液压件性能实验

（一）实验项目：
∙液压泵的性能实验；
∙溢流阀性能实验；
∙节流调速性能实验；
∙气动回路实验。

（二）实验设备和仪器：
以上实验采用秦川机床厂生产的QCS003B型液压实验台进行。

图1为QCS003B型液压实验台的液压系统原理图，图2为其外形，图3为电器按钮箱的面板图。

QCS003B型液压实验台共分五部分。

1．动力部分：
动力部分主要包括油箱、电动机、油泵和滤油器。

电动机型号为Y90L－4，额定功率1.5KW，满载转速1410rpm。

油泵为YB－6定量叶片泵（件号1，8），额定压力为63kgf/cm2，排量为6ml/r。

电动机和叶片泵装在油箱盖板上，油箱底部装有轮子，可以移动，它安放在实验台左后部。

2．控制部分：
控制部分主要包括溢流阀、电磁换向阀、节流阀、调速阀等。

这些阀的额定压力为63 kgf/cm2，流量为10L/min，全部装在实验台的面板上。

3．执行部分：
工作缸（件号17）和加载缸（件号18）。

缸径φ＝16mm，行程L＝250mm。

并排装在实验台的台面上。

4．电器部分：
包括电器箱和电器按钮操作箱。

电器箱中主要有接触器、热继电器、变压器、熔断器等。

它位于实验台后部的右下角。

电器按钮操作箱主要包括各种控制按钮和旋钮以及红绿信号灯。

它位于实验台的右侧。

5．测量部分：
主要包括压力表、功率表、流量计、温度计，它们安装在实验台面板上。

该实验台功率表（件号10）的型号为44L1－5W，测量范围3KW，精度等级2.5。

用它来测量电动机的输出功率（即液压泵的输入功率）。

将功率表接入电网与电动机定子线圈之间，功率表所指示的数值即为电动机的输入功率。

通过换算可求出电动机的输出功率。

该实验台采用LC－15椭圆齿轮流量计（件号20），它的进口直径为15mm，测量范围为3～30L/min，积累误差±0.5％，工作压力为16 kgf/cm2，压力损失≤0.2 kgf/cm2，工作温度为-10℃～+120℃。

它的结构主要由壳体、一对椭圆齿轮和计数机构组成。

当椭圆齿轮转动一周时排出一定容积的油液，只要测出轮子的转速就可得到积累油液容积
图3 QCS003B型液压实验台电器按钮箱面板图
实验一返回页首
表示），容积损失（泄漏）（其值用容积效率表示）和液压损失（此项损失较小，通常
总效率为：；要直接测定比较困难，一般测出和
然后算出。

流阀10对被试泵加载。

图1－1 液压泵的特性实验液压系统原理图
1．液压泵的压力脉动值：
把被试泵的压力调到额定压力，观察记录其脉动值，看是否超过规定值。

测时压力表P6不能加接阻尼器。

2．液压泵的流量－压力特性（Q－P）：
通过测定被试泵在不同工作压力下的实际流量，得出它的流量－压力特性曲线Q＝f(P)。

调节节流阀10即得到被试泵的不同压力，可通过P6观测。

不同压力下的流量用椭圆齿轮流量计和秒表确定。

压力调节范围从零开始（此时对应的流量为空载流量）到被试泵额定压力的1.1倍为宜。

3．液压泵的容积效率－压力特性（－P）：
若电动机的转速在液压泵处于额定工作压力及零压时基本上相等（则n 额=n 空），则
式中q－泵的额定流量（l/min）；
－泵的理论流量（l/min）；
在实际生产中，泵的理论流量一般不用液压泵设计时的几何参数和运动参数计算，通常以空载流量代替理论流量。

本实验中应在节流阀10的通流截面积为最大的情况下测出泵的空载流量。

4．液压泵总效率－压力特性（η－P）：
η =N o /N i 或N o=N i *η =N i **
液压泵的输入功率Ni：
N i =M*n/974(KW)
式中：M----泵在额定压力下的输入扭矩（kgf*m）
n----泵在额定压力下的转速（rpm）
液压泵的输入功率No：
No =p*q/612（KW）
式中：p----泵在额定压力下的输出压力（kgf/cm2）
q----泵在额定压力下的流量（l/min）
液压泵的总效率可用下式表示：
η =No /Ni =1.59*p*q/(M*n)
四、实验步骤：
1．将电磁阀12的控制旋钮置于“0”位，使电磁阀12处于中位，电磁阀11的控制旋钮置于“0”位，阀11
断电处于下位。

