液压传动全实验报告

液压传动

实验报告

专业班级：

姓名：

学号：080609

指导老师：

中南大学机电工程学院

一、不可压缩流体恒定流动总流伯努利方程实验

液体流动时的机械能，以位能、压力能和动能三种形式出现，这三种形式的能量可以互相转换，在无流动能量损失的理想情况下，它们三者总和是一定的。伯努利方程表明了流动液体的能量守恒定律。对不可压缩流体恒定流动的理想情况，总流伯努利方程可表示为：

22

111222

12p P z z C g 2g g 2g

αυαυ++=++=ρρ (C 为常数)

对实际液体要考虑流动时水头损失，此时方程变为：

22111222

12f12p p z z h g 2g g 2g

-αυαυ++=+++ρρ

2f1h -为1、2两个过流断面间单位重量流体的水头损失。

在国际单位制中，上述各量的单位为：

z 1、z 2 (m) ；

1p 、2p (Ｐａ) ； 3 (kg /m )ρ ；

g 2

(m /s ) ；

1υ、2υ (m / s ) ； f12h - (m) ；

12 αα、（动能修正系数，无量纲）

一、实验目的要求

1．验证流体恒定流动时的总流伯努利方程； 2．进一步掌握有压管流中，流动液体能量转换特性；

3．掌握流速、流量、压强等动水力学水流要素的实际量测技能。

二、实验装置(见图1) 本实验选用实验管B 完成此项实验。B 管管壁上共开有16个测压针头插孔： ⑴～⒁、⒂、⒄。其中⑴～⒁与测压架上的相应测压管相连；⒂用于毕托管测速实验；⒄用于演示弯头处急变流的压强分布。

此外测压架上的○16、○18两根测压管用于A 管测沿程阻力系数λ。 三、实验原理

实际流体在做稳定管流时的总流伯努利方程为：

22

111222

12f12p p z z h g 2g g 2g

-αυαυ++=+++ρρ

f12h -表示所选定的两个过流断面之间的单位重量流体的水头损失。

选测压点⑴～⒁，从相应各测压管的水面读数测得p

z g

+

ρ值，并分别计算各测点速度水头22g αυ，并将各过流断面处的p z g +ρ与2

2g

αυ相加，据此，可在管流轴线图上方绘制出测压管水

头线P-P 和总水头线E-E (见图2-1)。 四、实验方法和步骤：

1．选择实验管B 上的⑴～⒁十四个过流断面，每个过流断面对应有一根测压管。 2．开启水泵。使恒压水箱溢流杯溢流，关闭节流阀31后，检查所有测压管水面是否平齐(以工作台面为基准)。如不平，则应仔细检查，找出故障原因(连通管受阻、漏气、有气泡) ，并加以排除，直至所有测压管水面平齐。

3．打开节流阀31，观察测压管○1～○14的水位变化趋势，观察流量增大或减小时测压管水位如何变化。

4．当节流阀31的开度固定后，记测各测压管液位高度(即p

z g

+

ρ的值)，同时测量出实验

管B 中的流量。

5．测记恒压水箱实验水温(以备计算ν用)。 6．改变流量再做一次。

五、实验结果，数据整理

1．装置常数：细圆管内径d 细=0.0136(m),粗圆管内径d 粗=0.0202（m ）;圆管材质为有机玻

璃管；管内壁绝对粗糙度0.001

mm)?=（，细管相对粗糙度0.001

0.000074d 13.6

?==细，粗管相对粗糙度

0.0010.0000495d 20.2

?==粗。 2．记录有关常数

实验管B 各测点水平方向间的距离 (mm)

小管内径 Φ0.0136 (m)，大管内径 Φ0.0202 (m)，测点⑶喉管内径Φ0.01(m)。 3．量测各测点的(p

z g

+

ρ)值，并记录于表2-1： 4．计算各测压点速度水头22g αυ和总水头2

p z g 2g

αυ++ρ，将计算值记入表2-1： 上式中各测点的α值(动能修正系数)可参考附表根据雷诺数Re 的范围确定。 5．绘制两次不同流量时的测压管水头线P-P 和总水头线E-E (见图2-1)。

