機械設計製造及其自動化專業
《液壓與氣動技術》課程實驗指導書
撰寫人：吳乃領審定人：吳乃領
目錄第一部分緒論1
第二部分基本實驗指導3
實驗一液壓幫浦類元件拆裝3
實驗二液壓閥類元件拆裝14
實驗三節流調速迴路特性實驗24
實驗四基本迴路實驗27
第一部分緒論
本指導書是根據《液壓與氣動技術》課程實驗教學大綱編寫的，適用於機械設計製造及其自動化、過程裝備與控制工程專業及其它機類專業液壓與氣動技術實驗教學使用。
一、 本課程實驗的作用與任務
液壓與氣動技術課程實驗教學的目的在於使學生掌握基本的實驗方法及實驗技能，學習科學研究的方法，幫助學生學習和運用理論處理實際問題，驗證消化和鞏固基礎理論的重要環節。通過實驗使學生初步具備液壓元件、液壓迴路的調整和測試的綜合能力。正確處理實驗資料和分析實驗結果的能力，運用所學的理論解決實際問題的能力，提高學生的綜合素質。
二、 本課程實驗的基礎知識
液壓與氣動技術課程實驗使學生掌握典型元件（幫浦、閥等）的工作原理，結構特點，使用效能及應用範圍；掌握典型基本迴路的組成、工作原理。通過實驗和對實驗結果進行分析、整理和計算，驗證、鞏固、綜合課程所學知識。
三、本課程實驗教學專案及其教學要求
第二部分基本實驗指導
實驗一液壓幫浦類元件拆裝
一、 實驗目的
液壓傳動系統是由液壓幫浦、液壓執行元件（油缸或油馬達），液壓控制閥、輔助元件等四類液壓元件組成。通過典型液壓元件拆裝感性認識液壓元件結構，組成零件。元件外形尺寸及元件安裝等情況，搞清楚元件內部空間油路，並深入理解元件工作原理、功用，對一些重要零件材料、工藝及配合等要求獲得初步了解，以便在將來工作實踐中能正確選用液壓元件，設計出較合理液壓系統，並能正確安裝和在使用中正確維護液壓元件。
液壓元件品種、規格、型號很多。我們根據教學要求，選擇了一些典型中低壓液壓元件進行拆裝，希望能達到舉一翻三，觸類旁通的目的。
二、 實驗原理
通過拆裝實驗，了解形成幫浦的基本條件：1、週期性變化的密閉容積；2、必要的配流裝置；3、油箱與大氣相通等。進一步掌握各類幫浦的基本工作原理。
拆裝的液壓幫浦有齒輪幫浦、雙作用葉片幫浦、限壓式變數葉片幫浦、柱塞幫浦等。
三、 主要儀器及耗材
齒輪幫浦、雙作用葉片幫浦、限壓式變數葉片幫浦、柱塞幫浦模型及實物元件
每個實驗小組需常用工具
內六角扳手一套
活動扳手一把
平口起一把
十字起一把
尖咀鉗一把
鐵絲（φ 0.8 * 150mm 二段）
其它輔助工具
四、 實驗內容與步驟
根據液壓元件裝配圖，拆裝前應擬定簡單的拆裝工序
擬定拆裝工序時，應考慮以下幾點：
（1）首先熟悉元件工作原理及裝配圖，按元件組成結構及特點劃分拆裝單元。
（2）確定拆裝單元、拆裝順序。
（3）確定各單元拆裝順序，並注意哪些是可拆卸連線（螺紋連線、鍵連線、銷連線等），哪些是不可拆卸連線（焊接、過盈連線等）。
（4）確定拆裝方法、技術要求及所需工具。
（5）在確定拆裝順序及拆裝方法時必須考慮保證元件裝配精度。
（6）對元件裝配質量等方面的簡單檢查。
一）齒輪幫浦
1．齒輪幫浦結構組成
齒輪幫浦結構（cb-b型齒輪幫浦），如圖1-1所示。
