液压控制实验报告
桂 林 电 子 科 技 大 学
实 验 报 告
实验名称 液压元件拆装实验
机电工程 学院 微电子制造工程 专业 辅导员意见： 班第
作者 学号
同作者 辅导员 实验时间 年 月 日 成绩 签名
一、实验目的
1、进一步理解常用液压泵的结构组成及工作原理。 2、掌握的正确拆卸、装配及安装连接方法。 3、掌握常用液压泵维修的基本方法。
二、实验要求
1、实习前认真预习，搞清楚相关液压泵的工作原理，对其结构组成有一个基本的认识。
2、针对不同的液压元件，利用相应工具，严格按照其拆卸、装配步骤进行，严禁违反操作规程进行私自拆卸、装配。
3、实习中弄清楚常用液压泵的结构组成、工作原理及主要零件、组件特殊结构的作用。
三、实验内容
在实验老师的指导下，拆解各类液压泵、液压阀，观察、了解各类零件在液压泵中的作用，了解各类液压泵的工作原理，按照规定的步骤装配各类液压泵。
四、实验过程 齿轮泵
工作原理：在吸油腔，轮齿在啮合点相互从对方齿谷中退出，密封工作空间的有
效容积不断增大，完成吸油过程。在排油腔，轮齿在啮合点相互进入对方齿谷中，密封工作空间的有效容积不断减小，实现排油过程。
1-后泵盖 2-滚针轴承 3-泵体 4-前泵盖 5-传动轴
思考题：
齿轮泵由哪几部分组成？各密封腔是怎样形成？
答：（1）齿轮泵由泵盖、平衡区、前支撑座、齿轮、密封圈、后支承座、进油口、出油口、壳体组成的
（2）外啮合齿轮泵壳体中的一对齿轮的各个齿间槽和壳体共同组成了密封工作腔。
2、齿轮泵的密封工作区是指哪一部分？
答：吸油区和压油区。
3、图中，a 、b 、c 、d 的作用是什么？
答：封油槽d 的作用：用来防止泵内油液从泵体一泵盖接合面外泄。
4、齿轮泵的困油现象的原因及消除措施。
答：（1）困油现象：液压油在渐开线齿轮泵运转过程中，常有一部分液压油被封闭在齿轮啮和处的封闭体积区内，因齿间的封闭体积大小随着时间改变，会导致该封闭体积内液体的压力急剧波动变化，这种现象被称作为困油现象。 （2）消除措施：在侧板开设卸荷槽
5、该齿轮泵有无配流装置？它是如何完成吸、压油分配的？
答：该齿轮没有配流装置，齿轮啮合分开时候吸油，在啮合时候排油，如此往复。
6、该齿轮泵中存在几种可能产生泄漏的途径？为了减小泄漏，该泵采取了什么措施？
答：（1）三个泄漏途径；泵体内表面和齿顶径向间隙的泄漏，齿面啮合处间隙的泄漏，齿轮端面和前后台的泄漏。
（2）采取措施：减小压油口的直径；增大泵体内表面与齿轮顶圆的间隙；开设压力平衡槽。
7、齿轮、轴和轴承所受的径向液压不平衡力是怎样形成的？如何解决？
答：齿轮中，从压油腔经过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙向吸油腔泄漏的油液，其压力随径向位置而不同。可以认为从压油腔到吸油腔的压力是逐渐下降的。其合力相当于给齿轮一个径向作用力。通过缩小压油区、适当增大径向间隙来解决。
电磁换向阀
工作原理：利用阀芯和阀体间相对位置的改变来实现油路的接通或断开，以满足
液压回路的各种要求。电磁换向阀两端的电磁铁通过推杆来控制阀芯在阀体中的位置。
三位四通电磁换向阀
思考题
1、 电磁换向阀由哪些零件组成？
答：电磁换向阀是由衔铁、线圈、密封圈、推杆、阀芯、弹簧、阀体组成。 2、 电磁换向阀如何实现换向的？
答：电磁换向阀借助电磁铁吸力推动阀芯动作来改变液流流向。 3、 电磁换向阀的中位机能不同是由于阀芯上的什么结构特点产生的？
答：抬肩结构。
4、 电磁换向阀中的电磁铁电源采用直流还是交流
