《液压与气压传动》

实验指导书

北京工商大学

材料与机械工程学院

20##年9月

前 言

    —、液压传动实验教学的目的：

    液压传动是一门实践性极强的课程。因此，实验教学和理论教学互为依存，互为补充，共同组成液压传动课的重要环节。实验教学的成绩记入本课程总成绩中。

通过液压传动实验课的学习，首先是帮助同学加强理解液压传动中的基本概念，巩固理论教学知识，同时，作为一门实验课，它还引导学生学习一些基本的实验理论，掌握实验方法，培养分析和解决液压传动中的工程实际问题的能力。

二、实验要求：

    1、实验前，应仔细阅读实验指导书及教科书上相应的理论知识弄清实验对象和实验目的；

    2、以小组为单位进行实验，实验时要分好工，认真操作，准确读数，作好记录；

    3、实验中要认真观察实验出现的现象，并不断地对实验结果进行判断和分析；

4、实验后，按时独立完成实验报告，实验报告的内容主要包括实验数据及处理，绘制实验特性曲线(用坐标纸)，对实验结果和实验中出现的问题进行分析，回答思考题等。

三、实验纪律：

1、按实验老师的要求使用实验设备、仪表，不准私自启动装置和实验仪器，不准乱摸乱动实验室设备。

    2、实验时须集中精力，严肃认真，抓紧时间，完成本次实验内容。

    3、注意安全，实验室内不准打闹、吸烟，防止发生意外事故。

4、服从教师管理，如有因违反纪律和不遵守规程而损坏仪器设备时，应追究责任，照章赔偿。

5、学生实验过程中，发现回路中任何一处有问题时，应立即关闭油泵，并向指导老师汇报，只有当回路释压后才能重新进行实验。

6、实验完毕后，要清理好元器件，注意搞好元器件的保养和实验台的整洁。

实验一  液压系统主要部件拆装实验

一、   实验目的

通过液压系统主要部件，即泵、阀、马达等拆装实验，使学生加强对液压系统及其组件的感性认识，配合课堂理论教学，明确部件各部分的功能及其结构特点和设计目的，达到理论与实体相统一的目的，加深理解。

 

二、   实验设备及工具

液压主要部件：泵、阀、马达。拆装工具。

三、   实验内容及要求

1. 液压系统主要部件基本组成

通过实体观察，掌握液压常见主要部件：泵、阀、马达。

2. 实验操作步骤

①.确认主要部件名称及其标牌主参数，进油口及出油口，油路连接方式；

②.观察液压系统主要部件基本结构和主要组成零部件。分析基体结构特点和内部油路通到组成，运动部件结构特点。

③.列表清点液压系统主要部件由哪些零件组成。

④.观察如何实现结构密封功能。

四、   按要求完成实验报告。

表一（                 ） 拆装实验零件统计表

表二 （                 ） 拆装实验零件统计表

表三  （                 ） 拆装实验零件统计表

五、  思考题

1. 结合理论教学，观察齿轮泵是如何实现吸油和压油过程的？

2. 观察阀体结构特点，阀芯结构特点：阀芯是否开有环槽，测量其尺寸，结合教材解释为何开槽？

实验二 回油节流调速实验

五、   实验目的

了解回油节流调速时压力与流量（速度）的变化。

六、   实验设备及工具

液压传动综合教学实验台

七、   实验内容

1.液压实验系统的组成

把液压油泵1、溢流阀2、压力表3、9、换向阀4、调速阀5、单向阀6、液压油缸7和流量表8等元件安装在插件板的适当位置，通过快速接头和软管连接成图1所示液压实验系统。

