液壓傳動實驗

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<液壓與氣壓傳動> 實驗指導(dǎo)書 實驗一 液壓泵性能測試實驗 一、實驗?zāi)康模? 1. 了解液壓泵主要特性(功率特性、效率特性)和測試裝置； 2 掌握液壓泵主要特性測試原理和測試方法 二、測試裝置及實驗原理 1 測試裝置液壓原理圖 1.定量泵驅(qū)動電機,2. 定量葉片泵,3. 定量葉片泵安全閥,4. 節(jié)流閥,5. 壓力傳感器, 6. 流量傳感器。 2 實驗原理 （1）液壓泵的空載性能測試 液壓泵的空載性能測試主要是測試泵的空載排量。 液壓泵的排量是指在不考慮泄漏情況下，泵軸每轉(zhuǎn)排出油液的體積。理論上，排量應(yīng)按泵密封工作腔容積的幾何尺寸精確計算出來；工業(yè)上，以空載排量取而代之?？蛰d排量是指泵在空載壓力（不超過5％額定壓力或0.5MPa的輸出壓力）下泵軸每轉(zhuǎn)排出油液的體積。 測試時，將節(jié)流閥4全關(guān)，溢流閥3調(diào)至高于泵的額定工作壓力，啟動被試液壓泵2，待穩(wěn)定運轉(zhuǎn)后，壓力傳感器5顯示數(shù)值滿足空載壓力要求，測試記錄泵流量q（L/min）和泵軸轉(zhuǎn)速n(r/min)，則泵的空載排量可由下式計算： （） （2）液壓泵的流量特性和功率特性測試 液壓泵的流量特性是指泵的實際流量q隨出口工作壓力p變化特性。 液壓泵的功率特性是指泵軸輸入功率隨出口工作壓力p變化特性。 測試時，將溢流閥3調(diào)至高于泵的額定工作壓力，用節(jié)流閥4給被試液壓泵2由低至高逐點加載。測試時，記錄各點泵出口壓力p、泵流量q（L/min）、電機功率(KW) 和泵軸轉(zhuǎn)速n（r/min），將測試數(shù)據(jù)繪制泵的效率特性曲線和功率特性曲線。 三 液壓泵的效率特性(機械效率、容積效率、總效率) 測試 液壓泵的效率特性是指泵的容積效率、機械效率和總效率隨出口工作壓力p變化特性。 測試時，將溢流閥3調(diào)至高于泵的額定工作壓力，用節(jié)流閥4給被試液壓泵2由低至高逐點加載。測試時，記錄各點泵出口壓力p（MPa）、泵流量q（L/min）、電機輸入功率P(KW)和泵軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。實測的電機效率（）特性數(shù)據(jù)已存入文件，供計算時調(diào)用。 液壓泵的實際排量： （） 液壓泵的容積效率： 液壓泵軸輸入功率： 液壓泵的總效率： 液壓泵的機械效率： 將測試數(shù)據(jù)繪制泵的效率特性曲線。 實驗軟件操作功能 軟件的操作功能：顯示液壓原理圖、測試泵的空載排量、測試泵的基本性能、實驗數(shù)據(jù)表顯示、實驗曲線顯示、實驗報告輸出（HTML格式）、刪除實驗記錄、實驗結(jié)果查詢、電機效率查詢等。 界面示意圖 1.4 實驗步驟 1.空載排量 1）在[測試項目選擇]選擇[測試泵的空載排量]; 2）泵出口連接流量傳感器，使液壓泵處于空載狀態(tài); 3）啟動液壓系統(tǒng),液壓泵轉(zhuǎn)動;液壓泵出口壓力p應(yīng)小于0.5MPa; 4）按[測試項目選擇]中[項目運行]鍵,空載排量的測試值記錄在[空載排量測試結(jié)果顯示]欄內(nèi); 5）一般測試5次,計算其平均值,并填寫在[性能測試操作]的編輯框[空載排量設(shè)定值]內(nèi); 2液壓泵性能測試: 1）在[測試項目選擇]選擇[測試泵的基本性能];根據(jù)泵的工作壓力測試區(qū)間,由小至大設(shè)置若干個測壓點; 2）將節(jié)流閥4全松,使液壓泵處于壓力最小狀態(tài); 3）在[性能測試操作]欄控件編輯框中,填寫[測試次數(shù)]、[測試數(shù)據(jù)文件]、和[空載排量設(shè)定值]; 4）按[測試項目選擇]中[項目運行]鍵,[AD卡]指示燈變?yōu)榫G色,表明測試系統(tǒng)工作正常; 5）按[性能測試操作]中[數(shù)據(jù)記錄]鍵,第一個測試數(shù)據(jù)記錄在[實驗數(shù)據(jù)表]的第一行內(nèi); 