答：分为交流型、直流型和交流本整型。
单向阀
工作原理:1口克服作用于阀芯2 上的弹簧力开启由p2 口流出。反向在压力油及弹簧力的作用下，阀芯关闭出油口。
I —25 型单向阀结构示意图
思考题：
1、 单向阀的阀芯结构（钢球式或锥芯式）有何特点？
答：使油液只能沿一个方向流动，不允许它反向倒流。 2、 单向阀中弹簧起何作用？怎样确定弹簧的刚度？
答：（1）克服阀芯的摩擦阻力和惯性力，使单向阀工作灵敏可靠。
（2）当高压油进入无杆腔，活塞被推动，单向阀有一定的压力降，该压力的数值为弹簧的刚度。
3、 单向阀的连接方式是怎样的？
答：单向阀的连接方式有两种形式：直通式和直角式。直通式单向阀的油流方向和阀的轴线方向相同；直角式单向阀的进油口的轴线和阀体的轴线垂直。
溢流阀
型号：Y 型先导式溢流阀（板式）。
1－调节手柄 2－调压弹簧 3－先导阀芯 4－复位弹簧 5－主阀芯
工作原理
溢流阀进口的压力油除经轴向孔g 进入主阀芯的下腔外，还经轴向小孔e 进入主阀芯的上腔，并经锥阀座上的小孔a 作用在先导阀锥阀体3 上。当作用在先导阀锥阀体上的液压力小于弹簧的预紧力时，锥阀在弹簧力的作用下关闭。因阀体内部无油液流动，主阀芯上下两腔液压力相等，主阀芯在主阀弹簧的作用下处于关闭状态（主阀芯处于最下端），溢流阀不溢流。当作用在先导阀锥阀体上的液压力大于弹簧的预紧力时，锥阀在弹簧力的作用下打开。因阀体内部有油液流动，主阀芯上下两腔液压力在阻尼孔作用下不相等，主阀芯在上下腔液压力的作用下向上或向下移动，形成溢流口并开始溢流，来调节系统中的压力。 思考题 1、
溢流阀是由哪两部分组成的？导阀和主阀分别是由哪几个重要零件组成的？分析各零件的作用。
答：（1）导阀和主阀；（2）导阀由导阀弹簧、导阀阀芯组成。其中导阀弹簧主要是用来调定阻尼孔的压力，导阀阀芯主要是用来调节导阀弹簧的开启压力；主阀由主阀芯和主阀弹簧组成。其中主阀弹簧主要用来为主阀的开启提供压力，主阀芯主要用来调定主阀的开启压力。 1、遥控口的作用是什么？远程调压和卸荷是怎样来实现的？
答：遥控口的作用为实现对溢流阀的溢流压力进行远程控制；远程调压可通过一个二位二通阀接通油箱，当二位二通阀与油箱相通时，溢流阀的主阀芯移到最高位置，阀口开口很大，实现卸荷。
2、溢流阀的静特性包括那几个部分？
答：包括压力调节范围、启闭特性、卸荷压力。
先导式减压阀
工作原理
进口压力1 p 经减压缝隙减压后，压力变为2 p 经主阀芯的轴向小孔a 1和L 进入主阀芯的底部和上端（弹簧侧）。再经过阀盖上的孔和先导阀阀座上的小孔作用在先导阀的锥阀体上。当出口压力低于调定压力时，先导阀在调压弹簧的作用下关闭阀口，主阀芯上下腔的油压均等于出口压力，主阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，滑阀中间凸肩与阀体之间构成的减压阀阀口全开不起减压作用。思考题
1、组成先导式减压阀的主要零件是什么？这些元件和先导式溢流阀的类似元件在结构上有何异同？
答：（1）锥阀、弹簧、螺杆和调节手轮组成。锥阀、螺杆、弹簧和调节手轮与先导式溢流阀中的弹簧的结构都是相似的。 2、减压和调压分别由哪部分完成？
答：减压主要由主阀完成，调压主要由先导阀完成。 3、泄油口的形式是否和溢流阀相同，为什么？
答：不相同。减压阀的泄油口是一个开口很大的口与进油口相比，因为减压阀的作用为将高压油转化为低压油，使出口压力维持在一个固定值，而溢流阀的泄油口的开口大小与进油口的大小几乎相同，溢流阀的作用为维持进口压力恒定在某一个固定值。
