液壓傳動與控制實(shí)驗(yàn)報告

1、液壓傳動與控制實(shí)驗(yàn)報告液壓傳動與控制實(shí)驗(yàn)報告機(jī)械工程及自動化學(xué)院380731班 張濤38071122液阻特性實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證油液經(jīng)細(xì)長孔、薄壁孔時的液阻特性指數(shù)是否符合理論值；2、通過實(shí)驗(yàn)獲得感性認(rèn)識，建立對于理論分析所獲結(jié)論的信心，進(jìn)而了解到油液流經(jīng)任何形式的液阻都有符合理論值的液阻特性指數(shù)。深入地理解液阻特性，合理設(shè)計(jì)液壓傳動系統(tǒng)，對于提高系統(tǒng)效率、避免溫升有著重要意義。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及說明實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是：測定細(xì)長孔、薄壁孔的液阻特性，繪制壓力流量曲線。說明如下：油液流經(jīng)被測液阻時產(chǎn)生的壓力損失和流量之間有著如下關(guān)系：式中： 液阻特性指數(shù)； 液阻兩端壓差 R 液阻，與通流面積、形狀及油

2、液性質(zhì)和流態(tài)有關(guān)細(xì)長孔：L = 285 mm，d = 2 mm薄壁孔：L = 0.3 mm，d = 2.6 mm，L d/2分別令被測液阻通過流量為2 L/min，3 L/min，或其它數(shù)值，測得相應(yīng)的壓差，理論計(jì)算和簡單的推導(dǎo)過程如下：， ， ，等式兩邊同時取對數(shù)：， 則有：三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理圖及實(shí)現(xiàn)方法1、所需的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示：圖1 液阻特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理圖 這個系統(tǒng)需要在具體的實(shí)驗(yàn)平臺上實(shí)現(xiàn)。2、實(shí)驗(yàn)平臺簡介 實(shí)驗(yàn)平臺是一套多功能液壓實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，圖2所示為薄壁孔液阻特性實(shí)驗(yàn)所用的液壓實(shí)驗(yàn)平臺照片，圖中橙色細(xì)管部分為被測薄壁孔液阻裝置，兩端的壓力表用于測量液阻兩端壓差。圖3為該平臺液壓系統(tǒng)原

3、理圖照片，要實(shí)現(xiàn)薄壁孔液阻特性實(shí)驗(yàn)，需要調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)平臺面板上的一系列開關(guān)，本實(shí)驗(yàn)用液壓泵2，打開針閥開關(guān)8（逆時針旋轉(zhuǎn)至極限位置），關(guān)閉針閥開關(guān)9、10（順時針旋轉(zhuǎn)至極限位置）即可，用調(diào)速閥5進(jìn)行調(diào)速，順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)速閥手柄，流量增加，溢流閥3用于調(diào)定系統(tǒng)壓力，瞬時針旋轉(zhuǎn)溢流閥手柄，壓力增加。圖4為細(xì)長管液阻實(shí)驗(yàn)所用的液壓實(shí)驗(yàn)平臺。橙色細(xì)管部分為被測細(xì)長管液阻裝置，同樣安裝了兩塊壓力表，用來測液阻兩端壓差。圖5所示為該平臺液壓系統(tǒng)原理圖，要實(shí)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，同樣需要調(diào)整一些開關(guān)。本實(shí)驗(yàn)用液壓泵1，打開開關(guān)9，關(guān)閉開關(guān)10即可。用調(diào)速閥7調(diào)節(jié)流量，用法如上述，溢流閥5用于調(diào)定系統(tǒng)壓力，用法如上述。圖2