6）小心將節(jié)流閥4旋緊一點,使液壓泵工作壓力升至下一個測壓點; 7）—按[性能測試操作]中[數(shù)據(jù)記錄]鍵,下一個測試數(shù)據(jù)記錄在[實驗數(shù)據(jù)表]的下一行內(nèi); 8）重復(fù)(1.4.2.6-1.4.2.7)的操作,直至預(yù)設(shè)的全部測壓點完成測試; *測試操作必須按預(yù)設(shè)的測壓點由小到大進(jìn)行操作; **若想在已設(shè)的數(shù)據(jù)文件名下增加測試數(shù)據(jù),可重復(fù)上面操作; ***若想在已設(shè)的數(shù)據(jù)文件名下刪除某一記錄數(shù)據(jù),可在[實驗數(shù)據(jù)修改]欄中進(jìn)行操作; ****數(shù)據(jù)采集接線說明 1.本實驗使用AD通道4個,DO通道0個; 2. AD起始通道--壓力傳感器 AD起始通道+1--流量傳感器（空載用固定的傳感器） AD起始通道+2—功率傳感器 AD起始通道+3—轉(zhuǎn)速傳感器 3.AD卡共有16個通道可供使用，即1～16，默認(rèn)AD起始通道--1通道 4.DO通道共有8個通道可供使用，設(shè)置必須按2進(jìn)制格式輸入； 如1011 表示：DO1通道輸出為高電位，DO2通道輸出為高電位， DO3通道輸出為低電位，DO4通道輸出為高電位； 5.轉(zhuǎn)速傳感器和功率傳感器按說明書連接好 實驗二 溢流閥性能實驗 一）實驗?zāi)康? 一 了解溢流閥靜態(tài)特性測試裝置； 二 掌握溢流閥調(diào)壓范圍、壓力振擺、壓力偏移等主要靜態(tài)特性物理意義和測試方法； 三 掌握溢流閥啟閉特性曲線測試原理和方法并能正確分析測試結(jié)果 二） 測試裝置及實驗原理 1測試裝置液壓原理圖 1. 定量泵驅(qū)動電機,2. 定量葉片泵,3. 定量葉片泵安全閥,4.功率傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器,5. 吸油濾油器,6. 液位計,7. 加熱管,8. 流量傳感器, 2實驗原理 啟閉特性測量 將被試溢流閥置于實驗油路中, 調(diào)節(jié)被試閥的調(diào)壓手柄至一個試驗壓力（如額定壓力），鎖緊手柄；在被試溢流閥額定流量范圍內(nèi)，選擇若干各測量點；通過節(jié)流閥J1的調(diào)整通過被試閥的溢流流量q（L/min），系統(tǒng)壓力也隨之改變。 在溢流量由小變大的調(diào)節(jié)過程中，測量并記錄各測量點的溢流流量q（L/min）和進(jìn)口壓力p1(MPa)值，獲得被試溢流閥的開啟特性；然后，在溢流量由大變小的調(diào)節(jié)過程中，測量并記錄各測量點的溢流流量q（L/min）和進(jìn)口壓力p1(MPa)值，獲得被試溢流閥的閉合特性。 3 實驗軟件功能 軟件的操作功能：顯示液壓原理圖、啟閉特性實驗結(jié)果表顯示、啟閉特性實驗曲線顯示、輸出實驗報告（HTML格式）、刪除實驗記錄、實驗結(jié)果查詢等。 界面示意圖 4 實驗操作步驟 啟閉特性: 1在[測試項目選擇]中,選擇[啟閉特性測試],按[項目運行]鍵; 2在[閥啟閉特性測試]欄填寫編輯框,[測試次數(shù)]最少為24,一半做開啟特性,一般做閉合特性,并按閥的額定流量設(shè)置測量點; .3通過節(jié)流閥J1的調(diào)整通過被試閥的試驗流量（如閥的額定流量） 4調(diào)節(jié)被試溢流閥手柄,使其進(jìn)口壓力為額定壓力; 測試開啟特性: 將節(jié)流閥J1調(diào)至全松;再逐步旋緊節(jié)流閥J1手柄,同時觀察流量q的變化,當(dāng)流量q開始有明顯變化(約為額定流量的10%以內(nèi)),按[數(shù)據(jù)記錄]鍵,記錄該點數(shù)據(jù); 再依次逐漸緩慢調(diào)緊節(jié)流閥4手柄至新的流量測點(流量增加),按[數(shù)據(jù)記錄]鍵,直至設(shè)定測量點半數(shù)為止; **測量時,必須小心,手柄只能一個方向轉(zhuǎn)動,不得反調(diào),因為這樣會改變摩擦力的方向,使測試數(shù)據(jù)帶來誤差; 