4、控制主阀芯运动的下腔油压和上腔油压来自进油口还是出油口？为什么？ 答：来自出油口。因为当出油口压力增加超过调定压力时，下腔油和上腔油左右，是主阀芯上移，减小出油口的流量，使出油口的压力减小，从而达到了使出口压力维持恒定值。
五、总结体会
通过这次实验，对常用的液压元件有了大体的认识，在拆装过程中，通过自己动手操作，不仅巩固了课本上学到的理论知识，加深了对液压泵、电磁换向阀、单向阀等元件的结构组成及工作原理的理解，基本掌握了正确拆卸、装配及安装连接方法，了解常用液压阀、电磁换向阀、单向阀故障排除及维修的基本方法。整个实验中，收获甚多，通过老师的指导和同学的共同协作，不仅成功的解决了实验过程中遇到的问题，还学会了如何进行团队的协同合作。
桂 林 电 子 科 技 大 学
实 验 报 告
实验名称 节流调速性能实验
机电工程 学院 微电子制造工程 专业 辅导员意见： 班第
作者 学号
同作者 辅导员 实验时间 年 月 日 成绩 签名
一、实验目的：
1、分析比较采用节流阀的进油节流调速回路中，节流阀具有不同流通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、调速阀的速度性能。 4、比较节流阀和调速阀的进出油口的相异性。
二、实验要求
实验前预习实验指导书和液压与气动技术课程教材的相关内容； 实验中仔细观察、全面了解实验系统；
实验中对液压泵的性能参数进行测试，记录测试数据； 深入理解液压泵性能参数的物理意义；
实验后写出实验报告，分析数据并绘制液压泵性能特性曲线图。
三、实验内容：
1、分别测试采用节流阀的进、回、旁油路节流调速回路的速度负载特性； 2、测试采用调速阀的进油路节流调速回路的速度负载特性。
四、实验步骤：
1、按照实验回路的要求，取出所要用的液压元件，检查型号是否正确；
2、检查完毕，性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。通过快换接头和液压软管按回路要求连接；
3、根据计算机显示器界面中的电磁铁动作表输入框选择要求用鼠标“点接”电器控制的逻辑连接，通为“ON ”，短为“OFF ”。
4、安装完毕，定出两只行程开关之间距离，拧松溢流阀（Ⅰ）（Ⅱ），启动YBX-B25N,YB-A25C 泵，调节溢流阀（Ⅰ）压力为3Mpa, 溢流阀（Ⅱ）压力为 0。5Mpa, 调节单向调速阀或单向节流阀开口。
5、按电磁铁动作表输入框的选定、按动“启动”按钮，即可实现动作。在运行中读出显示器界面图表中的显示单向调速阀或单向节流阀进出口和负载缸进口压力，和油缸的运行显示时间。
6、根据回路记录表调节溢流阀压力（即调节负载压力），记录相应时间和压力，填入表中，绘制V ——F 曲线。
五、实验原理图：
六、实验结果分析：
1、分析采用节流阀的三种节流调速回路的性能。
答：流通面积越大，速度调节范围越大。速度负载特性都比较软，变载荷下的
运动平稳性较差。
2、分析比较节流阀和调速阀进口节流调速回路的性能。
答：使用节流阀的节流调速回路，速度负载特性都比较软，变载荷下的运动平稳性较差。为了克服这个缺点，回路中用调速阀来代替。由于调速阀本身能在负载变化的条件下保证节流阀进出口的压差基本不变，因而使用调速阀后，节流调速回路的速度负载特性将得到改善。
七、思考题
1. 实验油路中溢流阀起什么作用？
答：实验油路中溢流阀主要起定压溢流作用、稳压、系统卸荷和安全保护作用。
八、实验总结