4、 薄壁孔液阻實(shí)驗(yàn)所用實(shí)驗(yàn)平臺圖3 薄壁孔液阻實(shí)驗(yàn)所用實(shí)驗(yàn)平臺液壓原理圖圖4 細(xì)長孔液阻實(shí)驗(yàn)所用實(shí)驗(yàn)平臺局部照片圖4 細(xì)長孔液阻實(shí)驗(yàn)所用實(shí)驗(yàn)平臺液壓原理圖四、 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1、 啟動油泵，用溢流閥調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)壓力，使P1讀數(shù)為34MPa；2、 用調(diào)速閥調(diào)節(jié)被測液阻的流量，其值在1L/min4L/min范圍內(nèi)，油液溫度在2026之間。流量的調(diào)節(jié)需要調(diào)速閥與溢流閥配合進(jìn)行，為操作簡便計(jì)，往往溢流閥的設(shè)定值較高，在調(diào)速閥調(diào)節(jié)流量過程中，不再調(diào)節(jié)溢流閥，而使泵出口壓力保持基本恒定。壓力值通過壓力表讀取，至于流量，需要在浮子流量計(jì)上讀取金屬浮子上邊沿對應(yīng)的透明殼體上的刻度，代入“流量計(jì)標(biāo)定曲線”后獲得單位為

5、L/min的流量值。流量計(jì)照片如圖6所示，圖7所示為其中一臺流量計(jì)的標(biāo)定曲線和數(shù)表。圖6 流量計(jì)照片圖7 薄壁孔實(shí)驗(yàn)用流量計(jì)標(biāo)定圖表3、 調(diào)節(jié)流量值，測得相應(yīng)的壓差，可以用描點(diǎn)法畫壓力流量曲線，取其中兩套數(shù)值，代入公式，即可計(jì)算出被測液阻的液阻系數(shù)。細(xì)長孔實(shí)驗(yàn)：，實(shí)驗(yàn)數(shù)值應(yīng)接近此值；薄壁孔實(shí)驗(yàn)：，實(shí)驗(yàn)數(shù)值應(yīng)接近此值；以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的幾何意義是：細(xì)長孔逐點(diǎn)測得的曲線接近直線，薄壁孔逐點(diǎn)測得的曲線接近拋物線。由于流量計(jì)標(biāo)定是在油液溫度24條件下進(jìn)行的，為保證實(shí)驗(yàn)數(shù)值的準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)盡量保證油液溫度接近24。五、 實(shí)驗(yàn)要求1、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的、，驗(yàn)算出被測液阻的液阻特性指數(shù)；2、 獲得一批、實(shí)驗(yàn)數(shù)值，

6、用描點(diǎn)法繪制曲線，由曲線形狀判斷被測液阻的性質(zhì)。3、 分析實(shí)驗(yàn)值和理論值誤差產(chǎn)生的原因。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄處理1、原始數(shù)據(jù)記錄流量(L/min)進(jìn)口壓力P2（MPa)出口壓P3（MPa）壓差（MPa）1細(xì)長孔10.540.07250.467520.840.120.7231.310.1951.11541.80.2751.5252薄壁孔10.100.0350.06520.320.060.2630.680.090.5941.260.1251.1352、驗(yàn)算被測液阻的液阻特性指數(shù)考慮到實(shí)驗(yàn)過程中的誤差，計(jì)算采用采集的多組數(shù)據(jù)兩兩組合然后求平均值的方法，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確度。（1）、細(xì)長孔液阻特性指數(shù)計(jì)算

7、 由以上六個數(shù)據(jù)求平均值得：（2）、薄壁孔液阻特性指數(shù)計(jì)算 由以上六個數(shù)據(jù)求平均值得：3、繪制曲線（1）、細(xì)長孔曲線由曲線可以看出細(xì)長孔的曲線近似為一條直線，這說明油液流經(jīng)細(xì)長孔時候產(chǎn)生的壓力損失和流量之間近似有著正比的關(guān)系。（2）、薄壁孔曲線由曲線可以看出，由曲線可以看出薄壁孔的曲線近似為一條過零點(diǎn)的拋物線，這說明油液流經(jīng)細(xì)長孔時候產(chǎn)生的壓力損失和流量之間近似二次關(guān)系。4、 分析實(shí)驗(yàn)值和理論值誤差產(chǎn)生的原因在細(xì)長孔試驗(yàn)中，其理論值為，實(shí)際測量值為，實(shí)驗(yàn)誤差為7.3%在薄壁孔試驗(yàn)中，其理論值為，實(shí)際測量值為，實(shí)驗(yàn)誤差為4.1%在實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生誤差的原因如下：1、 實(shí)驗(yàn)儀器本身存在的缺陷。2、