附表： 水力光滑管紊流速度分布规律及动能修正系数

雷诺数Re

4×103 2.3×104 1.1×105 1.1×106

最大速度与平均速度之比max

υυ

1.26 1.24 1.22 1.17 动能修正系数α

1.11

1.07

1.06

1.03

7

表2-1

次 序

恒压水箱实验水位

流 量

测量及 测点

计算值

项目

⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ ⑺ ⑻ ⑼ ⑽ ⑾ ⑿ ⒀ ⒁ 第 一 次 H= (m)

/s)(m 10*0.08 t V Q (s)

10 t )

(m 10*2.9 V 34

-3-4==== p z g

+ρ 0.352

0.351

0.338

0.325

0.311

0.316

0.311

0.319

0.319

0.319

0.320

0.320

0.315

0.315

22g

αυ

0.002

0.002 0.007 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002

2

p z g 2g

αυ++

ρ(m) 0.354 0.351 0.345 0.347 0.336 0.343 0.336 0.321 0.321 0.320 0.317 0.321 0.317 0.317

第 二 次

H= (m)

/s)(m 10*0.7 t V

Q (s) 15 t )

(m 10*1.11 V 34

-3

-4

====

p

z g

+

ρ (m) 0.301 0.299 0.286 0.276 0.258 0.265 0.255 0.225 0.225 0.230 0.231 0.231 0.215 0.212

2

2g

αυ (m) 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.003 0.003 0.015 0.015

2

p z g 2g

αυ++

ρ(m) 0.316 0.314 0.283 0.283 0.281 0.284 0.265 0.249 0.240 0.233 0.233 0.234 0.230 0.227

8

六、思考题

1．测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？

2．流量增大时，测压管水头线有何变化？为什么？

答：1. 测压管水头线是沿水流方向各个测点的测压管液面的连线，它反应的是流体的势能，测压管水头线可能沿线可能下降，也可能上升（当管径沿流向增大时）,因为管径增大时流速减小，动能减小而压能增大，如果压能的增大大于水头损失时，水流的势能就增大，测压管水头就上升。

总水头线是在测压管水头线的基线上再加上流速水头，它反应的是流体的总能量，由于沿流向总是有水头损失，所以总水头线沿程只能的下降，不能上升。

2.测压管水头线降低了，

流量：Q=CA(RJ)^(1/2)=CA[R(H1-H2)/L]^(1/2)

从流量公式知，管道的流量随着测压管水头线坡度的平方根成正比，测压管水头线坡度越大流量就越大，而测压管水头线坡度等于管道起端的测压管水头减去末端的测压管水头，通常管道的起端的测压管水头是基本还变的,所以末端的测压管水头越低，测压管水头线坡度就越大，因而流量也就越大，这就是流量增加，测压管水头线降低的原因。

二、液压传动基础实验

一、概述

本实验装置适用于大中专院校有关“液压传动”课程的实验教学，通过对液压系统的相关实验，使学生了解液压传动的基本工作原理和调速阀、换向阀、节流阀、单向阀、溢流阀等液压阀在液压系统中的作用，了解和掌握液压泵、三种控制元件的特性、液压系统中节流调速等典型特性实验。

装置的液压系统由A、B、C三个液压模块组合而成如下图1-1所示，

图1-1 液压系统图

实验装置能完成十项液压实验。（1）液压传动基础实验；（2）基本回路实验；（3）小孔压力——流量特性实验；（4）叶片泵特性实验；（5）溢流阀特性实验；（6）换向阀特性实验；（7）、调速阀特性实验；（8）液压缸特性实验；（9）液压系统节流调速特性实验；（10）基于PLC、触摸屏控制技术的液压传动实验。

二、系统参数

1、输入电源：三相五线 380V±10% 50Hz

2、叶片泵：额定压力7MPa 排量6.67mL/r

3、电机：额定电压：380V 额定功率：1.5kW 绝缘：B

4、液压缸：活塞直径50mm、活塞杆直径Φ28、工作行程250mm

5、装置容量：<2kVA

实验三液压传动基础实验

一、实验目的

使学生进一步熟悉液压传动，掌握液压实验的基本操作，了解各种液压控制元件及在系统中的作用。理解液压传动基本工作原理和基本概念。

二、实验模块

本实验由A、C模块组成，液压系统见附录1中图1-1。

三、实验步骤

1、熟悉元件：针对液压系统中相关元件的液压职能符号和实物，对照介绍，使学生有初步印象。

2、压力控制动作：

（1）调压：开泵、阀A3关紧，P1没有压力，AD1得电，P1开始有压力，顺时针方向旋紧溢流阀A1，P1逐渐上升，松A1，P1逐渐下降，说明溢流阀1可调节系统压力。