全部打开节流阀10和溢流阀9，接通电源，让被试泵8空载运转几分钟，排除系统内的空气。

2．关闭节流阀10，慢慢关小溢流阀9，将压力P调至70 kgf/cm2，然后用锁母将溢流阀9锁住。

3．逐渐开大节流阀10的通流截面，使系统压力P降至泵的额定压力－63 kgf/cm2，观测被试泵的压力脉动值（做两次）。

4．全部打开节流阀10，使被试泵的压力为零（或接近零），测出此时的流量，此即为空载流量。

再逐渐关小节流阀10的通流截面，作为泵的不同负载，对应测出压力P、流量Q和电动机的输入功率N表。

注意，节流阀每次调节后，须运转一、两分钟后，再测有关数据。

压力P-----从压力表P6上直接读数；
流量Q-----用秒表测量椭圆齿轮流量计指针旋转一周所需时间，根据公式Q=△V/t*60（l/min）,t ---- 对应容积变化量△V(1)所需的时间(S)，求出流量Q；
电动机的输入功率N表-----从功率表19上直接读数（电动机效率曲线由实验室给出）；
5．将上述所测数据填入试验记录表（见表1－2）。

五、实验记录与要求：
1．填写液压泵技术性能指标；
2．填写试验记录表（表1－2）；
3．绘制液压泵工作特性曲线：用坐标纸绘制Q－P，－P，η－P三条曲线。

4．分析实验结果。

六、思考题：
(%)
实验二返回页首
实验二溢流阀静态性能实验
一、实验目的
（一）深入理解先导式溢流阀的工作原理
（二）掌握溢流阀静态性能实验方法：分析被试阀的静态性能。

二、实验内容及方法
（一）测试范围及压力稳定性
1．调压范围：应能达到被试阀规定的调压范围（5 ~ 63kgf/ cm2），在该范围内，压力的上升或下降应平稳，不得有尖叫声。

2．压力振摆值：是表示调至稳定的主要指标，应不超过规定值（±2kgf/ cm2）。

3．压力偏移值：指调压范围最高值时，一分钟内应不超过规定值（±2kgf/ cm2）。

（二）卸荷压力及压力损失
1．卸荷压力：被试阀远程控制口通过电磁换向阀16，与油箱接通，阀即处于卸荷状态，这是该阀通过实验流量下的压力损失，称为卸荷压力。

卸荷压力应不超过规定值（2kgf/ cm2）。

2．压力损失：被试阀的调压手轮至全开位置，在试验流量下被试阀的进出口压力差即为压力损失，其值应不超过规定值（2kgf/ cm2）。

（三）起闭特性
1．开启压力：被试阀调至调压范围最高值，且系统供油量为试验流量时，拧紧溢流阀11使被试阀前的压力逐渐升高，当通过被试阀的溢流量为试验流量1%时的系统压力值称为被试阀的开启压力。

压力级为63kgf/ cm2的溢流阀，规定开启压力不得小于53kgf/ cm2。

2．闭合压力：被试阀调至调压范围最高值，且系统供油压力为试验流量时，松开溢流阀11使被试阀前的压力逐渐降低，当通过被试阀的溢流量为试验流量1%时的系统压力值称为被试阀的闭合压力。

压力级为的溢流阀，规定闭合压力不得小于50kgf/ cm2。

3．根据测试开启特性与闭合特性的是数据，画出被试阀的起闭特性曲线。

4．实验中压力值由压力表测出，被试阀溢流量较大时用流量计测量，以上两种测量方法，由于测出的均是容积的变化量Δv，故还需要用秒表来测量对应于Δv的时间，然后通过公式Q=Δv/t *60（升/分）计算得出流量值。

三、实验步骤
（一）实验前的调试
首先检查节流阀10处于关闭状态，三位四铜电磁换向阀17应处于中位。

启动液压泵18，让二位三通
电磁换向阀13处于常态位置，将溢流阀11调至比被试阀14的最高调节压力高10%，即70kgf/ cm2（观察压力表p12—1）。

然后使电磁换向阀13通电，将被试阀14的压力调至63kgf/ cm2（观察压力表P12-2）。

再通过流量计及秒表测出此时通过被试阀的流量，作为试验流量。

（二）试验内容
1．调压范围及压力稳定性
1）逐步打开溢流阀14的调压手柄，通过压力表p12—2，观察压力下降的情况，看是否均匀，是否有突变或滞后等现象，并读出调压范围最小值。

再逐步拧紧调压手柄，观察压力的变化情况，读出调压范围最大值。

反复实验不是少于3次。

2）调节被压阀14，在调压范围取5个压力值，（其中包括调压范围最高值63kgf/ cm2），每次用压力表p12—2分别测量各压力下的压力振摆值，并指出最大压力振摆值。