2.实验操作步骤

①.确认安装和连接无误，溢流阀2全部打开，调速阀5全部打开，换向阀4处于中间位置，启动油泵1空载运行几分钟；

②.慢慢调节溢流阀2使系统压力上升至所需的压力值（≤5MPa，由压力表3显示）,并用锁紧螺母将溢流阀2锁住。

③.使调速阀5处于全部打开状态。

④.启动换向阀4，使油缸7左右空载运行若干次后，活塞杆缩回。

⑤.启动换向阀4，使油缸7伸出，同时分次调节调速阀5的开口，给出7～10种不同的开口x₁,……，x₁₀，对不同的开口，在油缸运动过程中及油缸到达端点时，记录液压油泵1出口压力(压力表3上压力值)、油缸出口压力(压力表9上压力值)和流量（流量表8的值）具体值，填入表一。

⑥.油缸7活塞杆缩回，并将调速阀5完全打开，准备下一步实验。

⑦.换向阀4回中位。

四、按要求完成实验报告。

表一 回油节流调速

注：① 

②当流量表8不能接入时，进入油缸的流量可不测。

五、画出调速阀开口与泵出口压力、缸出口压力和进入油缸的流量的关系图。

实验三 液压系统压力形成实验

一、   实验目的

通过观察不同负载对液压缸、液压泵工作压力的影响，深入了解液压系统中工作压力和负载的关系，充分理解液压系统中工作压力的组成（有效工作压力和压力损失）。

二、   实验设备及工具

液压传动综合教学实验台

三、实验内容

1.液压实验系统的组成

把液压油泵1、溢流阀2、压力表3、9、换向阀4、溢流阀5、单向阀6、液压油缸7和流量表8等元件安装在插件板的适当位置，通过快速接头和软管连接成图2所示液压实验系统。

2.实验操作步骤

①.确认安装和连接无误，溢流阀2全部打开，溢流阀5全部打开，换向阀4处于中间位置，启动油泵1空载运行几分钟；

②.慢慢调节溢流阀2使系统压力上升至所需的压力值（≤5MPa，由压力表3显示）,并用锁紧螺母将溢流阀2锁住。

③.使溢流阀5处于全部打开状态。

④.启动换向阀4，使油缸7左右空载运行若干次后，活塞杆缩回。

⑤. 启动换向阀4，使油缸7伸出，同时分次调节溢流阀5，给油缸7加载，加载压力分7－10级逐渐加大至5MPa，加载压力由压力表9显示，溢流阀5加载压力不得超过6MPa。对不同的加载压力，观察油缸在运动过程中及油缸到达端点时，记录液压油泵1出口压力(压力表3上压力值)、油缸出口压力(压力表9上压力值)和流量（流量表8的值）具体值，填入表二。

⑥.实验完成后，放松溢流阀，将电机关闭，待回路中压力为零时拆卸元件，清理好元件并放入规定地方。

表二 系统带外载时压力变化

注：当流量表8不能接入时，进入油缸的流量可不测。

五、画出缸出口压力与泵出口压力和进入油缸的流量的关系图。

六、思考题

1.当系统回油节流调速时，泵出口的压力如何变化？它的大小取决于什么因素？

2.当系统回油节流调速时，油缸到达终点，泵出口的压力为多大？是否变化？为什么？它的大小取决于什么？

3.当系统带外负载时，泵出口的压力如何变化？它的大小取决于什么因素？

4.当系统带外负载时，油缸到达终点，泵出口的压力为多大？是否变化？为什么？它的大小取决于什么因素？

第二篇：液压与气动试验指导书

液压与气动技术

实 验 指 导 书

巢湖学院

电子工程与电气自动化学院

20##年2月

注意事项

 1、因实验元器件结构和材料的特殊性，实验的过程中务必稳拿轻放防止碰撞。

2、做实验之前必须熟悉元器件的工作的原理；掌握组合的方法，确

认回路实验安装无误才能进行加压实验;禁止强行拆卸;禁止强行旋

扭各种元件的手柄。

3、实验中的行程开关为感应式，开关头部离开感应金属约4mm即可感应发出信号。

4、禁止带负载启动（即将溢流阀旋松），以免造成安全事故。

5、学生做实验时不应将压力调的太高(约0.4~0.6Mpa)。

6、由于亚克力透明材料，属于塑料制品。耐温的程度有限，因此本系统中的电磁阀，请勿持续长时间通电使用，（约持续40分钟左右），电磁阀在不使用时，应该断电.或者间歇使用。

