《液压与气压传动》实验教案

教案

（2014～2015学年第二学期）

课程名称液压与气动实验

课程编号111100109

课程性质学科基础课

教学时数6

教学对象12级机械设计制造及自动化、车辆工程、材料成型及控制工程、魏源机械授课教师戴正强

职称讲师

邵阳学院机械与能源工程系

2015年3月

实验一

实验室：动力机械实验室教师姓名：戴正强

一、实验目的

1、通过实验，观察压力与流量、效率、容积效率、输入功率大小之间的关系。

2、利用液压实验台，记录压力表数值，根据测得的流量、功率，计算效率，找出其与压力之间的关系，掌握液压泵的静态特性；了解液压泵的动态特性。

3、了解本实验系统中各元件的性能，并掌握各元件的连接方法及测量仪表、测试软件使用方法，与测试技能，学习小功率液压泵性能测试方法及测试仪器使用。

4、通过自行设计测试回路及实验，训练学生自我设计测试回路的能力。 二、实验原理

1. 测试定量叶片泵静态性能 （1）q —p 特性测试

液压泵实际流量q 指液压泵在某一具体工况下,单位时间内所排出的液体体积,它等于理论流量q i 减去泄漏流量Δq ，即：

i q q q =-∆

其中泄漏流量Δq 与液压泵的负载压力p 成正比，即Δq =kp ，k 为比例系数，即有：

kp q q i -=

(2)ηv —p 特性测试

液压泵的功率损失有容积损失和机械损失两部分，容积损失是指液压泵流量上的损失,液压泵的实际输出流量总是小于其理论流量,其主要原因是由于液压泵内部高压腔的泄漏、油液的压缩以及在吸油过程中由于吸油阻力太大、油液粘度大以及液压泵转速高等原因而导致油液不能全部充满密封工作腔。液压泵的容积损失用容积效率来表示,它等于液压泵的实际输出流量q 与其理论流量q i 之比即：

i

i i i v q q

q q q q q ∆-=∆-==

1η 其中q —泵额定转速下的实际流量(m 3/s)

q i —泵额定转速下的理论流量(m 3/s)，实验中为泵额定转速下的空载流量 (3) P —p 、P i —p 特性测试

液压泵的功率有输入功率P i 和输出功率P 。

①输入功率P i 液压泵的输入功率是指作用在液压泵主轴上的机械功率,当输入转矩为T 0，角速度为ω时,有：

ω0T P i =

或 P i =μn （KW ） 式中，μ—电机输出转矩，n —电机转速 也可以写成 P i =P 表η电（KW ）

式中，P 表—三相功率表测得的电机功率，η电—为P 表对应的电机效率。 ②输出功率P 液压泵的输出功率是指液压泵在工作过程中的实际吸、压油口间的压差Δp 和输出流量q 的乘积,即：

pq P ∆=

在实际的计算中,若油箱通大气,液压泵吸、压油的压力差往往用液压泵出口压力p 代入。

故输出功率写成)(103KW pq P -⨯=

式中p —为泵实际工作压力（N/m 2），q —泵额定转速下的输出流量（m 3/s ） (4)η—p 特性测试

液压泵的总效率 液压泵的总效率是指液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值,即：

m v m

i v

i i T pq T pq P P ηηηωηω

η=∆=∆==0

其中Δpq i ／ω为理论输入转矩T i 。 液压泵总的效率电表ηηp pq p p i == 故液压泵的总效率等于其容积效率与机械效率的乘积，所以液压泵的输入功率也可写成：

η

pq

P i =

液压泵的各个参数和压力之间的关系如图所示。

液压泵的特性曲线

2. 测试定量叶片泵的动态特性 (1)泵过渡过程品质测试

当泵输出流量瞬时突变时，泵工作压力会随之发生改变，故要测量压力随时间变化的过渡过程品质，画特性曲线，求压力超调量、压力稳定时间、压力回升时间。

(3)泵工作压力脉动特性测试

泵工作压力脉动的影响原因复杂，如流量脉动变化，负载变化，压力损失变化等，忽略其它因素的影响，考察不同流量下压力脉动的规律，测泵输出压力脉

动特性，画特性曲线，求压力脉动频率和幅值。

实验原理如下图所示：

三、实验系统与设备

1、所需设备：SYT/SD-600L-90全功能液压性能测试系统 1套

2、测试方法和测试标准的说明

1 2

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P T M 被测对象：轴向柱塞泵。 型号：SY-160SCY14-1EL 一台。 SY-63YCY14-1B 一台

SY-25YCY14-1B 一台 生产厂家：邵阳维克液压股份有限公司。

其中Y-63YCY14-1B 、 SY-25YCY14-1B 为返修泵。 测试系统系统的安装简图参见右图。

测试标准：国家标准《液压轴向柱塞泵》，标准号：JB/T7043-2006

6.2.1 排量

空载排量应在公称排量的95%~110%范围内。

6.2.2 容积效率和总效率

在额定工况下，定量泵的容积效率和总效率应符合表2的规定。变量泵指标科比相同排量的指标低1个百分点。

四、实验步骤方法

1. 静态特性测试

（根据国家标准《液压轴向柱塞泵》JB/T7043-2006中7.3.2表10的规定，在最大排量（25ml/r）、额定转速（1450r/min）下，使被试泵的出口压力逐渐增加至额定压力的25%（7.88MPa），待测试状态稳定后，测试与效率有关的数据；

按上述方法，使被试泵的出口压力为额定压力的40%（12.6MPa）、55%（17.3MPa）、70%（22MPa）、80%（25.2MPa）、100%（31.5MPa）时，分别测量与效率有关的数据。

转速约为额定转速的100%（1450r/min）、85%（1233r/min）、70%（1000r/min）、55%（798r/min）、40%（580r/min）、30%（435r/min）、20%（290r/min）、10%（145r/min）时在上述各试验压力点，分别测试被试泵与效率有关的数据

测得的流量、功率、电流填入表1

表1 被试泵测试参数表（转速n、压力p2e、流量q v2e、功率VA、电流A）