3）调节被试阀14至调压范围最高值63kgf/ cm2，压力表p12—2，测量一分钟内的压力偏移值。

图三溢流阀静态性能实验液压系统原理图
2．卸荷压力和压力损失
1）卸荷压力
将被试阀14的压力调至调压范围的最高值（63kgf/ cm2），此时流过阀的溢流量为试验流量。

然后将二位二通电磁换向阀16通电，被试阀的额卸荷口（远程控制口）即通油箱。

用压力表p12—2测量压力
值，即为卸荷压力。

注意：当被试阀的压力调好之后应将p12—2压力表开关转至O位，待16通电后，再将压力表开关转至压力接点读出卸荷压力值，这样可以保护压力表不被打坏。

2）压力损失
在实验流量下，调节被压阀14的调压手轮至全开位置，用压力表p12—2，测量压力值。

3．起闭特性
关闭溢流阀11，调节被试阀14至调压范围的最高值63kgf/ cm2，并锁紧其调节手柄，使通过被试阀14的流量为试验流量。

1）闭合特性
慢慢松开溢流阀11的手柄，使系统压力分10档逐渐降低，每次记录过被试阀14的流量，直到被试阀14的溢流量减少到额定流量的1%（小流量时用量杯测量）。

此时的压力为闭合压力（由压力表p12—2读出）。

继续松开溢流阀11的手柄，直到全部流量从溢流阀11流走。

2）开启特性
反向拧紧溢流阀11的手柄，从被试阀14不溢流开始，使系统压力逐渐升高，当被试阀14的溢流量达到实验流量的1%时，此时的压力为开启压力，再继续拧紧溢流阀11的手柄，分10档逐渐升压，一直升到被试阀14的调压范围最高值63kgf/ cm2。

记下每次相应的压力和流量。

注意：为了减少测量误差，启闭特性实验中溢流阀11的调压手柄应始终向响应的方向旋转。

（三）实验结束
放松溢流阀11及14的调压手柄，并使二位三通电磁换向阀13处于常态位置。

最后关闭液压泵。

四、实验报告
（一）实验数据记录表格
表3 ~ 1
表3 ~ 2
（二）绘制溢流阀的启闭特性曲线
（三）思考题
1．实验油路中溢流阀起什么作用？
2．当通过被试阀的试验流量不同时对被试阀的卸荷压力有什么影响？
3．溢流阀的启闭特性有何意义？启闭特性好坏对使用性能有何影响？
实验三返回页首
实验三节流调速性能实验
一、实验目的：
节流调速回路是由定量泵、流量控制阀、溢流阀和执行元件等组成，它通过改变流量控制阀阀口的开度，即通流截面积来调节和控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。

节流调速回路按照其流量控制阀类型或安放位置的不同，有进口节流调速，出口节流调速和旁路节流调速三种。

流量控制阀采用节流阀或调速阀时，其调速性能各有自己的特点，同时节流阀、调速回路不同，它们的调速性能也有差别。

通过本实验要达到以下目的：
1．分析、比较采用节流阀的进油节流调速回路中，节流阀具有不同通流面积时的速度负载特性；
2．分析、比较采用节流阀的进、回、旁三种调速回路的速度负载特性；
3．分析比较节流阀、调速阀的调速性能。

二、实验内容：
1．测试采用节流阀的进油路节流调速回路的速度负载特性；
2．测试采用节流阀的回油路节流调速回路的速度负载特性；
3．测试采用节流阀的旁油路节流调速回路的速度负载特性；
4．测试采用调速阀的进油路节流调速回路的速度负载特性；
三、实验方法：
图3－1为QCS003B型液压实验台节流调速回路性能实验的液压系统原理图。

该液压系统由两个回路组成。

图2－1的左半部是调速回路，右半部则是加载回路。

图3-1 QCS003B 型液压实验台的液压系统原理图
在加载回路中，当压力油进入加载液压缸18右腔时，由于加载液压缸活塞杆与调速回路液压缸17（以后简称工作液压缸）的活塞杆将处于同心位置直接对顶，而且它们的缸筒都固定在工作台上，因此工作液压缸的活塞杆受到一个向左的作用力（负载FL），调节溢流阀9可以改变FL的大小。

