降压,测量各级压力下,被试阀相
应的流量(被试阀溢流量较大时,通过流量计测定油液容积变化量「V,
溢流量较小时用量杯测定油液容积变化量3,时间用秒表计量。
),直到
被试阀14的溢流量减少到试验流量的1%,此时的压力表P12-2的读数
值,便是闭合压力。
(一般情况很难刚好测得试验流量的1%值,实际测试
中只要测得接近并小于试验流量的1%即可。
然后用内插法求得闭合压
力)。
再继续分级逐渐降压,记录下相应的压力和溢流量,直到被试阀14
停止溢流为止。
此时泵的全部供油量从溢流阀11溢出。
(实际测试中,只
要测到液流从油管中排出时已不呈线流即可)
2.反向调节溢流阀11,使系统分级逐渐升压,从被试阀的液流呈线状起,
开始测量流量,并记录各级压力和流量值,当被试阀14的溢流量达到试
验流量1%时,压力表P12-2的读数,即为开启压力。
再继续调节溢流阀
2
11,分8-12级升压,一直升至被试阀14的调压范围最高值63kgf/cm,
记下各级相应的压力与溢流量。
说明:
试验中也可先测开启特性,再测闭合特性。
注意事项:
在实验过程中,应边测试边计算被试阀的流量,及时掌握流量
的变化情况。
将被试阀调至调压范围最高值63kgf/cm2,且系统供油量为试验流量,将系统压力调至被试阀规定的(最小)开启压力和闭合压力,分别测出这时通过被试阀的溢流量,其值不得大于通过该阀试验流量的1%。
操作步骤
如下:
1.调节溢流阀11,使系统分8-12级逐渐降压,测量各级压力下被试阀相应的溢流量,直到压力降至被试阀14的规定最小闭合压力(50kgf/cm2)时,测量通过被试阀14的溢流量。
再继续调节溢流阀11,分级逐渐降压,测量相应的溢流量,直到被试阀停止溢流为止。
2.反向调节溢流阀11,使系统分级逐渐升压,从被试阀14的溢流呈线状起,开始测量流量,并记录各级压力和流量值,当压力升至被试阀的最小开启压力(53kgf/cm2)时,测量通过被试阀14的溢流量。
再继续分8-12级逐渐升压,直到被试阀的调压范围最高值63kgf/cm2,测量各级压力对应
的流量。
§4实验报告
1.根据开启过程与闭合过程的测试数据,绘制被试阀的启闭特性曲线。
2.根据整理好的静态特性数据及曲线,对被试阀的静态特性作适当分析。
3.思考题
(1)溢流阀静态试验技术指标中,为什么规定的开启压力大于闭合压力?
(2)溢流阀的启闭特性,有何意义?
启闭特性好与坏对使用性能有何影响?
(如调压范围、稳压、系统的压力波动等方面)。
实验二
记录表格
实验条件:
油温
数据、序号
项目〜
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
备注
调压范围(kgf/cm2)
压力稳定性
压力振摆(kgf/cm2)
压力偏移(kgf/cm2)
卸荷压力(kgf/cm2)
压力损失(kgf/cm2)
启闭特性
闭合过程
压力(kgf/cm2)
△v(ml)
△t(s)
溢流量qgx60(ml/min)
开启过程
压力(kgf/cm2)
△v(ml)
△t(s)
溢流量q£x60(ml/min)
实验结果闭合压力kgf/cm2开启压力kgf/cm2
实验三基本回路实验
§I节流回路(节流调速及加载工作原理)
、实验目的
了解液体流经节流阀时,流量、节流口通流面积和节流阀前后压差之间的关系(q=K・A•厶pm)。
加深理解节流调速与节流加载的工作原理。
、实验内容及原理
节流实验回路如图3-1所示。
本实验根据30号液压元件节流阀的工作原理进行,实验中主要由限压式变量泵供油。
图3-1节流回路
1•节流加载:
由公式q=K・A八pm可知,当q保持不变时,改变节流口通流面积A的大小,必然会引起节流口前后压差厶p的变化。
在实验回路中节流口前后压差「巾=P8-p2。
若此时背压阀4处于全开状态,则
P20,PP8。
而P8是工作油泵的出口压力。
因此得出结论:
当通过节流阀30的流量保持不变时,改变节流阀30开口的大小,将会引起工作油泵负荷的变化。
此时节流阀30就相当于一个负载。
这就是节流加载
的工作原理。
注意:
要保证此项实验的前提一一通过节流阀30的流量不变,首先必须保证工作油泵的流量不变;其次,通过溢流阀3的流量也不能发生变化。
2•节流调速:
由公式q=K・A・:
pm可知,当节流口前后压差.:
p保持不变时,改变节流口通流面积A的大小,必然会引起通过节流口流量q的变
化。
在实验回路中,若节流阀30的进口压力p8和出口压力p2保持不变,其前后压差二pg-P2就保持不变。
在此前提下,改变30号阀开口的
大小,则通过它的流量将发生变化。
若此时在节流阀30的后面接有一个
执行元件。
则执行元件,所获得的压力不变,但是流量发生了变化,因此其运动速度将发生变化。
此时节流阀30就相当于一个调速阀。
这就是节
流调速的工作原理。
注意:
要保证此项实验的前提一一节流阀30的前后压差厶p二pg-P2不变,就必须使溢流阀3和背压阀4始终处于正常溢流状态。
3.压差对流量的影响:
由公式q=K八pm可知,当通流面积A不变时,
若改变压差.巾,则通过节流口的流量q将发生变化。
在实验回路中,若使节流阀30的开口保持不变,设法改变其前后压差.p=p^-p2,则通
过节流阀30的流量必然发生变化。
4.流量对压差的影响:
由公式q=K八pm可知,当通流面积A不变时,若改变通过节流口的流量q,则压差「巾将发生变化。
在实验回路中,若使节流阀30的开口保持不变,设法改变通过节流阀30的流量q,则其前后压差“p二p8-p2必然发生变化。
三、实验步骤
1.制定实验方案分析3-1所示的实验回路,按照上述实验内容及原理,制
定出合理的实验方案。
2.实验操作按照既定方案,逐项进行实验,测定相关数据。
四、实验数据
实验数据记录表
实验
项目
次
数
节流阀
前压力
2
p8(kgf/cm)
节流阀
后压力
2
p2(kgf/cm)
节流阀前
后压差
也p=p8-P2
2(kgf/cm)
通过节流阀的
流量q(l/min)
节流
加载
1
2
3
节流
调速
1
2
3
Ap对q
的影响
1
2
3
q对心p
的影响
1
2
五、思考题
1•节流加载实验中,溢流阀3起什么作用?