8、流量計(jì)標(biāo)定是在油液溫度24條件下進(jìn)行的，在試驗(yàn)的過程中由于油泵本身工作產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致油液溫度偏離24。3、 讀數(shù)時引入的讀數(shù)誤差。液壓泵實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庖簤罕玫闹饕阅埽莆找簤罕玫膶?shí)驗(yàn)原理及測試方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測試定量葉片泵和限壓式變量泵的壓力流量特性，并繪出其特性曲線，計(jì)算出該泵在額定壓力下的容積效率（一點(diǎn)）。三、實(shí)驗(yàn)原理圖圖1 定量泵實(shí)驗(yàn)原理圖圖2 變量泵實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1、定量泵實(shí)驗(yàn)（中間實(shí)驗(yàn)臺）：（1）、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：開始實(shí)驗(yàn)前逆時針關(guān)閉開關(guān)9、11，順時針打開開關(guān)10。松開溢流閥6和節(jié)流閥8，啟動泵2（定量泵）?？者\(yùn)轉(zhuǎn)約一分鐘；（2）、系統(tǒng)安全壓力設(shè)定：調(diào)節(jié)溢流閥6，配合調(diào)

9、節(jié)節(jié)流閥8，使壓力表P4的讀數(shù)為7MPa，該壓力即為系統(tǒng)安全壓力。（3）、全部松開節(jié)流閥8，卸下壓力，此時壓力表P4的讀數(shù)降至最低點(diǎn)，記下這點(diǎn)的壓力表P4的讀數(shù)P值和流量計(jì)讀數(shù)Q值；（4）、逆時針調(diào)節(jié)節(jié)流閥8，逐步給定量泵加載，每次加1MPa，直到6.3MPa（泵的額定壓力）為止，記錄每次的P值和Q值，并填入下面的表格中。松開節(jié)流閥8和溢流閥6，關(guān)閉泵2。（5）、根據(jù)記錄的P、Q值，用坐標(biāo)紙繪出P-Q特性曲線；（6）、計(jì)算額定壓力下的容積效率和泵的最大輸出功率（額定壓力下的壓力和流量的乘積）。安全注意事項(xiàng)：啟動泵之前，一定要將溢流閥6處于打開狀態(tài)。2、變量泵實(shí)驗(yàn)（左側(cè)實(shí)驗(yàn)臺）（1）、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：

10、開始實(shí)驗(yàn)前逆時針關(guān)閉開關(guān)8、10，順時針打開開關(guān)9。松開溢流閥3和節(jié)流閥4，啟動泵1（變量泵）。空運(yùn)轉(zhuǎn)約一分鐘；（2）、系統(tǒng)安全壓力設(shè)定：調(diào)節(jié)溢流閥3，配合調(diào)節(jié)節(jié)流閥4，使壓力表P1的讀數(shù)為7MPa，該壓力即為系統(tǒng)安全壓力。（3）、全部松開節(jié)流閥4，卸下壓力，此時壓力表P1的讀數(shù)降至最低點(diǎn)，記下這點(diǎn)的壓力表P1的讀數(shù)P值和流量計(jì)讀數(shù)Q值；（4）、逆時針調(diào)節(jié)節(jié)流閥4，逐步給定量泵加載，每次加1MPa，到5MPa，然后每次加載0.2PMPa，直到6.3MPa（泵的額定壓力）為止，記錄每次的P值和Q值，并填入下面的表格中。松開節(jié)流閥4和溢流閥3，關(guān)閉泵1。（5）、根據(jù)記錄的P、Q值，用坐標(biāo)紙繪出P-