在调速回路中，工作液压缸17的活塞杆的工作速度V与节流阀的通流面积a、溢流阀调定压力P1（泵1的供油压力）及负载FL有关。

而在一次工作过程中，a和P1都预先调定不再变化，此时活塞杆运动速度V只与负载FL有关。

V 与FL之间的关系，称为节流调速回路的速度负载特性。

a和P1确定之后，改变负载FL的大小，同时测出相应的工作液压缸活塞杆速度V，就可测得一条速度负载特性曲线。

四、实验步骤：
参照图3和图2－1进行实验。

1．采用节流阀的进油路节流调速回路的速度负载特性：
(1)测试前的调整:加载回路的调整－全部关闭节流阀10和全部打开溢流阀9，启动液压泵8，慢慢拧紧溢流阀
9的旋钮（使回路中压力P6小于5kgf/cm2）。

转换电磁阀12的控制按钮，使电磁阀12左、右切换，加载液压缸18的活塞往复动作两、三次，以排除回路中的空气。

然后使活塞杆处于退回位置。

调速回路的调整－全部关闭节流阀5、7和调速阀4，并全部打开节流阀6和溢流阀2，启动液压泵1，慢慢扭紧溢流阀2，使回路中压力P1处于5kgf/cm2。

将电磁阀3的控制按钮置于“左”位，使电磁阀3处于左位工作。

再慢慢调节进油节流阀5的通流面积，使工作液压缸17的活塞运动速度适中（40～60mm/s）。

左右转换电磁阀3的控制按钮，使活塞往复运动几次，检查回路工作是否正常，并排除空气。

(2)按拟定好的实验方案，调定液压泵1的供油压力P1和本回路流量控制阀（进油节流阀5）的通流面积a，
使工作液压缸活塞退回，加载液压缸活塞杆向前伸出，两活塞杆对顶。

(3)逐次用溢流阀9调节加载液压缸的工作压力P7，分别测出工作液压缸的活塞运动速度V。

负载应加到工作
液压缸活塞不运动为止。

(4)调节P1和a，重复(2)步骤。

(5)重复(3)步骤。

工作液压缸活塞运动速度v—用钢板尺测量行程L，用微动行程开关发讯，电秒表记时，或用秒表直接测量时间t。

v＝L/t (mm/s)。

负载，式中P7－负载液压缸18工作腔的压力；A1－负载液压缸无杆腔的有效面积。

将上述所测数据记入实验报告。

2．采用节流阀的回油路节流调速回路的速度负载特性：
(1) 测试前的调整
加载回路的调整－调节溢流阀9，使P6小于5kgf/cm2，通过电磁阀12的切换，使活塞处于退回位置。

调速回路的调整－将电磁阀3的控制旋钮置于“0”位，电磁阀3处于中位。

全部打开节流阀5和关闭节流阀6。

再使电磁阀3处于左位，慢慢调节回油节流阀6的通流面积a，使工作液压缸的活塞运动速度适中。

(2)、(3)步骤同1。

3．采用节流阀的旁油路节流调速回路的速度负载特性：
(1) 测试前的调整
加载回路的调整－同2(1)中的相应部分。

调速回路的调整－使电磁换向阀3处于中位，全部打开节流阀6。

然后使电磁阀3处于左位，慢慢调节旁路节流阀7的通流面积a，使工作液压缸的活塞运动速度适中。

(2)同1(2)步骤。

(3)同1(3)步骤。

4．采用调速阀的进油路节流调速回路的速度负载特性：
(1)测试前的调整
加载回路的调整－同2(1)中的相应部分。

调速回路的调整－使电磁阀3处于中位，全部关闭节流阀5、7。

再使电磁阀3处于左位，慢慢调节调速阀4的通流面积，使工作液压缸的活塞运动速度适中。

(2)同1(2)步骤。

(3)同1(3)步骤。

为便于对比上述四种调速回路的试验结果，在调节2、3、4项的各参数时，应与1中的中等通流面积时相应的参数一致。

现列出一些参数的具体数值，供学生参考：液压缸1的供油压力P1可拟定在30～40 kgf/cm2之间；负载压力P7可拟定在5～35 kgf/cm2之间（P1要大于P7的最大值）；流量阀通流面积a的调节可参照工作液压缸活塞速度v 的大小进行，（v可拟定在10～120mm/s之间），也可参照节流阀的刻度进行。

五、实验记录与要求：
1．填写数据表（见表3－1和表3－2）；
2．绘制节流调速回路的速度－负载特性曲线；
用坐标纸分别绘制四种节流调速回路的速度－负载特性曲线。

3．分析实验结果。

六、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．采用调速阀的进油路节流调速回路，为什么速度负载特性变硬（速度刚度变大）？而在最后，速度却下降得很快？
3．分析并观察各种节流调速回路液压泵出口压力的变化规律，指出哪种调速情况下功率较大？哪种经济？
4．各种节流调速回路中液压缸最大承载能力各决定于什么参数？
七、实验报告：。