如何得知此为节流加载,试用公
式说明。
2•节流调速实验中,溢流阀3起什么作用?
串联在系统中的节流阀实现调速
的条件是什么?
附:
参考方案及操作步骤
(一)•开机准备
1).回路转换开关旋至I位,使节流回路示教板灯亮;
2).节流开关旋至0位,使1T断电;
3).压力表开关35旋至p2,37旋至p8;
4).旋紧溢流阀5的调压手柄;
5).松开溢流阀3和背压阀4的调压手柄;
6).接通流量计开关;
7).启动油泵II;
2
8).调溢流阀3,使p8=40kgf/cm;
9).节流开关旋至I位(使1T接通);
(二).实验操作
1.节流加载(在上面调定基础上,按下面步骤进行)
1).
调节流阀
30,
2
使p8=24kgf/cm,
---记录:
p8、p2、q;
2).
调节流阀
30,
2
使p8=22kgf/cm,
---记录:
p8、p2、q;
3).
调节流阀
30,
2
使p8=20kgf/cm,
---记录:
p8、p2、q;
2.节流调速(在上面操作的基础上,继续下列操作)22
1).调节流阀30,使p8=20kgf/cm2,调背压阀4,使p2=5kgf/cm2,
调溢流阀3,使p8=20kgf/cm2,(注意观察,液流计26应有油液回油箱)记录:
p8、p2、q;
2).调节流阀30,使手柄逆时针旋转2格(节流开口减小),调
背压阀4,使p2=5kgf/cm2,调溢流阀3,使p8=20kgf/cm2,(若
p8未升高,则不必再调为・)记录:
p8、p2、q;
3).调节流阀30,使手柄逆时针再旋转2格(节流开口再次减小),
22
调背压阀4,使p2=5kgf/cm2,调溢流阀3,使p8=20kgf/cm2,
(若p8未升高,则不必再调为・)记录:
P8、p2、q;
3.压差对流量的影响
1).关闭节流阀30调溢流阀3,使p8=40kgf/cm2调背压阀4,
使手柄完全松开调节流阀30,使p8=24kgf/cm2调背压
22
阀4,使p2=5kgf/cm2调溢流阀3,使p8=24kgf/cm2(注意观察,
液流计26应有油液回油箱)
-记录:
p8、p2、q;
2
2).调背压阀4,使p2=10kgf/cm2
--记录:
p8、p2、q;
2
3).调背压阀4,使p2=15kgf/cm2
--记录:
p8、p2、q;
4.流量对压差的影响
1).关闭节流阀30调溢流阀3,使p8=40kgf/cm2调背压阀4,
..2
使手柄完全松开
调节流阀30、背压阀4,使p8=10kgf/cm、
p2=5kgf/cm(注意,节流阀30、背压阀4需配合调节)
记录:
p8、p2、q;
2).启动油泵I(双泵供油)记录:
P8、p2、q;
§n调压及卸荷回路
一、实验目的
熟悉液压系统的调压卸荷及远程调压的方法和回路的组成。
二、实验内容
i•直接调压;
2•远程调压;
3.卸荷。
三、实验油路实验回路如图3-2所示。
图3-2卸荷回路
四、实验步骤
回路转换开关旋至川位,调压及卸荷回路示教板灯亮,压力表开关35接
至p1位。
1•直接调压,溢流阀3调压手柄旋紧,调压开关旋至I位,启动泵I,直接用溢流阀3调压,由小到大,再由大到小,反复三次,最大压力至
2
p1=80kgf/cm。
2.远程调压,启动泵I,溢流阀5调至40kgf/cm2,调压开关旋至n位(接通1ZT),逐渐放松远程调压阀9的调压手柄,注意观察压力表读数》,
当阀9的调压手柄旋松到某一位置后,压力表读数从原来的调定值开始下降,调压手柄越松,p1值越低。
3•卸荷,调压开关旋至川位(接通2ZT),溢流阀5的远控油路直通油箱,
压力表读数p1降至最小,油路卸荷。
五、思考题:
实验油路中溢流阀3和溢流阀5的调整压力应
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