山东农业大学：机械工程实验教学中心《液压传动与气动》课程实验指导

液压传动与气动实验李光提编衣不山东农业天学机械与电子工程学院

1 液压传动与气动实验 李光提 编 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

实验一泵结构实习（一）（操作性实验1学时）1.目的要求（1）了解叶片泵、齿轮和柱塞泵的构造（2）了解三种泵的工作原理（3）了解三种泵的配流机构（4）了解三种泵的结构及性能特点（5）了解多作内曲线马达的工作原理及性能特点2.实验内容：（1）正确折装、齿轮泵、叶片泵、柱塞泵。（2）认真观察分析零件的结构、主体各部分的作用。（3）认真观察分析多作用内曲线马达的结构，弄清各部分的作用。3.主要实验仪器设备（1）齿轮泵、叶片泵、轴柱塞泵、内曲线马达。（2）搬手、内六角搬手、螺丝刀等。4、实验报告通过对叶片泵、齿轮和柱塞泵的拆装，学生自行分析以下问题齿轮泵：V（1）组成齿轮泵的各个密封工作空间指的是哪一部分？它们是由哪几个零件的表面组成的？（2）齿轮泵的密封工作空间有多少个（设齿数为Z）？（3）油液从吸油腔流至压油腔的油路途径是怎样的？√（4）齿轮泵有没有特殊的配油装置？它是如何完成进、排油的分配的？（5）外啃合齿轮泵中存在几个可能产生泄漏的部位？哪个部分泄漏量较大？泄漏对泵的性能有何影响？就你所知，为减少泄漏，在设计和制造时应采取哪些措施，以保持端面间隙而减少泄漏？（6）如图14，齿轮两端面上的锐槽b为何能减小两端盖上的螺钉拉力？（7）*齿轮泵采用什么措施来减小齿轮轴承上承受的径向液压力?CB-B型齿轮泵的进、出油口为何大小不同？√（8）齿轮泵的困油是如何产生的？困油现象会产生什么后果？如何减少或消除困油现象？叶片泵：2PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn

2 实验一 泵结构实习（一） （操作性实验 1 学时） 1．目的要求 （1）了解叶片泵、齿轮和柱塞泵的构造 （2）了解三种泵的工作原理 （3）了解三种泵的配流机构 （4）了解三种泵的结构及性能特点 （5）了解多作内曲线马达的工作原理及性能特点 2．实验内容： （1）正确折装、齿轮泵、叶片泵、柱塞泵。 （2）认真观察分析零件的结构、主体各部分的作用。 （3）认真观察分析多作用内曲线马达的结构，弄清各部分的作用。 3．主要实验仪器设备 （1）齿轮泵、叶片泵、轴柱塞泵、内曲线马达。（2）搬手、内六角搬手、螺丝刀等。 4、实验报告 通过对叶片泵、齿轮和柱塞泵的拆装，学生自行分析以下问题 齿轮泵： √（1）组成齿轮泵的各个密封工作空间指的是哪一部分 ? 它们是由哪几个零件的表 面组成的 ? （2）齿轮泵的密封工作空间有多少个〈设齿数为 Z 〉 ? （3）油液从吸油腔流至压油腔的油路途径是怎样的 ? √（4）齿轮泵有没有特殊的配油装置 ? 它是如何完成进、排油的分配的 ? （5）外啃合齿轮泵中存在几个可能产生泄漏的部位 ? 哪个部分泄漏量较大 ? 泄漏 对泵的性能有何影响 ? 就你所知 , 为减少泄漏 , 在设计和制造时应采取哪些措 施 , 以保持端面间隙 而减少泄漏 ? （6）如图 14, 齿轮两端面上的锐槽 b 为何能减小两端盖上的螺钉拉力 ? （7）* 齿轮泵采用什么措施来减小齿轮轴承上承受的径向液压力 ?C B-B 型齿轮泵 的进、出油口为何大小不同 ? √（8） 齿轮泵的困油是如何产生的 ? 困油现象会产生什么后果 ? 如何减少或消除 困油现象? 叶片泵： PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