測試閉合特性: 節(jié)流閥J1手柄位置保持不變, 再按[數(shù)據(jù)記錄]鍵,重復(fù)記錄該點數(shù)據(jù)；逐漸緩慢調(diào)松節(jié)流閥J1手柄至新的流量測點(流量減小),按[數(shù)據(jù)記錄]鍵,記錄該點數(shù)據(jù);依次逐漸調(diào)松手柄至新的流量測點,按[數(shù)據(jù)記錄]鍵,至設(shè)定測量點半數(shù)為止; *當(dāng)測試次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù),自動停止本次測試; **測量時,必須小心,手柄只能一個方向轉(zhuǎn)動,不得反調(diào),因為這樣會改變摩擦力的方向,使測試數(shù)據(jù)帶來誤差; ***數(shù)據(jù)采集接線說明 1.本實驗使用AD通道3個,DO通道3個; 2.AD起始通道--壓力傳感器p1 AD起始通道+1--壓力傳感器p2 AD起始通道+2--流量傳感器q 3.DO通道設(shè)置: 2YA(DO1) 3YA(DO2) 5YA(DO3) 調(diào)壓范圍測試: 0 1 0 壓力振擺測試: 0 1 0 壓力偏移測試: 0 1 0 卸荷壓力測試: 1 1 0 內(nèi)泄漏量測試: 0 1 1 啟閉特性測試: 0 1 0 4.AD卡共有16個通道可供使用，即1～18，默認(rèn)AD起始通道--1通道 5.DO通道共有8個通道可供使用，設(shè)置必須按2進(jìn)制格式輸入； 如1011 表示：DO1通道輸出為高電位，DO2通道輸出為高電位， DO3通道輸出為低電位，DO4通道輸出為高電位； 實驗三 節(jié)流調(diào)速回路性能實驗 1 實驗?zāi)康? 1） 以進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路為例了解節(jié)流調(diào)速回路的組成及調(diào)速原理 2） 掌握變負(fù)載工況下，速度－負(fù)載特性和功率特性曲線特點和測試方法 3）分析比較變負(fù)載節(jié)流調(diào)速性能特點 2 測試裝置及實驗原理 1）測試裝置液壓原理圖 1. 定量泵驅(qū)動電機,2. 定量葉片泵,3. 定量葉片泵安全閥,4.功率傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器,5. 吸油濾油器,6. 液位計,7. 加熱管,8. 流量傳感器,9. 先導(dǎo)式溢流閥，10.先導(dǎo)式減壓閥,11.位移傳感器, 2）實驗原理 變負(fù)載速度－負(fù)載特性和功率特性的測試 測試裝置液壓原理圖中,工作缸和節(jié)流閥J1構(gòu)成進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路,負(fù)載缸用于給工作缸施加負(fù)載，它們分別由兩個泵驅(qū)動。 變負(fù)載速度－負(fù)載特性和功率特性是指當(dāng)工作缸的負(fù)載變化時，工作缸的速度v隨負(fù)載F的變化特性及回路功率參數(shù)（有用功率、節(jié)流損失、溢流損失、泵輸入功率）隨工作缸工作壓力p2變化特性。 測試時，調(diào)節(jié)溢流閥3為一個系統(tǒng)設(shè)定壓力，鎖緊手柄；調(diào)節(jié)節(jié)流閥J1為一個設(shè)定開度，鎖緊手柄；設(shè)定若干個加載壓力測量點,由小至大調(diào)節(jié)減壓閥10(即調(diào)節(jié)負(fù)載缸的工作壓力,調(diào)節(jié)工作缸的負(fù)載),測量記錄各測量點的壓力值（MPa）p1, p2, p3, p4, p5、流量q(L/min)及位移L(mm)，并由下面公式計算相關(guān)參數(shù)： 液壓缸線速度： （mm/s） 液壓缸的摩擦力： （N） 液壓缸的機械效率： 液壓缸的負(fù)載： (N) 液壓缸的有用功率： (W) 節(jié)流損失功率： (W) 調(diào)速回路輸入功率： (W) 式中，：液壓缸無桿腔有效面積 ：液壓缸有桿腔有效面積 ：泵的實際流量 由上述測試計算數(shù)據(jù)，繪制變負(fù)載工況下速度v－負(fù)載F曲線和功率－p2曲線。 