7、本系统注重阀体透明，着重回路演示，增强学生动手能力，不做精确实验、科研之用。硬密封在本系统占大部分，密封性能较差，因此部分阀存在少量泄漏，属正常现象。

8、学生使用本实验系统之前一定要了解液压实验准则，了解本实验系统的操作规程，在实验老师的指导下进行，切勿盲目进行实验。

9、学生实验过程中，发现回路中任何一处有问题，此时应立即关闭泵，只有当回路释压后才能重新进行实验。

10、实验完毕后，要清理好元器件；注意好元件的保养和实验台的整洁。

实验一 液压元件组成与工作过程

实验目的：

1、通过对液压元件的拆装，了解其内部结构；

2、利用透明液压元件，观察液压元件的工作过程；

3、通过工程模型了解液压系统的工作过程。

实验设备及工具：

1、典型液压元件拆装时实验的元件及工具；

所需元件：换向阀、溢流阀、调速阀等

拆装工具：内六角扳手一套、卡簧钳一把、螺丝刀一套

2、透明液压传动教学实验台；

3、推土和挖掘的工程模型实训台。

实验要求：

1、实验前，要求学生预习相关的知识内容，并作相关的实验准备。

2、为保证实验效果，将全班学生分为四组，每组18人，每组安排一名组长负责设备的维护及登记领用工具原材料，清理现场等。

3、实验完成后，要求写出实验总结并完成实验报告。

4、实验前，指导老师讲解本实验的要求及注意事项，并作示范操作，然后由学生按照实验指导书的要求完成该实验。

实验原理与步骤：

1、对每组所指定的液压元件拆分、记录、组装；

2、按照差动回路图（图1-1），取出所用的液压元件，安装在实验台面板的合理位置，用连接管连接成实验回路，观察液压元件工作过程；

3、手动操作推土和挖掘的工程模型（图1-2），观察液压系统的工作过程。

试验报告内容：

1、液压元件的基本组成；

2、试描述液压元件的动作过程；

3、试描述液压系统的动作过程。

图1-2  推土和挖掘的工程模型

实验二  多缸顺序控制回路

实验目的：

在机床及其他装置中，往往要求几个工作部件按照一定严格顺序依次动作。如组合机床的工作台复位、夹紧，滑台移动等动作，这些动作间有一定顺序要求。例先夹紧后才能加工，加工完毕先退出刀具才能松开。又例磨床上砂轮的切入运动，一琮要周期性在工作台每次换向时进行，因此，采用顺序回路，以实现顺序动作。通过本实验达到以下目的：