V1、何谓双作用叶片泵？双作用叶片泵的工作原理是什么？2、密封工作空间是由哪几个另件的表面组成的？密封工作空间共有几个？3、定子的内圆表面由哪几种曲终组成？用这几种曲线组成的内表面有何特点？4、转子上有多少个叶片槽？叶片与叶片槽的配合间隙有多大？/5、配流盘除开有通油窗口外，还开有与压油腔相通的环形槽c，试分析环形槽C的作用。6、YB型叶片泵是否产生困油现象？柱塞泵√1、如何改变轴向柱塞泵的排量和液流的流动方向？2、定量轴向柱塞泵是否存在困油现象？实验二液压泵性能实验（一）（综合性实验1学时）1.实验目的要求（1）了解Qes003型液压实验台及其计算机测控系统结构、原理（2）了解液泵负载特性实验的液压回路及其计算机测控、传感器及步进电机的原理及测控线路（3）认真观察分析测试过程和测试结果2.实验内容（1）液压泵的压力、流量特性（2）液压泵的容积效率、机械效率（3）液压泵的总效率3.主要仪器设备（1）QCS003型液压实验台（2）计算机测控系统4、实验原理与方法3PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn

3 √1、何谓双作用叶片泵 ? 双作用叶片泵的工作原理是什么 ? 2、密封工作空间是由哪几个另件的表面组成的 ? 密封工作空间共有几个 ? 3、定子的内圆表面由哪几种曲终组成 ? 用这几种曲线组成的内表面有何特点 ? 4、 转子上有多少个叶片槽 ? 叶片与叶片槽的配合间隙有多大 ? √5、配流盘除开有通油窗口外 , 还开有与压油腔相通的环形槽c, 试分析环形槽 C 的作用。 6、YB 型叶片泵是否产生困油现象 ? 柱塞泵 √1、如何改变轴向柱塞泵的排量和液流的流动方向？ 2、定量轴向柱塞泵是否存在困油现象？ 实验二 液压泵性能实验（一） （综合性实验 1 学时） 1．实验目的要求 （1）了解 Qes003 型液压实验台及其计算机测控系统结构、原理 （2）了解液泵负载特性实验的液压回路及其计算机测控、传感器及步进电机的原理 及测控线路 （3）认真观察分析测试过程和测试结果 2．实验内容 （1）液压泵的压力、流量特性 （2）液压泵的容积效率、机械效率 （3）液压泵的总效率 3．主要仪器设备 （1）QCS003 型液压实验台 （2）计算机测控系统 4、实验原理与方法 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

驱动放大器转换开关数据采集卡液压泵的特性实验系统原理图图中2为被测试液压泵，其结构为单级叶片泵，原动机为交流电动机，并与液压泵采用刚性联轴节相连，联轴节上装有60齿的齿盘。液压泵额定压力为6.3Mpa，它的进油口上装有线隙式滤油器1，出油口上并联有溢流阀5和压力传感器3，被测试液压泵输出的油液经数字节流阀4和椭圆齿轮流量计流回油箱，椭圆齿轮流量计的输出轴上装有48齿的齿盘。采用红外线光电传感器7、6分别测量液压泵的转速和流量，荷重传感器8测量电动机的不平衡力矩，压力传感器3测量系统油液压力，用数字节流阀4对被测试液压泵进行加载。5、实验报告传感器直接测得的参数：系统压力：液压泵的输出流量：液压泵的转速，经过计算得到的参数：转矩、总效率、容积效率和机械效率。在直角坐标系下，将以上参数都画在横坐标是压力的坐标系中就可以得到压力一流量特性曲线：压力一总效率、压力一容积效率曲线、压力一机械效率曲线。Qnnv1mP (MPa)4PDF文件使用”pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn

4 液压泵的特性实验系统原理图 图中 2 为被测试液压泵，其结构为单级叶片泵，原动机为交流电动机，并与液压 泵采用刚性联轴节相连，联轴节上装有 60 齿的齿盘。液压泵额定压力为 6.3Mpa，它 的进油口上装有线隙式滤油器 1，出油口上并联有溢流阀 5 和压力传感器 3，被测试 液压泵输出的油液经数字节流阀 4 和椭圆齿轮流量计流回油箱，椭圆齿轮流量计的输 出轴上装有 48 齿的齿盘。采用红外线光电传感器 7、6 分别测量液压泵的转速和流量， 荷重传感器 8 测量电动机的不平衡力矩，压力传感器 3 测量系统油液压力，用数字节 流阀 4 对被测试液压泵进行加载。 5、实验报告 传感器直接测得的参数：系统压力；液压泵的输出流量；液压泵的转速，经过计 算得到的参数：转矩、总效率、容积效率和机械效率。在直角坐标系下，将以上参数 都画在横坐标是压力的坐标系中就可以得到压力—流量特性曲线；压力—总效率、压 力—容积效率曲线、压力—机械效率曲线。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

