流体力学与液压传动实验指导书Word格式文档下载.docx
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分别令被测液阻通过流量为2L/min,3L/min,或其它数值,测得相应的压差,理论计算和简单的推导过程如下:
,
等式两边同时取对数:
,则有:
三、实验系统原理图及实现方法
1.所需的实验系统如图1.1所示:
图1.1液阻特性实验系统原理图
这个系统需要在具体的实验平台上实现。
2.实验平台简介
实验平台是一套多功能液压实验系统,图1.2所示为薄壁孔液阻特性实验所用的液压实验平台照片,图中橙色细管部分为被测薄壁孔液阻装置,两端的压力表用于测量液阻两端压差。
图1.3为该平台液压系统原理图照片,要实现薄壁孔液阻特性实验,需要调节实验平台面板上的一系列开关,本实验用液压泵1,打开针阀开关8(逆时针旋转至极限位置),关闭针阀开关9、10(顺时针旋转至极限位置)即可,用调速阀5进行调速,顺时针旋转调速阀手柄,流量增加,溢流阀3用于调定系统压力,顺时针旋转溢流阀手柄,压力增加。
图1.4为细长管液阻实验所用的液压实验平台。
橙色细管部分为被测细长管液阻装置,同样安装了两块压力表,用来测液阻两端压差。
图1.5所示为该平台液压系统原理图,要实现本实验系统,同样需要调整一些开关。
本实验用液压泵1,打开开关9,关闭开关10即可。
用调速阀7调节流量,用法如上述,溢流阀5用于调定系统压力,用法如上述。
图1.2薄壁孔液阻实验所用实验平台
图1.3薄壁孔液阻实验所用实验平台液压原理图
图1.4细长孔液阻实验所用实验平台局部照片
图1.5细长孔液阻实验所用实验平台液压原理图
四、实验方法与步骤
1.启动油泵,用溢流阀调节实验压力,使P1读数为3~4MPa;
2.用调速阀调节被测液阻的流量,其值在1L/min~4L/min范围内,油液温度在20℃~26℃之间。
流量的调节需要调速阀与溢流阀配合进行,为操作简便计,往往溢流阀的设定值较高,在调速阀调节流量过程中,不再调节溢流阀,而使泵出口压力保持基本恒定。
压力值通过压力表读取,至于流量,需要在浮子流量计上读取金属浮子上边沿对应的透明壳体上的刻度,代入“流量计标定曲线”后获得单位为L/min的流量值。
流量计照片如图6所示,图7所示为其中一台流量计的标定曲线和数表。
图6流量计照片
图7薄壁孔实验用流量计标定图表
3.调节流量值,测得相应的压差,可以用描点法画压力流量曲线,取其中两套数值,代入公式,即可计算出被测液阻的液阻系数。
细长孔实验:
,实验数值应接近此值;
薄壁孔实验:
以上实验数据的几何意义是:
细长孔逐点测得的—曲线接近直线,薄壁孔逐点测得的—曲线接近抛物线。
由于流量计标定是在油液温度24℃条件下进行的,为保证实验数值的准确,实验时应尽量保证油液温度接近24℃。
五、实验要求
1.根据实验记录的、,验算出被测液阻的液阻特性指数;
2.获得一批、实验数值,用描点法绘制—曲线,由曲线形状判断被测液阻的性质。
3.分析实验值和理论值误差产生的原因。
4.对比转子流量计与齿轮马达流量计的实验数据,比较同一流量条件下,进、出口压力实验值,分析误差产生的原因。
表1-1试验数据表
流量
(L/min)
进口压力P2
(MPa)
出口压力P3
压差
1
细长孔
2
3
4
薄壁孔
六、实验报告(如篇幅不够,可另加页)
贴图页
实验二:
液压泵实验
一、实验目的
了解液压泵的主要性能,掌握液压泵的实验原理及测试方法。
二、实验内容
测试定量叶片泵和限压式变量泵的压力——流量特性,并绘出其特性曲线,计算出该泵在额定压力下的容积效率(一点)。
三、实验原理图
图2.1定量泵实验原理图
图2.2变量泵实验原理图
四、实验步骤
1、定量泵实验(中间实验台):
(1)实验准备:
开始实验前顺时针关闭开关9、11,逆时针打开开关10。
松开溢流阀6和节流阀8,启动泵2(定量泵)。
空运转约一分钟;
(2)系统安全压力设定:
调节溢流阀6,配合调节节流阀8,使压力表P4的读数为7MPa,该压力即为系统安全压力。
(3)全部松开节流阀8,卸下压力,此时压力表P4的读数降至最低点,记下这点的压力表P4的读数P值和流量计读数Q值;
(4)逆时针调节节流阀8,逐步给定量泵加载,每次加1MPa,直到6.3MPa(泵的额定压力)为止,记录每次的P值和Q值,并填入下面的表格中。
松开节流阀8和溢流阀6,关闭泵2。
(5)根据记录的P、Q值,用坐标纸绘出P-Q特性曲线;
(6)计算额定压力下的容积效率和泵的最大输出功率(额定压力下的压力和流量的乘积)。
安全注意事项:
启动泵之前,一定要将溢流阀6处于打开状态。
2、变量泵实验(左侧实验台)
开始实验前顺时针关闭开关8、10,逆时针打开开关9。
松开溢流阀3和节流阀4,启动泵1(变量泵)。
调节溢流阀3,配合调节节流阀4,当压力表P2的读数达到6.3MPa且流量突然下降后,继续调节溢流阀3半圈,该压力即为系统安全压力。
(3)全部松开节流阀4,卸下压力,此时压力表P2的读数降至最低点,记下这点的压力表P2的读数P值和流量计读数Q值;
(4)逆时针调节节流阀4,逐步给变量泵加载,每次加1MPa,到5MPa,然后每次加载0.2PMPa,直到6.3MPa(泵的额定压力)为止,记录每次的P值和Q值,并填入下面的表格中。
松开节流阀4和溢流阀3,关闭泵1。
(6)计算全流量工作压力下的容积效率和泵的最大输出功率(全流量压力下的压力和流量的乘积)。
启动泵之前,一定要将溢流阀3处于打开状态。
表2-1定量泵实验记录表
出口压力P(MPa)
实际流量Q实
理论流量Q理
容积效率ηV
泵输出功率
表2-2变量泵实验记录表
五、实验要求
1、根据测出的P、Q值画出压力流量曲线;
2、根据压力流量曲线画出容积效率曲线;
3、根据压力流量曲线画出泵的输出功率曲线。
六、实验分析
1、液压泵容积效率大小反映泵的什么性能?
2、影响液压泵容积效率的因素有哪些?
3、为什么变量泵加载到一定压力,流量会急剧变化,试用变量泵的工作原理说明之。
七、实验报告(如预留篇幅不够,可另加页)
实验三:
节流调速实验
1、测量调速阀、节流阀的速度—负载特性。
2、加深对进口节流、出口节流调速回路的认识。
二、实验内容
包括调速阀调速特性和节流阀调速特性。
1、测定液压缸进口节流调速阀和出口节流节流阀各自的速度—负载特性。
2、了解静态液压加载方法(差动加载)和光电开关测速方法。
三、实验原理图
图3.1节流调速实验台原理图
由于三个实验平台液压回路略有不同,实验步骤分别叙述如下:
中间实验平台:
(一)实验前准备
注:
开关元件,逆时针旋转手柄到极限位置为打开,顺时针旋转手柄到极限位置为关闭;
节流阀元件,逆时针旋转旋钮到极限位置为关闭,顺时针旋转手柄到极限位置为打开
1、打开开关9,关闭开关10、11和节流阀8。
2、松开溢流阀5、6,调速阀14、节流阀15调至开口最大状态(顺时针旋转手柄到极限位置),启动液压泵1、泵2。
3、调节溢流阀6,使压力表P4的读数为2MPa。
将溢流阀5完全打开,使得压力表P1的读数为最低。
4、拨动电磁换向阀16开关,使工作缸往复运动数次以排出工作缸内空气。
(二)进口调速阀节流调速实验
1、保持节流阀15开口为最大状态,适当调节调速阀14的开口,拨动换向阀16的开关,使工作缸运动,当光电计数器显示值大约为120时,该状态即为调速阀的固定开口状态。
2、拨动换向阀16的开关,使工作缸工作,在运动过程中读出压力表P4、P6的数值,运动停止后记下光电读数器的读数,该读数除以50即为负载为零时工作缸运动100mm所用时间,据此得到运动速度。
3、拨动换向阀16开关,使工作缸回程。
调节溢流阀5,使压力表P1的读数为适当值(如0.5MPa),记录该载荷下工作缸运动过程中的压力表P6、P7值,运动停止后记录时间。
4、重复步骤3的操作,逐渐增加负载压力,直到工作缸不能动为止。
5、松开溢流阀5,使压力表P1读数降为最小值。
6、整理纪录值,绘出进口调速阀的速度—负载特性曲线。