1、通过亲自拼装，了解回路组成和性能。

2、利用现有的液压元件，拟定其它方案，并与之比较。

实验设备及工具：

1、典型液压元件拆装时实验的元件及工具

所需元件：换向阀、溢流阀、接近开关等。

拆装工具：内六角扳手一套、卡簧钳一把、螺丝刀一套。

2、 透明液压传动教学实验台

实验要求：

1、实验前，要求学生预习相关的知识内容，并作相关的实验准备。

2、为保证实验效果，将全班学生分为四组，每组18人，每组安排一名组长负责设备的维护及登记领用工具原材料，清理现场等。

3、实验完成后，要求写出实验总结并完成实验报告。

4、实验前，指导老师讲解本实验的要求及注意事项，并作示范操作，然后由学生按照实验指导书的要求完成该实验。

实验原理与步骤：

1、实验回路图（见图2-1）、对应程序（见图2-2）

2、实验步骤

① 按照多缸顺序回路图，取出所用的液压元件。

   ② 将所需液压元件安装在实验台面板的合理位置，用连接管连接成实验回路；

   ③ 把相对应的电磁阀输出线与接近开关对应接入电器控器面板上。（如图中电磁阀1端与接近开关1相对应，电磁阀端2对应接近开关2相对应。）

   ④ 放松溢流阀，起动泵，调节溢流阀所需压力（约0.8MPa）。

   ⑤ 认真观察回路现象，理解并撑握多缸顺序回路工作原理。

图2-1 多缸顺序控制回路

图2-2  程序梯型

试验报告内容：

1、试验过程记录详情。

2、为什么行程控制顺序回路中，要完成工况表顺序，使用四只行程开关？

3、能否通过别的PLC程序来完成这个回路的电器控制？

实验三多级调压回路

实验目的：

采用液压传动的装置，液压系统必须提供与负载相适应的油压，这样可以节约动力消耗，减少油液发热，增加运动平稳性，因此必须采用调压回路。调压回路是由定量泵、压力控制阀、方向控制阀和测压元件等组成，通过压力控制阀调节或限制系统或其局部的压力，使之保持恒定，或限制其最高峰值。通过实验达到以下目的：

1、通过亲自拼装，了解调压回路组成和性能。

2、通过三个不同调定压力的溢流阀，加深对溢流阀遥控口的作用理解。

3、利用现有液压元件，拟定其它调压回路。

实验设备及工具：

1、典型液压元件拆装时实验的元件及工具

所需元件：换向阀、先导溢流阀、溢流阀等。

拆装工具：内六角扳手一套、卡簧钳一把、螺丝刀一套。

2、透明液压传动教学实验台

实验要求：

1、实验前，要求学生预习相关的知识内容，并作相关的实验准备。

2、为保证实验效果，将全班学生分为四组，每组18人，每组安排一名组长负责设备的维护及登记领用工具原材料，清理现场等。

3、实验完成后，要求写出实验总结并完成实验报告。

4、实验前，指导老师讲解本实验的要求及注意事项，并作示范操作，然后由学生按照实验指导书的要求完成该实验。

实验原理与步骤：

1、实验回路图（见图3-1）、对应程序（见图3-2）

2、实验步骤

① 按照调压回路图，取出所用的液压元件。

    ② 将所需液压元件安装在实验台面板的合理位置，用连接管连接成实验回路

③ 把相对应的电磁阀输出线与接近开关对应接入电器控器面板上。（如图中电磁阀1端与接近开关1相对应，电磁阀端2对应接近开关2相对应。）

    ④ 放松溢流阀，起动泵，调节溢流阀所需压力（约0.8MPa）。

    ⑤ 分别让电磁铁1、电磁铁2得电，并分别调压为0.2MPa、0.3MPa.

    ⑥ 调节完毕，回路中就能达到三种不同压力，重复上述循环，观察各压力表数值。

图3-1  调速回路

图3-2  程序梯型

试验报告内容：

1、试验过程记录详情。

2、该回路中，如溢流阀（一）（二）调整压力都大于先导溢流阀压力值，将会出现什么问题？ 

3、该回路中，如不采用遥控式溢流阀，三只溢流阀并联于回路中，情况如何？

实验四、电磁阀和调速阀调速回路

实验目的:

1、了解和熟悉液压原器件的工作原理

2、熟悉欧姆龙PLC软件的编程，以及工作方式

3、加强学生的动手能力和创新能力

实验器材:

工业液压实验台                           1台

液压泵站                                 1台

二位二通电磁阀                           1个

节流阀                                   1个

调速阀                                   1个

三位四通电磁换向阀                       1个

溢流阀                                   1个

液压缸                                   1个

接近开关及其支架                         3只

油管、四通、压力表                       若干

实验原理:

液压原理图

实验步骤:

1、熟悉该液压回路的工作原理图以及。

2、按照原理图连接好回路，确认回路连接无误，将程序传输到PLC内，接近开关1、接近开关2、接近开关3插入欧姆龙PLC相应的0.05、0.06、0.07输入端口，电磁阀Y1、Y2、Y3的电磁线插入PLC相应的10.00、10.01、10.02输出端口。