11、Q特性曲線；（6）、計(jì)算全流量工作壓力下的容積效率和泵的最大輸出功率（全流量壓力下的壓力和流量的乘積）。安全注意事項(xiàng)：啟動泵之前，一定要將溢流閥3處于打開狀態(tài)。六、 數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、原始數(shù)據(jù)記錄（1）、定量泵實(shí)驗(yàn)記錄表出口壓力P（MPa）1234566.3實(shí)際流量Q實(shí)（m3/h）10.19.89.498.58.28.1實(shí)際流量Q實(shí)（L/min）168.33163.33156.67150141.67136.67135理論流量Q理（m3/h）以系統(tǒng)完全卸壓出口壓力0.3MP時泵的流量10.5m3/h為理論值容積效率V0.96190.93330.89520.85710.80950.7810

12、0.7714泵輸出功率（kw）2.80555.44437.83351011.805813.66714.715（2）、變量泵實(shí)驗(yàn)記錄表出口壓力P（MPa）123455.25.45.65.86.06.26.3實(shí)際流量Q實(shí)（m3/h）14.7714.0813.3912.7311.698.884.912.961.880.910.130實(shí)際流量Q實(shí)（L/min）246.17234.67223.17212.17194.83148.0081.8349.3331.3315.172.170.00理論流量Q理（m3/h）以系統(tǒng)完全卸壓出口壓力0.88MP時泵的流量14.86m3/h為理論流量容積效率V0.9939

13、0.94750.90110.85670.78670.59760.33040.19920.12650.06120.00870.0000泵輸出功率（kw）4.107.8211.1614.1416.2412.837.364.603.031.520.220.002、繪制壓力流量曲線根據(jù)所測得的P、Q值畫出泵的流量、容積效率、輸出功率與壓力的關(guān)系曲線，并進(jìn)行對比。（1）、定量泵的壓力流量曲線、容積效率曲線和輸出功率曲線三者的對比（2）、變量泵的壓力流量曲線、容積效率曲線和輸出功率曲線三者的對比3、實(shí)驗(yàn)分析1、液壓泵容積效率大小反映泵的什么性能？答：容積效率指的是泵的實(shí)際流量和理論流量的比值，泵的輸出壓力

14、越高，泵的容積效率就越低，因此容積效率反映的是泵的泄露情況，就是說對于同一個泵而言，容積效率越高，泵的泄露量就越小，容積效率越低，泵的泄露量就越大，當(dāng)容積效率為1時，就是理想的沒有泄露的情況。2、影響液壓泵容積效率的因素有哪些？答：根據(jù)容積效率的定義：可以知道，泵的容積效率與輸出壓力、泄露系數(shù)、泵的排量、轉(zhuǎn)速有關(guān)，泵的輸出壓力越高、泄露系數(shù)越大、泵的排量越小、轉(zhuǎn)速越低，則泵的容積效率越低。3、為什么變量泵加載到一定壓力，流量會急劇變化，試用變量泵的工作原理說明之。答：隨著輸出壓力的增加，剛開始時油壓的反饋?zhàn)饔昧π∮趶椈傻念A(yù)緊力，泵的偏心距初始為最大值，泵的流量也是最大值，并基本上也不變，其流量

15、壓力曲線接近于水平，只不過壓力增加，泵的泄露增加，因此流量壓力曲線初始時略有下降；當(dāng)油壓的反饋?zhàn)饔昧Φ扔趶椈傻念A(yù)緊力時，彈簧扁處于臨界平衡狀態(tài)，這就是流量壓力曲線的拐點(diǎn)處，當(dāng)油壓的反饋?zhàn)饔昧Υ笥趶椈傻念A(yù)緊力時，泵的偏心距減小，泵的流量也減少，這時候壓力也很高，因此泄露也增加，于是便出現(xiàn)了流量壓力曲線上邊流量急劇變化的情況。節(jié)流調(diào)速實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測量調(diào)速閥、節(jié)流閥的速度負(fù)載特性。2、加深對進(jìn)口節(jié)流、出口節(jié)流調(diào)速回路的認(rèn)識。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括調(diào)速閥調(diào)速特性和節(jié)流閥調(diào)速特性：1、測定液壓缸進(jìn)口節(jié)流調(diào)速閥和出口節(jié)流節(jié)流閥各自的速度負(fù)載特性。2、了解靜態(tài)液壓加載方法（差動加載）和光電開關(guān)測速方法。三