（2）卸荷：P1为某压力时，AD1失电，P1值降为零，何故？

（3）过载保护（限压）：AD1得电，P1上升，旋紧A1，P1显示到5MPa后不再升压。（安全阀6已调好5MPa）何故？如没有阀6将出现什么情况？

（4）压力大小取决于负载大小：调A1到5MPa，旋松A3，P1下降，旋紧A3，P1上升。（节流阀A3为外负载）

3、方向控制：关紧A3，调A1使P1=2MPa。

（1）旋钮旋向“向右”位置（CD9得电），油缸22向右运动，到底后，旋钮旋向“向左”位置（CD8得电），油缸21向左运动到底。往复几次，中途可旋向“停止”位置，换向阀置于中位（CD8、CD9均失电），油缸停止运动。说明方向阀能改变油缸运动方向。

（2）负载缸加载（CD13得电），P1=2MP a，调紧阀C6，使缸向右运动，调阀C6使P7上升，直至缸不动（P7=？）。调阀C6，使P7=2MP a，松阀A1，使P1=1MPa。CD9得电，缸向右动否？为什么？

思考题

1）溢流阀A1在液压系统中起什么作用？液压泵工作压力是由什么决定的？

2）在本实验液压系统中，如果没有溢流阀A1和安全阀6那么关死泵的出油口，会出现什么情况？

3）方向阀17和方向阀24在液压系统中起什么作用？

答；1. 溢流阀A1起溢流和控制系统压力的作用，液压泵工作压力是由溢流阀开启压力决定的。

2. 如果没有溢流阀A1和安全阀6那么关死泵的出油口，那么泵的油直接回油缸。

3. 方向阀17中位，系统处于保压状态；

方向阀24左位工作，负载由C6决定

右位工作，负载为0

实验四液压系统节流调速实验

一、实验目的

分析比较采用节流阀及调速阀的各种节流调速回路的速度——负载特性。二、实验模块

本实验由A、C液压模块组成，液压系统见附录1中图1-1。C7为进油节流调速，C8为回油节流调速，A3为旁路节流调速，A2为调速阀进油节流调速，阀17为三位四通换向阀，阀C6为缸加载阀。

三、实验步骤及要求

1、根据实验装置液压系统回路见附录1中图1-1及图1-2实验台面板布置，熟悉实验的工作原理及操作方法。

2、按照实验目的自己制定实验方案：（系统压力P1调节为4.0MPa）

（1）进油路节流阀调速系统的速度——负载特性；

提示：关闭阀A3，关闭阀18（CD10得电），调节阀C7为某一开度，调节阀C6加载。

（2）进油调速阀调速系统的速度——负载特性；

提示：关闭阀A3通过调速阀（AD2得电）调速阀A2为某一开度，CD10、CD11失电，阀C6加载。

3、测定实验数据，并绘制采用节流阀或调速阀的进口、节流回路的速度——负载特性曲线。

4、分析、比较实验结果。

四、实验数据记录及整理

1、实验数据记录于附表中，秒表显示液压缸运行时间（油缸行程250mm）。

2、将负载压力和液压缸相应的速度等实验数据记录于实验指导书的表格。按计算结果绘制各项曲线。

回路形式

参数

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

进口节流调速回路

节流阀C7

P1（MPa ） 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0

P5（MPa ） 0.8 1 1.4 1.6 1.8 2 2.4 2.9 3.3 3.7 P6（MPa ）

P7（MPa ） 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 2.2 2.6 3.0 3.4 T （s ） 7.3 7.5 8.2 8.6 9.1 9.5 11 13

16.6 25.8 V （cm/s ）

3.42

3.43

3.25

2.97

2.75

2.63

2.27

1.92

1.51

0.87

进油节流调速回路

调速阀A2

P1（MPa ） 3.1 3.2 3.4 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 4.0 4.0

P5（MPa ） 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.6 2.8 3.1 3.4 3.8 P6（MPa ）

0 0

0 0

0 0 P7（MPa ） 0.8 1

1.2 1.4 1.6 2

2.2 2.6

3

3.4

T （s ） 2.7 2.7 2.8 2.8 2.9 3.1 3.3 3.7 4.6 6.5

V （cm/s ）

9.26

9.26

8.93

8.93

8.62

8.06

7.56

6.76

5.43

4.85

节流调速负载——速度曲线