3、打开溢流阀，开启电源，启动泵站电机。调节系统压力，Y1电磁铁得电时，三位四通电磁阀左位开始工作，液压缸有杆腔的油直接从二位二通电磁阀快速回到油箱，当活塞杆运动到接近开关2时，Y3电磁铁得电，二位二通电磁阀由常开变为常闭，回油经调速阀4进入油箱，液压缸做工进运动。当活塞杆运动到接近开关3时，三位四通电磁阀右位工作，液压缸快速复位。调节溢流阀，让回路在不同的系统压力的情况下反复运行多次，观测他们之间的运动情况。

4、实验完毕之后，清理实验台，将各元器件放入原来的位置。

实验思考:

1、PLC如何实现在液压系统中的控制？

2、设计一个速度换接回路，并要求写出相应的PLC程序。

实验五调速阀串联的二次进给回路

实验目的:

1、加深理解欧姆龙PLC软件的编程

2、理解液压系统的工作原理

实验器材:

工业液压实验台                           1台

三位四通电磁阀                           1个

二位三通电磁阀                           2个

调速阀                                   2个

液压缸                                   1个

溢流阀                                   1个

液压泵站                                 1台

接近开关及其支架                         4只

油管、压力表、四通                       若干

实验原理:

液压实验回路图

实验步骤:

1、看懂实验原理图以及理解PLC程序
    2、按照液压原理图接好回路，仔细检查程序无误后，将程序传输到PLC内，然后将接近开关1、接近开关2、接近开关3、接近开关4插入欧姆龙PLC相应的0.05、0.06、0.07、0.08输入端口，电磁阀Y1、Y2、Y3、Y4的电磁线插入欧姆龙PLC相应10.00、10.01、10.02、10.03输出端口

3、打开安全阀（溢流阀），开启总电源，启动泵站电机，然后调节溢流阀对系统进行加压，点击PLC输入端0.04按钮，Y1电磁铁开始得电，活塞杆快速伸出，当运行到接近开关2处，电磁阀Y3得电，电磁阀闭合，油必须经过其左边的调速阀，缸的运动速度明显降低，缸实现第一次工进，当缸运行到接近开关3时，另一个电磁阀Y4得电，二位二通电磁阀均闭合，此时，油液得经过两个调速，才能回油，缸的运动速度比前次又要慢些，缸实现第二次工进，当缸运行到接近开关4时，Y2电磁铁得电，Y1、Y3、Y4电磁铁均失电，活塞杆快速复位。（假如启动循环按钮0.03时，活塞杆运行到接近开关1时，Y1电磁铁得电，液压系统进入下一个循环中）

4、在实验的过程中仔细观察缸的运动过程。实验完毕之后，清理实验台，将各元器件放入原来的位置。

实验思考

举例说明该液压回路在工业中的运用。

课题六三自由度气动机械手

实验目的：

1、学习分析多缸顺序动作过程；

2、掌握多缸顺序动作的工作原理；

3、培养独立搭建回路并动手操作的能力、

试验设备：

气动实验台、三自由度气动机械手、二位五通双电磁换向阀、单气控换向阀、接近开关等

实验内容：

1、根据双缸顺序控制回路如图6-1，设计三自由度气动机械手（见图6-2）控制回路；

图6-1  双缸顺序控制回路

2、根据实验需要选择元件（接近开关、单气控换向阀、二位五通双电磁换向阀、三联件、连接软管）。并检验元件的实用性能是否正常。

图6-2  三自由度气动机械手

3、搭建实验回路。

4、 确认连接安装正确稳妥，把三联件的调压旋钮放松，通电，开启气泵。待泵工作正常，再次调节三联件的调压旋钮，使回路中的压力在系统工作压力以内。

5、控制机械手动作；

6、实验完毕后，关闭泵，切断电源，待回路压力为零时，拆卸回路，清理元器件并放回规定的位置。

试验报告内容：

1、三自由度气动机械手动作分析；

2、三自由度气动机械手控制回路；

3、如果用压力继电器能实现这个顺序动作吗？从理论上验证一下？