16、、實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟（左側(cè)實(shí)驗(yàn)平臺）1、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備（1）、關(guān)閉開關(guān)7、9、10和節(jié)流閥4。（2）、松開溢流閥3、6，調(diào)速閥14、15（順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕到極限位置）。啟動液壓泵1、泵2。（3）、調(diào)節(jié)溢流閥6，使壓力表P3的讀數(shù)為2MPa。將溢流閥5完全打開，使得壓力表P2的讀數(shù)為最低。（4）、撥動轉(zhuǎn)向閥16開關(guān)，使工作缸往復(fù)運(yùn)動數(shù)次以排出工作缸內(nèi)空氣。2、進(jìn)口調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速實(shí)驗(yàn)（1）、保持節(jié)流閥15開口為最大狀態(tài)，調(diào)節(jié)調(diào)速閥14的開口，撥動電磁換向閥16的開關(guān)，使工作缸運(yùn)動，當(dāng)光電計(jì)數(shù)器顯示值大約為120時，該狀態(tài)即為調(diào)速閥的固定開口狀態(tài)。（2）、撥動換向閥16的開關(guān)，使工作缸工作，在運(yùn)

17、動過程中讀出壓力表P3、P6的數(shù)值，運(yùn)動停止后記下光電讀數(shù)器的讀數(shù)，該讀數(shù)除以50即為負(fù)載為零時工作缸運(yùn)動100mm所用時間，據(jù)此得到運(yùn)動速度。（3）、撥動換向閥16開關(guān)，使工作缸回程。調(diào)節(jié)溢流閥5，使壓力表P2的讀數(shù)為適當(dāng)值（如0.5MPa），記錄該載荷下工作缸運(yùn)動過程中的壓力表P6、P7值，運(yùn)動停止后記錄時間。（4）、重復(fù)步驟3的操作，逐漸增加負(fù)載壓力，直到工作缸不能移動為止。（5）、松開溢流閥3，使壓力表P2讀數(shù)降為最小值。（6）、整理紀(jì)錄值，繪出進(jìn)口調(diào)速閥的速度負(fù)載特性曲線。3、出口節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速實(shí)驗(yàn)（1）、將調(diào)速閥14完全松開，調(diào)節(jié)節(jié)流閥15的開口，使光電計(jì)數(shù)器的讀數(shù)大約為120。（

18、2）、重復(fù)進(jìn)口節(jié)流調(diào)速實(shí)驗(yàn)的2、3、4、5步驟，實(shí)驗(yàn)中記錄壓力表P8、P2壓力值和光電計(jì)數(shù)器的讀數(shù)。（3）、整理紀(jì)錄值，繪出出口調(diào)速閥的速度負(fù)載特性曲線。五、數(shù)據(jù)記載、處理與曲線繪制1、原始數(shù)據(jù)記載及初步處理（1）、進(jìn)口調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速實(shí)驗(yàn)光電讀數(shù)器讀數(shù)所用時間/s速度/(mm/s)0.500.41202.441.671.000.61222.4440.981.500.81262.5239.682.000.91312.6238.172.501.11673.3429.943.001.32224.4422.523.101.372394.7820.923.201.42635.2619.013.301.412965.9216.893.401.423707.413.513.503.60（2）、出口調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速實(shí)驗(yàn)光電讀數(shù)器讀數(shù)所用時間/s速度/(mm/s)0.51.501252.540.001.01.321362.7236.761.51.221553.132.262.00.901803.627.782.50.752204.422.732.70.602645.2818.942.90.543146.2815.923.00.523647.2813.743.10.