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？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。）实验数据记录表参数机械总被试泵压泵的流量泵转速转矩容积次数力效率效率效率L/minkgf.mrpmMPa123456789101112附：液压泵性能实验虚拟测试系统测试结果图5PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn

5 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？ 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。） 实验数据记录表 参数 次数 被试泵压 力 MPa 泵的流量 L/min 泵转速 rpm 转矩 kgf.m 容积 效率 机械 效率 总 效率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 附：液压泵性能实验虚拟测试系统测试结果图 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

液压泵性能实验虚拟测试系统压力一流量特性曲线6.02测试参数采集压容积机域C五次激10.08.06.04.0-2.0.040.0.0.00压力效率（总效率及容积效率）曲线3.510.6500.69E0.65245.530.08.0214527893090.680.850.8008.010.0实验报告山东农业大学实验时间实验者姓名实验者班级08:21:33FM机电学院开发研制王小军01农机105/08/2004指导教师2004年5月停止运行数据保存康老师实验三阀的结构实习（三）（操作实验1学时）1.目的要求（1）了解溢流阀、减压阀、顺序阀、节流阀、调速、方向阀的构造及工作原理。（2）对比分析溢流阀、减压阀、顺序阀的相同点与不同点。（3）对比分析节流阀与调速阀结构及性能及方向阀的结构原理。2.实验内容（1）正确拆装各种阀，了解其构造及工作原理（2）认真观察分析各零件的结构弄清各部分的作用3.主要实验仪器设备（1）供拆装实习的各种阀类（2）拆装工具PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn

6 实验三 阀的结构实习（三） （操作实验 1 学时） 1．目的要求 （1）了解溢流阀、减压阀、顺序阀、节流阀、调速、方向阀的构造及工作原理。 （2）对比分析溢流阀、减压阀、顺序阀的相同点与不同点。 （3）对比分析节流阀与调速阀结构及性能及方向阀的结构原理。 2．实验内容 （1）正确拆装各种阀，了解其构造及工作原理 （2）认真观察分析各零件的结构弄清各部分的作用 3．主要实验仪器设备 （1）供拆装实习的各种阀类 （2）拆装工具 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

4、实验报告通过对各类阀的拆装，学生自行分析以下问题溢流阀：1.试分析直动式和先导式溢流阀的工作原理。2.分析拆装的先导式溢流阀属手儿级同心结构？√3.先导式溢流阀是由哪两部分组成的？导阀和主阀分别是由哪儿个重要零件组成的？分析各零件的作用。√4．何处是先导式溢流阀的调压部分?阻尼小孔起什么作用？5、观察导阀弹簧及平衡弹簧（主阀弹簧）的大小和刚度，并分析如此设计的原因o6、先导式溢流阀的开阀三过程是指的什么？试分析并完成液压油从进口到出口溢流的全过程。7、观察遥控口的位置，分析如何通过此口来实现远程调压和卸荷。减压阀：2.组成先导式减压阀的主要零件是什么？这些元件和先导式溢流阀的类似，在结构上有何异同？V3.减压和调压分别由哪部分完成？4.观察泊流通道，分析人c孔的作用。5.观察阀芯相对于阀体的位置，有否开口量或遮盖量？√6.泄油口的形式是否和溢流阀祖同，为什么？V7.控制主阀芯运动的下腔油压和上腔油压来自进油口还是出油口？为什么流量阀：1、分析一般的单向节流阀的工作原理，分析正向及反向走油时节流阀和单向阀的作用。2、一般的单向节流阀主要用途是什么？3、一般的单向节流阀有什么优缺点。√4、调速阀一般有哪两种阀组成，各自的作用是什么？5、与一股的单向节流阀相比，调速阀有什么优点？实验四 (四)溢流阀性能实验（综合性实验1学时）1.实验目的要求（1）了解Qes003型液压实验台及其计算机测控系统的结构及工作原理（2）解溢流阀启闭特性实验的液压回路及其计算机测控系统及传感器、步进电机的工作原理（3）认真观察分析测试过程和测试结果7PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn

7 4、实验报告 通过对各类阀的拆装，学生自行分析以下问题 溢流阀： 1. 试分析直动式和先导式溢流阀的工作原理。 2. 分析拆装的先导式溢流阀属于几级同心结构? √3. 先导式溢流阀是由哪两部分组成的 ? 导阀和主阀分别是由哪几个重要零件组 成的 ? 分析各零件的作用。 √4. 何处是先导式溢流阀的调压部分?阻尼小孔起什么作用？ 5、观察导阀弹簧及平衡弹簧 ( 主阀弹簧)的大小和刚度 , 并分析如此设计的原因 o 6、先导式溢流阀的开阀三过程是指的什么？试分析并完成液压油从进口到出口溢流 的全过程。 7、观察遥控口的位置 , 分析如何通过此口来实现远程调压和卸荷。 减压阀： 2. 组成先导式减压阀的主要零件是什么 ? 这些元件和先导式溢流阀的类似，在结构 上有何异同 ? √3.减压和调压分别由哪部分完成 ? 4. 观察泊流通道, 分析人c 孔的作用。 5. 观察阀芯相对于阀体的位置, 有否开口量或遮盖量? √6. 泄油口的形式是否和溢流阀祖同，为什么? √7. 控制主阀芯运动的下腔油压和上腔油压来自进油口还是出油口? 为什么 流量阀： 1、分析一般的单向节流阀的工作原理，分析正向及反向走油时节流阀和单向阀的作 用。 2、一般的单向节流阀主要用途是什么？ 3、一般的单向节流阀有什么优缺点。 √4、调速阀一般有哪两种阀组成，各自的作用是什么？ 5、与一般的单向节流阀相比，调速阀有什么优点？ 实验四 溢流阀性能实验 （四） （综合性实验 1 学时） 1．实验目的要求 （1）了解 Qes003 型液压实验台及其计算机测控系统的结构及工作原理 （2）了解溢流阀启闭特性实验的液压回路及其计算机测控系统及传感器、步进电机 的工作原理 （3）认真观察分析测试过程和测试结果 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

2.实验内容（1）观察溢流阀的压力振摆、压力偏移、卸荷压力及工作平稳性（2）测试溢流阀的开启压力与闭合压力（3）测试溢流阀的启闭特性曲线3.主要仪器设备（1）Qes003型液压实验台（2）计算机测控系统4、实验原理与方法参考教材相应内容5、实验报告根据所学知识设计出实现溢流开启与闭合、卸荷以及压力损失的液压系统原理图。根据整理好的静态特性数据及曲线，对被试阀的静态特性做适当分析。实验数据记录表格序号2134568项目调压范围（MPa）压力压力振摆（MPa）稳定压力偏移（MPa）性卸荷压力（MPa）压力损失（MPa）开启压力（MPa)启过闭程溢流量（mL/min）闭特压力（MPa）合过性程溢流量（mL/min）结果闭合压力为：MPa：开启压力为：MPa思考题1、溢流静态试验技术指标中，为何规定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、稳压能力、系统的压力波动等方面）8PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn

8 2．实验内容 （1）观察溢流阀的压力振摆、压力偏移、卸荷压力及工作平稳性 （2）测试溢流阀的开启压力与闭合压力 （3）测试溢流阀的启闭特性曲线 3．主要仪器设备 （1）Qes003 型液压实验台（2）计算机测控系统 4、实验原理与方法 参考教材相应内容 5、实验报告 根据所学知识设计出实现溢流开启与闭合、卸荷以及压力损失的液压系统原理图。根 据整理好的静态特性数据及曲线，对被试阀的静态特性做适当分析。 实验数据记录表格 序 号 项 目 1 2 3 4 5 6 7 8 调压范围（MPa） 压力 压力振摆（MPa） 稳定 性 压力偏移（MPa） 卸荷压力（MPa） 压力损失（MPa） 压力（MPa） 开 启 过 程 溢流量（mL/min） 压力（MPa） 启 闭 特 性 闭 合 过 程 溢流量（mL/min） 结 果 闭合压力为： MPa ；开启压力为： MPa 思考题 1、溢流静态试验技术指标中，为何规定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、稳压能力、系统的压力波动等方面） PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