(三)出口节流阀节流调速实验
1、将调速阀14完全松开(顺时针旋转旋钮到极限位置),调节调速阀15的开口,使光电计数器的读数大约为120。
2、重复进口节流调速实验的2、3、4、5步骤,实验中记录压力表P8、P1压力值和光电计数器的读数。
3、整理纪录值,绘出出口节流阀的速度—负载特性曲线。
*实验技巧提示:
1)在完成实验准备后,进行节流调速实验之前,即先找实验曲线特征点——使工作缸不能移动的最低压力,也即最大负载压力,约为3MPa左右。
2)对于进口调速阀调速实验,还应找到第二个特征点——即特性曲线拐点。
在拐点附近及之后测试点要密集些。
3)对于出口节流阀调速实验,只需在最低负载压力—最高负载压力之间平均分配测试点即可。
左侧实验平台
(一)实验前准备
1、关闭开关7、9、10和节流阀4。
2、松开溢流阀3、6,调速阀14、节流阀15(顺时针旋转旋钮到极限位置)。
启动液压泵1、泵2。
3、调节溢流阀6,使压力表P3的读数为2MPa。
将溢流阀5完全打开,使得压力表P2的读数为最低。
4、拨动转向阀16开关,使工作缸往复运动数次以排出工作缸内空气。
1、保持节流阀15开口为最大状态,调节调速阀14的开口,拨动电磁换向阀16的开关,使工作缸运动,当光电计数器显示值大约为120时,该状态即为调速阀的固定开口状态。
2、拨动换向阀16的开关,使工作缸工作,在运动过程中读出压力表P3、的数值(表P6新压力阀压力无法引出,读数为零,不记),运动停止后记下光电读数器的读数,该读数除以50即为负载为零时工作缸运动100mm所用时间,据此得到运动速度。
调节溢流阀3,使压力表P2的读数为适当值(如0.5MPa),记录该载荷下工作缸运动过程中的压力表P6、P7值,运动停止后记录时间。
4、重复步骤3的操作,逐渐增加负载压力,直到工作缸不能移动为止。
5、松开溢流阀3,使压力表P2读数降为最小值。
1、将调速阀14完全松开,调节节流阀15的开口,使光电计数器的读数大约为120。
2、重复进口节流调速实验的2、3、4、5步骤,实验中记录压力表P8、P2压力值和光电计数器的读数。
如前所述。
右侧实验平台:
1、打开开关9,关闭开关7、8和节流阀4。
2、松开溢流阀3、5,调速阀14、节流阀15(顺时针旋转手柄到极限位置),启动液压泵1、泵2。
3、调节溢流阀3,使压力表P1的读数为2MPa。
将溢流阀5完全打开,使得压力表P3的读数为最低。
4、拨动电磁换向阀16开关,使工作缸往复运动数次以排出工作缸内空气。
1、保持节流阀15开口为最大状态,调节调速阀14的开口,拨动换向阀16的开关,使工作缸运动,当光电计数器显示值大约为120时,该状态即为调速阀的固定开口状态。
2、拨动换向阀16的开关,使工作缸工作,在运动过程中读出压力表P1、P6的数值,运动停止后记下光电读数器的读数,该读数除以50即为负载为零时工作缸运动100mm所用时间,据此得到运动速度。
调节溢流阀5,使压力表P3的读数为适当值(如0.5MPa),记录该载荷下工作缸运动过程中的压力表P6、P7值,运动停止后记录时间。
5、松开溢流阀5,使压力表P3读数降为最小值。
(三)出口节流阀调速实验
1、将调速阀14完全松开,调节调速阀15的开口,使光电计数器的读数大约为120。
2、重复进口节流调速实验的2、3、4、5步骤,实验中记录压力表P8、P3压力值和光电计数器的读数。
五、节流调速实验思考题
1、整理纪录值,绘出进口调速阀、出口节流阀的速度—负载特性曲线。
2、根据记录的P1、P6、P7、P8的值,说明工作缸的运动速度的稳定与什么有关?
3、为什么说调速阀是速度稳定器?
试用其工作原理说明之。
表3-1进口调速阀实验记录表
工作压力(P)
负载压力(P)
T
(S)
V
(mm/s)
2MPa
表3-2出口节流阀实验记录表
六、实验报告(如预留篇幅不够,可另加页)
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- 流体力学 液压 传动 实验 指导书