一對等引數齒輪裝在幫浦體2中，由傳動軸6、8帶動迴轉，滾針軸承12分別裝在兩側端蓋1和3中，左右幫浦蓋上銑有槽a、b，使軸向洩漏出的油液經槽a、b流回吸油腔d。f、g為困油卸荷槽。在幫浦體2的兩端面各銑有壓力卸荷溝c，由側面洩漏的油經c流回吸油腔，這樣可以降低幫浦體與端蓋接合面間洩漏油的壓力，以減小螺釘拉力。
cb-b型齒輪幫浦是我國自行設計產品，額定流量為2.3-125l/min，額定工作壓力為25kgf/cm2。
圖1-1 cb-b型低壓齒輪幫浦
1-左幫浦蓋 2-幫浦體 1-右幫浦蓋 2-幫浦 3-密封圈 4-主動軸 5-主動齒輪
6-從動軸 9-從動齒輪 10-定位銷 11-壓蓋 12-滾針軸承 11-螺釘
2．齒輪幫浦結構特點
cb-b型齒輪幫浦由於採用了由幫浦體和前後端蓋組成的分離三片式結構，裝配後的軸向間隙直接由齒輪厚度與幫浦體厚度的尺寸公差來決定，因此軸向間隙容易控制，便於成批大量生產。
cb-b 型齒輪幫浦採用了帶保持架的滾針軸承，保證了滾針正常工作，增長了滾針使用壽命。
由於吸油孔腔均設計在後端蓋上，因此保證了幫浦體的剛度。
由於幫浦體兩端向上開有環形洩油溝，因此減少了螺釘所受拉力及幫浦蓋的變形。
困油現象，為使齒輪運轉平穩，其嚙合重疊係數應大於1，即在前一對輪齒尚未脫開嚙合前，後一對齒輪已進入嚙合，這就發生了困油現象，困油現象會造成很多不良後果；使兩軸和軸承受很大經向力，並發生空穴現象，從而產生振動和雜訊，降低油幫浦使用壽命，為了消除困油現象，cb-b 型齒輪幫浦在兩側端蓋上銑卸荷槽，卸荷槽的位置尺寸應保證困油空間。
在達到最小位置以前和排油腔連通，過了最小位置後和吸油腔連通，在最小位置時，吸油腔處於隔離狀態，這樣基本上解決了困油現象。卸荷槽位置不對稱於兩齒輪連心線，而偏向於吸油腔一側，這樣可使密封腔在絕大部分壓縮過程中都是與壓油腔相通，可以多**一部分壓力油，以提高幫浦容積效率，並可降低幫浦的雜訊，但該幫浦只能單方向轉動。
洩漏現象，齒輪幫浦由於洩漏多，難於形成高壓，而各洩漏部位又以齒輪端麵與蓋板間隙處的洩漏最為嚴重，要提高齒輪幫浦容積效率，主要是採取措施減少油液通過軸向間隙洩漏。
提高零件加工精度。選配合理的軸向間隙（分離三片式結構，軸向間隙容易控制）。
提高幫浦體剛度和減少端蓋在受到液壓後變形，以保持軸向間隙在不同壓力下基本不變。
對高壓幫浦採用了軸向間隙自動補償結構。
為減少作用在齒輪、軸承上的徑向不平衡力，可採取縮小壓油腔辦法，使高壓油作用在齒輪上面積縮小。
3．主要零件材料及技術要求
主要零件常用材料如下：幫浦體和端蓋常用材料為優質灰鑄鐵或鑄鋁合金，齒輪和軸一般用45號鋼、40cr或20cr等，材料經滲c氮化處理，表面硬度達hrc60左右，心部硬度達hrc26-44，使齒輪具有較高耐磨性和衝擊韌性，淬火後工作表面必須磨光。軸套一般採用40號鋼、40cr或青銅。
主要零件技術要求如下：
幫浦體內孔圓度和圓柱度≤0.01，齒輪孔與支承孔同軸度≤0.02。
支承孔圓度和圓柱度≤0.01，二支承中心距離偏差0.01-0.
04，二支承孔中心線不平行度偏差為0.01-0.02，支承孔軸線對端麵的垂直度為0.
01-0.02
二對齒輪寬度差< 0.005。一對齒輪同側軸套寬度差< 0.005。
齒輪軸圓度和圓柱度≥ 0.005，兩軸頸同軸度為0.02-0.03。
二）葉片幫浦
葉片幫浦分為單作用非卸荷式葉片幫浦（簡稱單作用葉片幫浦）和雙作用卸荷式葉片幫浦（簡稱雙作用葉片幫浦）兩大類。雙作用葉片幫浦只能做成定量幫浦，單作用葉片幫浦也可做成定量幫浦，但大多做成變數幫浦，使用較多的單作用變數葉片幫浦是內反饋限壓式及外反饋限壓式變數葉片幫浦。
1．yb型雙作用定量葉片幫浦結構組成
yb 型葉片幫浦結構如圖1-2所示。
圖1-2 雙作用葉片幫浦結構
1、11-軸承 2、4-左右配流盤 3、5-前後蓋體 2-葉片 3-定子
6-端蓋 9-傳動軸 10-防塵圈 12-螺釘 11-轉子
油幫浦主要由傳動軸9、轉子13、定子5、葉片4、左右配油盤2、6、幫浦體3、7等零件組成，前、後幫浦體用四個螺釘連線在一起，左右配油盤與定子的外徑與幫浦體內孔相配合，並且以圓柱銷定位。轉子上均勻地開有12條傾斜槽（小流量幫浦為10條槽）葉片裝在槽內，保持配合間隙為0.02-0.
025mm，即葉片可在槽內自由滑動，轉子連同葉片裝在由配油盤和定子內表面形成的工作油腔內，並和兩配油盤端麵保持0.043-0.055mm的軸向間隙，轉子由傳動軸9帶動旋轉，傳動軸一端支承在滾針軸承上。
另一端支承在滾珠軸承11上，在前、後幫浦體之間以及配油盤端麵和前幫浦體之間均採用o 型密封，蓋板和傳動軸之間用兩個骨架油封、密封，以防漏油及空氣和水份進入。
2．雙作用葉片幫浦結構特點
密封空間由葉片、定子、轉子和配油盤組成，在轉子每轉過程中每個密封空間完成兩次吸油（故稱為雙作用）。兩個吸油區和壓油區中心夾角對稱，所以作用在轉子上的油壓作用互相平衡（故稱為卸荷式葉片幫浦）。
雙作用葉片幫浦定子內表面由二段大圓弧，四段過渡曲線組成，轉子與定子同心。
軸向洩漏少：yb型葉片幫浦處於壓力油腔一邊的配油盤可沿軸向移動，實現軸向間隙，壓力外償，從而減少了油幫浦軸向洩漏。
徑向洩漏少：yb 型葉片幫浦在配油盤端麵開有乙個與壓油腔相通的環形槽，將壓力油通到了各葉片和底部，可以滑移的葉片，在壓力油及本身離心力作用下，貼緊在定子內表面上保證了一定密封，從而減少了徑向洩漏。
yb 型葉片幫浦的轉子和配油盤都做成了圓形盤，加工方便，幫浦體為分離式。
yb1型（結構見圖1-3）是yb 型基礎上改進發展的一種定量葉片幫浦。
圖1-3 yb1型型葉片幫浦
yb1型特點：採用組裝工藝，將定子、轉子葉片和配油盤用螺釘組裝在一起，然後放進幫浦體中，這樣轉子的軸向間隙不受幫浦體裝配精度的影響，簡化了裝配工藝，保證了各零件配合精度。將滾針軸承改用輕系列的滾珠軸承，延長了軸承工作時間，同時也提高了幫浦使用壽命。
左右幫浦體之間改用端麵配合定位，較原來用螺釘調整定位準確、可靠，保證了油幫浦工作效能。
將定子材料由原來的gcr15軸承鋼改為38crmoa1氮化鋼改變了熱處理工藝，提高了定子強度和耐磨性。
3．雙聯葉片幫浦
雙聯葉片幫浦的結構原理如圖1-4所示。它是由兩套單級葉片幫浦的轉子、定於、葉片和配油盤元件裝在乙個幫浦體內，由同一根傳動軸帶動旋轉。幫浦體有乙個共同的吸袖口，兩個各自獨立的出油口。
兩個幫浦的流量可以相同，也可以不同。
圖1-4 雙聯葉片幫浦
4．限壓式變數葉片幫浦結構組成
ybp型限壓式變數葉片幫浦結構如圖1-5所示。
圖1-5 限壓式變數葉片幫浦
油幫浦主要有定子、轉子、葉片、左右配油盤、左右幫浦體傳動等零件組成，轉子軸由兩個滾針軸承支承，作逆時針方向轉。左邊螺釘用來調整簧的作用力，即調整偏心量開始變化時幫浦的輸出油壓，右邊螺釘用來調整幫浦工作時定子的最大偏心量，最大偏心量一般不超過2mm，其中定子上半部壓油區，下半部為吸油區，滑塊用來支承定子承受定子上壓力油作用力。
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