实验五节流调速性能实验（五）（设计及验证性实验2学时）1：实验目的要求（1）通过对节流阀三种调速回路的实验，得出他们的调速回路特性曲线，并分析比较他们的调速特性（速度一负载特性）。（2）通过对节流阀和调速阀进口节流调速回路的对比实验，分析比较他们的调速特性（速度一负载特性）。2.实验内容（1）了解调速的方法，节流调速回路的组成及工作原理（2）自行设计采用定量泵和节流阀组成的节流调速回路的三种油路图（3）测试采用定量泵和节流阀组成的节流调速回路的速度一一负载特性（4）测试采用定量录和调速阀组成的调速回路的速度一一负载特性3.主要试验仪器设备（1）Qcs003型液压实验台（2）秒表4、实验原理与方法参考教材相应内容实验数据记录表格开口面积负载缸工作压力负载F」活塞缸工作行程时间」工作缸速度节流阀前压力节流阀后压力大中小注：液压缸无杆腔有效面积A1=12.56cm，活塞缸工作行程=25cm9PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn

9 实验五 节流调速性能实验（五） （设计及验证性实验 2 学时） 1．实验目的要求 （1）通过对节流阀三种调速回路的实验，得出他们的调速回路特性曲线，并分析比 较他们的调速特性（速度—负载特性）。 （2）通过对节流阀和调速阀进口节流调速回路的对比实验，分析比较他们的调速特 性（速度—负载特性）。 2．实验内容 （1）了解调速的方法，节流调速回路的组成及工作原理 （2）自行设计采用定量泵和节流阀组成的节流调速回路的三种油路图 （3）测试采用定量泵和节流阀组成的节流调速回路的速度——负载特性 （4）测试采用定量泵和调速阀组成的调速回路的速度——负载特性 3．主要试验仪器设备 （1）Qcs003 型液压实验台（2）秒表 4、实验原理与方法 参考教材相应内容 实验数据记录表格 开口面积 负载缸工作压力 负载FL 活塞缸工作行程 时间 工作缸速度 节流阀前压力 节流阀后压力 大 中 小 注：液压缸无杆腔有效面积 A1=12.56cm 2 , 活塞缸工作行程=25cm PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

5、实验报告根据所学知识设计出进油路节流调速的液压系统原理图。根据实验记录数据，整理好的相关特性数据并绘出相应曲线，对做适当分析。6、思考题(1)采用节流阀的进油路节流调速回路，当节流阀的通流面积变化时，它的速度负载特性如何变化？(2)节流调速回路中，液压缸的最大承载能力各取决于什么参数？(六）（选开）实验六液压回路实验（设计性实验1学时）1目的要求（1）训练学生设计及组合调试液压回路的能力2.实验内容。YJS-2型综合液压实验台可插接组合20余种液压回路，供学生自主设计组合调试3.主要仪器设备XJS-2综合液压实验，高压软管，快速自封接头(七)实验七气动回路实验台（综合性实验2学时）1.目的要求（1）了解气动回路实验台的功能及控制方法（2）了解实验台PLC控制系统及编程。2．实验内容。方向控制回路、速度控制回路、行程控制回路、顺序控制回路等。3.主要实验仪器设备（1）FESTO公司PLC控制气动实验台。10PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn

10 5、实验报告 根据所学知识设计出进油路节流调速的液压系统原理图。根据实验记录数据，整理好 的相关特性数据并绘出相应曲线，对做适当分析。 6、思考题 （1） 采用节流阀的进油路节流调速回路，当节流阀的通流面积变化时，它的速度负 载特性如何变化？ （2） 节流调速回路中，液压缸的最大承载能力各取决于什么参数？ 实验六 液压回路实验 （六）（选开） （设计性实验 1 学时） 1．目的要求 （1）训练学生设计及组合调试液压回路的能力 2．实验内容。YJS-2 型综合液压实验台可插接组合 20 余种液压回路，供学生自主设 计组合调试 3．主要仪器设备 XJS-2 综合液压实验，高压软管，快速自封接头 实验七 气动回路实验台 （七） （综合性实验 2 学时） 1．目的要求 （1）了解气动回路实验台的功能及控制方法 （2）了解实验台 PLC 控制系统及编程。 2．实验内容。方向控制回路、速度控制回路、行程控制回路、顺序控制回路等。 3．主要实验仪器设备 （1）FESTO 公司 PLC 控制气动实验台。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn