《流體力學(xué)與液壓傳動》實驗指導(dǎo)書

實驗一液阻特性實驗一、實驗?zāi)康?驗證油液經(jīng)細長孔、薄壁孔時的液阻特性指數(shù)是否符合理論值；2通過實驗獲得感性認識，建立對于理論分析所獲結(jié)論的信心，進而了解到油液流經(jīng)任何形式的液阻都有符合理論值的液阻特性指數(shù)。深入地理解液阻特性，合理設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)，對于提高系統(tǒng)效率、避免溫升有著重要意義。二、實驗內(nèi)容及說明實驗內(nèi)容是測定細長孔、薄壁孔的液阻特性，繪制壓力流量曲線。說明如下油液流經(jīng)被測液阻時產(chǎn)生的壓力損失和流量之間有著如下關(guān)系PVQR式中液阻特性指數(shù)；液阻兩端壓差PR液阻，與通流面積、形狀及油液性質(zhì)和流態(tài)有關(guān)細長孔L285MM，D2MM薄壁孔L03MM，D26MM，LD/2分別令被測液阻通過流量為2L/MIN，3L/MIN，或其它數(shù)值，測得相應(yīng)VQ的壓差，理論計算和簡單的推導(dǎo)過程如下P，V11QRV22QRPV21QP等式兩邊同時取對數(shù)，則有V21V2121LGLLGQPV21LGQP三、實驗系統(tǒng)原理圖及實現(xiàn)方法1所需的實驗系統(tǒng)如圖11所示圖11液阻特性實驗系統(tǒng)原理圖這個系統(tǒng)需要在具體的實驗平臺上實現(xiàn)。2實驗平臺簡介實驗平臺是一套多功能液壓實驗系統(tǒng)，圖12所示為薄壁孔液阻特性實驗所用的液壓實驗平臺照片，圖中橙色細管部分為被測薄壁孔液阻裝置，兩端的壓力表用于測量液阻兩端壓差。圖13為該平臺液壓系統(tǒng)原理圖照片，要實現(xiàn)薄壁孔液阻特性實驗，需要調(diào)節(jié)實驗平臺面板上的一系列開關(guān)，本實驗用液壓泵1，打開針閥開關(guān)8（逆時針旋轉(zhuǎn)至極限位置），關(guān)閉針閥開關(guān)9、10（順時針旋轉(zhuǎn)至極限位置）即可，用調(diào)速閥5進行調(diào)速，順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)速閥手柄，流量增加，溢流閥3用于調(diào)定系統(tǒng)壓力，順時針旋轉(zhuǎn)溢流閥手柄，壓力增加。圖14為細長管液阻實驗所用的液壓實驗平臺。橙色細管部分為被測細長管液阻裝置，同樣安裝了兩塊壓力表，用來測液阻兩端壓差。圖15所示為該平臺液壓系統(tǒng)原理圖，要實現(xiàn)本實驗系統(tǒng)，同樣需要調(diào)整一些開關(guān)。本實驗用液壓泵1，打開開關(guān)9，關(guān)閉開關(guān)10即可。用調(diào)速閥7調(diào)節(jié)流量，用法如上述，溢流閥5用于調(diào)定系統(tǒng)壓力，用法如上述。圖12薄壁孔液阻實驗所用實驗平臺圖13薄壁孔液阻實驗所用實驗平臺液壓原理圖圖14細長孔液阻實驗所用實驗平臺局部照片圖15細長孔液阻實驗所用實驗平臺液壓原理圖四、實驗方法與步驟1啟動油泵，用溢流閥調(diào)節(jié)實驗壓力，使P1讀數(shù)為34MPA；2用調(diào)速閥調(diào)節(jié)被測液阻的流量，其值在1L/MIN4L/MIN范圍內(nèi)，油液溫度在2026之間。流量的調(diào)節(jié)需要調(diào)速閥與溢流閥配合進行，為操作簡便計，往往溢流閥的設(shè)定值較高，在調(diào)速閥調(diào)節(jié)流量過程中，不再調(diào)節(jié)溢流閥，而使泵出口壓力保持基本恒定。壓力值通過壓力表讀取，至于流量，需要在浮子流量計上讀取金屬浮子上邊沿對應(yīng)的透明殼體上的刻度，代入“流量計標(biāo)定曲線”后獲得單位為L/MIN的流量值。流量計照片如圖6所示，圖7所示為其中一臺流量計的標(biāo)定曲線和數(shù)表。圖6流量計照片圖7薄壁孔實驗用流量計標(biāo)定圖表3調(diào)節(jié)流量值，測得相應(yīng)的壓差，可以用描點法畫壓力流量曲線，取其中兩套數(shù)值，代入公式，即可計算出被測液阻的液阻系數(shù)。細長孔實驗，實驗數(shù)值應(yīng)接近此值；1理論薄壁孔實驗，實驗數(shù)值應(yīng)接近此值；2理論以上實驗數(shù)據(jù)的幾何意義是細長孔逐點測得的曲線接近直線，薄壁孔逐點測得的曲線PVQPVQ接近拋物線。由于流量計標(biāo)定是在油液溫度24條件下進行的，為保證實驗數(shù)值的準(zhǔn)確，實驗時應(yīng)盡量保證油液溫度接近24。五、實驗要求1根據(jù)實驗記錄的、，驗算出被測液阻的液阻特性指數(shù)；PVQ2獲得一批、實驗數(shù)值，用描點法繪制曲線，由曲線形狀判斷PVQ被測液阻的性質(zhì)。3分析實驗值和理論值誤差產(chǎn)生的原因。4對比轉(zhuǎn)子流量計與齒輪馬達流量計的實驗數(shù)據(jù)，比較同一流量條件下，進、出口壓力實驗值，分析誤差產(chǎn)生的原因。表11試驗數(shù)據(jù)表流量VQL/MIN進口壓力P2（MPA出口壓力P3（MPA）壓差P（MPA）1231細長孔41232薄壁孔4六、實驗報告（如篇幅不夠，可另加頁）貼圖頁實驗二液壓泵實驗一、實驗?zāi)康牧私庖簤罕玫闹饕阅?，掌握液壓泵的實驗原理及測試方法。二、實驗內(nèi)容測試定量葉片泵和限壓式變量泵的壓力流量特性，并繪出其特性曲線，計算出該泵在額定壓力下的容積效率（一點）。三、實驗原理圖圖21定量泵實驗原理圖圖22變量泵實驗原理圖四、實驗步驟1、定量泵實驗（中間實驗臺）（1）實驗準(zhǔn)備開始實驗前順時針關(guān)閉開關(guān)9、11，逆時針打開開關(guān)10。松開溢流閥6和節(jié)流閥8，啟動泵2（定量泵）?？者\轉(zhuǎn)約一分鐘；（2）系統(tǒng)安全壓力設(shè)定調(diào)節(jié)溢流閥6，配合調(diào)節(jié)節(jié)流閥8，使壓力表P4的讀數(shù)為7MPA，該壓力即為系統(tǒng)安全壓力。（3）全部松開節(jié)流閥8，卸下壓力，此時壓力表P4的讀數(shù)降至最低點，記下這點的壓力表P4的讀數(shù)P值和流量計讀數(shù)Q值；（4）逆時針調(diào)節(jié)節(jié)流閥8，逐步給定量泵加載，每次加1MPA，直到63MPA（泵的額定壓力）為止，記錄每次的P值和Q值，并填入下面的表格中。松開節(jié)流閥8和溢流閥6，關(guān)閉泵2。（5）根據(jù)記錄的P、Q值，用坐標(biāo)紙繪出PQ特性曲線；（6）計算額定壓力下的容積效率和泵的最大輸出功率（額定壓力下的壓力和流量的乘積）。安全注意事項啟動泵之前，一定要將溢流閥6處于打開狀態(tài)。2、變量泵實驗（左側(cè)實驗臺）（1）實驗準(zhǔn)備開始實驗前順時針關(guān)閉開關(guān)8、10，逆時針打開開關(guān)9。松開溢流閥3和節(jié)流閥4，啟動泵1（變量泵）?？者\轉(zhuǎn)約一分鐘；（2）系統(tǒng)安全壓力設(shè)定調(diào)節(jié)溢流閥3，配合調(diào)節(jié)節(jié)流閥4，當(dāng)壓力表P2的讀數(shù)達到63MPA且流量突然下降后，繼續(xù)調(diào)節(jié)溢流閥3半圈，該壓力即為系統(tǒng)安全壓力。（3）全部松開節(jié)流閥4，卸下壓力，此時壓力表P2的讀數(shù)降至最低點，記下這點的壓力表P2的讀數(shù)P值和流量計讀數(shù)Q值；（4）逆時針調(diào)節(jié)節(jié)流閥4，逐步給變量泵加載，每次加1MPA，到5MPA，然后每次加載02PMPA，直到63MPA（泵的額定壓力）為止，記錄每次的P值和Q值，并填入下面的表格中。松開節(jié)流閥4和溢流閥3，關(guān)閉泵1。（5）根據(jù)記錄的P、Q值，用坐標(biāo)紙繪出PQ特性曲線；（6）計算全流量工作壓力下的容積效率和泵的最大輸出功率（全流量壓力下的壓力和流量的乘積）。安全注意事項啟動泵之前，一定要將溢流閥3處于打開狀態(tài)。表21定量泵實驗記錄表出口壓力P（MPA）實際流量Q實理論流量Q理容積效率V泵輸出功率表22變量泵實驗記錄表出口壓力P（MPA）實際流量Q實理論流量Q理容積效率V泵輸出功率五、實驗要求1、根據(jù)測出的P、Q值畫出壓力流量曲線；2、根據(jù)壓力流量曲線畫出容積效率曲線；3、根據(jù)壓力流量曲線畫出泵的輸出功率曲線。六、實驗分析1、液壓泵容積效率大小反映泵的什么性能2、影響液壓泵容積效率的因素有哪些3、為什么變量泵加載到一定壓力，流量會急劇變化，試用變量泵的工作原理說明之。七、實驗報告（如預(yù)留篇幅不夠，可另加頁）貼圖頁實驗三節(jié)流調(diào)速實驗一、實驗?zāi)康?、測量調(diào)速閥、節(jié)流閥的速度負載特性。2、加深對進口節(jié)流、出口節(jié)流調(diào)速回路的認識。二、實驗內(nèi)容包括調(diào)速閥調(diào)速特性和節(jié)流閥調(diào)速特性。1、測定液壓缸進口節(jié)流調(diào)速閥和出口節(jié)流節(jié)流閥各自的速度負載特性。2、了解靜態(tài)液壓加載方法（差動加載）和光電開關(guān)測速方法。三、實驗原理圖圖31節(jié)流調(diào)速實驗臺原理圖四、實驗方法與步驟由于三個實驗平臺液壓回路略有不同，實驗步驟分別敘述如下中間實驗平臺（一）實驗前準(zhǔn)備注開關(guān)元件，逆時針旋轉(zhuǎn)手柄到極限位置為打開，順時針旋轉(zhuǎn)手柄到極限位置為關(guān)閉；節(jié)流閥元件，逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕到極限位置為關(guān)閉，順時針旋轉(zhuǎn)手柄到極限位置為打開1、打開開關(guān)9，關(guān)閉開關(guān)10、11和節(jié)流閥8。2、松開溢流閥5、6，調(diào)速閥14、節(jié)流閥15調(diào)至開口最大狀態(tài)（順時針旋轉(zhuǎn)手柄到極限位置），啟動液壓泵1、泵2。3、調(diào)節(jié)溢流閥6，使壓力表P4的讀數(shù)為2MPA。將溢流閥5完全打開，使得壓力表P1的讀數(shù)為最低。4、撥動電磁換向閥16開關(guān)，使工作缸往復(fù)運動數(shù)次以排出工作缸內(nèi)空氣。（二）進口調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速實驗1、保持節(jié)流閥15開口為最大狀態(tài)，適當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)速閥14的開口，撥動換向閥16的開關(guān)，使工作缸運動，當(dāng)光電計數(shù)器顯示值大約為120時，該狀態(tài)即為調(diào)速閥的固定開口狀態(tài)。2、撥動換向閥16的開關(guān)，使工作缸工作，在運動過程中讀出壓力表P4、P6的數(shù)值，運動停止后記下光電讀數(shù)器的讀數(shù)，該讀數(shù)除以50即為負載為零時工作缸運動100MM所用時間，據(jù)此得到運動速度。3、撥動換向閥16開關(guān)，使工作缸回程。調(diào)節(jié)溢流閥5，使壓力表P1的讀數(shù)為適當(dāng)值（如05MPA），記錄該載荷下工作缸運動過程中的壓力表P6、P7值，運動停止后記錄時間。4、重復(fù)步驟3的操作，逐漸增加負載壓力，直到工作缸不能動為止。5、松開溢流閥5，使壓力表P1讀數(shù)降為最小值。6、整理紀(jì)錄值，繪出進口調(diào)速閥的速度負載特性曲線。（三）出口節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速實驗1、將調(diào)速閥14完全松開（順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕到極限位置），調(diào)節(jié)調(diào)速閥15的開口，使光電計數(shù)器的讀數(shù)大約為120。2、重復(fù)進口節(jié)流調(diào)速實驗的2、3、4、5步驟，實驗中記錄壓力表P8、P1壓力值和光電計數(shù)器的讀數(shù)。3、整理紀(jì)錄值，繪出出口節(jié)流閥的速度負載特性曲線。實驗技巧提示1）在完成實驗準(zhǔn)備后，進行節(jié)流調(diào)速實驗之前，即先找實驗曲線特征點使工作缸不能移動的最低壓力，也即最大負載壓力，約為3MPA左右。2對于進口調(diào)速閥調(diào)速實驗，還應(yīng)找到第二個特征點即特性曲線拐點。在拐點附近及之后測試點要密集些。3）對于出口節(jié)流閥調(diào)速實驗，只需在最低負載壓力最高負載壓力之間平均分配測試點即可。左側(cè)實驗平臺（一）實驗前準(zhǔn)備1、關(guān)閉開關(guān)7、9、10和節(jié)流閥4。2、松開溢流閥3、6，調(diào)速閥14、節(jié)流閥15（順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕到極限位置）。啟動液壓泵1、泵2。3、調(diào)節(jié)溢流閥6，使壓力表P3的讀數(shù)為2MPA。將溢流閥5完全打開，使得壓力表P2的讀數(shù)為最低。4、撥動轉(zhuǎn)向閥16開關(guān)，使工作缸往復(fù)運動數(shù)次以排出工作缸內(nèi)空氣。（二）進口調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速實驗1、保持節(jié)流閥15開口為最大狀態(tài)，調(diào)節(jié)調(diào)速閥14的開口，撥動電磁換向閥16的開關(guān)，使工作缸運動，當(dāng)光電計數(shù)器顯示值大約為120時，該狀態(tài)即為調(diào)速閥的固定開口狀態(tài)。2、撥動換向閥16的開關(guān)，使工作缸工作，在運動過程中讀出壓力表P3、的數(shù)值（表P6新壓力閥壓力無法引出，讀數(shù)為零，不記），運動停止后記下光電讀數(shù)器的讀數(shù)，該讀數(shù)除以50即為負載為零時工作缸運動100MM所用時間，據(jù)此得到運動速度。3、撥動換向閥16開關(guān)，使工作缸回程。調(diào)節(jié)溢流閥3，使壓力表P2的讀數(shù)為適當(dāng)值（如05MPA），記錄該載荷下工作缸運動過程中的壓力表P6、P7值，運動停止后記錄時間。4、重復(fù)步驟3的操作，逐漸增加負載壓力，直到工作缸不能移動為止。5、松開溢流閥3，使壓力表P2讀數(shù)降為最小值。6、整理紀(jì)錄值，繪出進口調(diào)速閥的速度負載特性曲線。（三）出口節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速實驗1、將調(diào)速閥14完全松開，調(diào)節(jié)節(jié)流閥15的開口，使光電計數(shù)器的讀數(shù)大約為120。2、重復(fù)進口節(jié)流調(diào)速實驗的2、3、4、5步驟，實驗中記錄壓力表P8、P2壓力值和光電計數(shù)器的讀數(shù)。3、整理紀(jì)錄值，繪出出口節(jié)流閥的速度負載特性曲線。實驗技巧提示如前所述。右側(cè)實驗平臺（一）實驗前準(zhǔn)備1、打開開關(guān)9，關(guān)閉開關(guān)7、8和節(jié)流閥4。2、松開溢流閥3、5，調(diào)速閥14、節(jié)流閥15（順時針旋轉(zhuǎn)手柄到極限位置），啟動液壓泵1、泵2。3、調(diào)節(jié)溢流閥3，使壓力表P1的讀數(shù)為2MPA。將溢流閥5完全打開，使得壓力表P3的讀數(shù)為最低。4、撥動電磁換向閥16開關(guān)，使工作缸往復(fù)運動數(shù)次以排出工作缸內(nèi)空氣。（二）進口調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速實驗1、保持節(jié)流閥15開口為最大狀態(tài)，調(diào)節(jié)調(diào)速閥14的開口，撥動換向閥16的開關(guān)，使工作缸運動，當(dāng)光電計數(shù)器顯示值大約為120時，該狀態(tài)即為調(diào)速閥的固定開口狀態(tài)。2、撥動換向閥16的開關(guān)，使工作缸工作，在運動過程中讀出壓力表P1、P6的數(shù)值，運動停止后記下光電讀數(shù)器的讀數(shù)，該讀數(shù)除以50即為負載為零時工作缸運動100MM所用時間，據(jù)此得到運動速度。3、撥動換向閥16開關(guān)，使工作缸回程。調(diào)節(jié)溢流閥5，使壓力表P3的讀數(shù)為適當(dāng)值（如05MPA），記錄該載荷下工作缸運動過程中的壓力表P6、P7值，運動停止后記錄時間。4、重復(fù)步驟3的操作，逐漸增加負載壓力，直到工作缸不能移動為止。5、松開溢流閥5，使壓力表P3讀數(shù)降為最小值。6、整理紀(jì)錄值，繪出進口調(diào)速閥的速度負載特性曲線。（三）出口節(jié)流閥調(diào)速實驗1、將調(diào)速閥14完全松開，調(diào)節(jié)調(diào)速閥15的開口，使光電計數(shù)器的讀數(shù)大約為120。2、重復(fù)進口節(jié)流調(diào)速實驗的2、3、4、5步驟，實驗中記錄壓力表P8、P3壓力值和光電計數(shù)器的讀