3 實驗軟件功能 軟件的操作功能：顯示液壓原理圖、變負(fù)載速度－負(fù)載特性和功率特性的測試、恒負(fù)載功率特性的測試、實驗結(jié)果表顯示、變負(fù)載實驗曲線顯示、恒負(fù)載實驗曲線顯示、變負(fù)載輸出實驗報告（HTML格式）、恒負(fù)載輸出實驗報告（HTML格式）、刪除實驗記錄、實驗結(jié)果圖查詢、實驗結(jié)果表查詢等。 界面示意圖 4 實驗操作步驟 實驗時,應(yīng)根據(jù)實驗裝置正確地輸入實驗參數(shù):液壓缸的直徑、活塞桿直徑、液壓泵的實際流量（實測平均值）等。 1.變負(fù)載功率特性(速度負(fù)載特性)測試 1）按液壓原理圖連接好回路,電磁鐵1YA和2YA由計算機自動控制,電磁鐵3YA和4YA由手動控制; 2）啟動兩個液壓泵,調(diào)節(jié)Py1為系統(tǒng)最高壓力(7MPa),Py2(調(diào)節(jié)減壓閥10)系統(tǒng)最低壓力,按最高工作壓力,由小到大預(yù)設(shè)若干個加載點(加壓點); 3）手動調(diào)整節(jié)流閥J1的開度,使工作缸的速度合適; 4）手動開啟電磁鐵3YA,使負(fù)載缸左行至終點; 5）在[變負(fù)載速度-負(fù)載/功率特性測試]欄填寫[測試次數(shù)]、[測試數(shù)據(jù)文件]等; 6）在[實驗項目選擇]欄選中[變負(fù)載速度負(fù)載/功率特性測試],按[項目運行]鍵,[AD卡]指示變?yōu)榫G色,說明測試系統(tǒng)工作正常; 同時彈出一個[開始下次測試]的對話框; 7）鼠標(biāo)按對話框上的[OK]鍵,工作缸右行; 當(dāng)達(dá)到[測試行程]時, 測試數(shù)據(jù)自動顯示在[實驗數(shù)據(jù)表(BF)]一行內(nèi),工作缸左行返回; 測試數(shù)據(jù)顯示在[實驗數(shù)據(jù)表(BF)]一行內(nèi),工作缸左行返回;此時彈出一個[工作缸停止返回]的對話框; 8）當(dāng)工作缸左行至末端,鼠標(biāo)按對話框上的[OK]鍵,該測壓點測試結(jié)束;同時又彈出一個[開始下次測試]的對話框; .9）調(diào)整Py2至下一個加壓點,重復(fù)9.4.1.7-9.4.1.8操作,直至測試全部完成 *測試操作必須按預(yù)設(shè)的加載點(或測速點)由小到大進(jìn)行操作; **若想在已設(shè)的數(shù)據(jù)文件名下增加測試數(shù)據(jù),可重復(fù)上面操作; ***若想在已設(shè)的數(shù)據(jù)文件名下刪除某一記錄數(shù)據(jù),可在[實驗數(shù)據(jù)修改]欄中進(jìn)行操作; ****數(shù)據(jù)采集接線說明 1.本實驗使用AD通道7個,DO通道2個; 2.AD起始通道-- 節(jié)流閥入口壓力傳感器p1 AD起始通道+1--節(jié)流閥出口壓力傳感器p2(工作缸無桿腔) AD起始通道+2--工作缸有桿腔壓力傳感器p3 AD起始通道+3--負(fù)載缸有桿腔壓力傳感器p4 AD起始通道+4--負(fù)載缸無桿腔壓力傳感器p5 AD起始通道+5--流量傳感器q AD起始通道+6--位移傳感器L 3.DO通道默認(rèn)設(shè)置: 工況 2YA(DO2) 1YA(DO1) 工作缸右行 0 1 工作缸左行 1 0 4.AD卡共有16個通道可供使用，即1～16，默認(rèn)AD起始通道--1通道 5.DO通道共有8個通道可供使用，設(shè)置必須按2進(jìn)制格式輸入； 如1011 表示：DO1通道輸出為高電位，DO2通道輸出為高電位， DO3通道輸出為低電位，DO4通道輸出為高電位； 6.電磁鐵3YA和4YA用手動控制，以驅(qū)動負(fù)載缸動