通过此次实验，我对液压调速性能有了初步的了解，对液压油路及其工作过程有了大概的认识。在实验过程中，由于之前没有对液压系统进行过了解和实践，在试验中出现了一些困难，但是在老师和同学的共同努力下，最终成功解决了。这让我明白了团队协作的重要性。
桂 林 电 子 科 技 大 学
实 验 报 告
实验名称 气动多种回路实验
机电工程 学院 微电子制造工程 专业 辅导员意见： 班第
作者 学号
同作者 辅导员 实验时间 年 月 日 成绩 签名 一、实验目的及要求
自行设计气动回路，通过动手联接，掌握设计图联接成气动回路的方法。了解气动回路的操作要求。根据设计图联成的气动回路，要求能够实现动作，采用PLC 控制的，要求能实现自动循环动作。
二、 实验装置 ：
气动装拆实验台：
1、气动元件的装拆板 气动元件可通过香蕉插头快速拆装
2、电路板 快速拆装板 本电路板是个拆装式多功能线路板，它的特点是版面上各元件都是单个独立的，使用者可根据自己所设计的要求，在电路板上通过香蕉插头任意组合各种回路。
由于板面上元件都焊接在电路板上，各元件间通过香蕉插头联结，所以接触可靠、调试及检查都及为方便。节点处与PLC 联结，例：孔X16对应PLC 的X16，孔Y0对应PLC 的Y0。
快速拆装电路板 香蕉插头
三、气动元件：
气缸 1、C D M 2 B 20-50 型 3个 电缸 1个 2、L-C M 2 B 20-50 S 型 1个 双向限流器 2个 3、L-C M 2 H 20-200 型 1个 AS FG系列 汽缸限流器 8个 4、C D U 20-50 D 型（带磁性开关） 1个 磁性开关 4个 5、Z C D U K D 10-20 D 型（带磁性开关）1个 真空吸盘（小） 1个 6、C C T 40-100 型 2个 延时阀VR2110型 3个 减压阀、电磁换向阀、气控换向阀、机械换向阀、手动换向阀、逻辑阀、快速排气阀、节流阀等等。
三、速度控制回路
1、单作用气缸速度控制回路
如图所示为单作用气缸速度控制回路, 在图a 中, 升、降均通过节流阀调速, 两个相反安装的单向节流阀, 可分别控制活塞杆的伸出及缩回速度。在图b 所示的回路中, 气缸上升时可调速, 下降时则通过快排气阀排气, 使气缸快速返回。
单作用气缸的速度控制回路
思考题：
（1）、 若把回路中单向节流阀拆掉重做一次实验，气缸的活塞运动是否会很平
稳，而且冲击效果是否很明显？回路中用单向节流阀的作用是什么？ 答：不平稳且冲击比较明显。回路中单向阀的作用主要是调节气缸的运动速度平稳，且能防止负载过大时气体倒流。
（2）、 采用三位五通双电磁换向阀是否能实现缸的定位？想一想主要是利用了
三位五通双电磁阀的什么机能？
答：能。利用的是三位五通双电磁阀中位封闭的机能来实现 ② 双作用气缸速度控制回路
1、 单向调速回路
实验原理：双作用缸有节流供气和节流排气两种调速方式。图a 所示为节流供
气调速回路, 在图示位置，当气控换向阀不换向时，进入气缸A 腔的气流流经节流阀，B 腔排出的气体直接经换向阀快排。当节流阀开度较小时，由于进入A 腔的流量较小，压力上升缓慢。当气压达到能克服负载时，活塞前进，此时A 腔容积增大，结果使压缩空气膨胀, 压力下降，使作用于在活塞上的力小于负载。因而活塞就停止前进。待压力再次上升时，活塞才再次前进。这种由于负载及供气的原因使活塞忽走忽停的现象，叫气缸的“爬行”。所以节流供气有不足之处主要表现为:
（1） 当负载方向与活塞运动方向相反时, 活塞运动易出现即”爬行”现象。 （2） 当负载方向与活塞运动方向一致时, 由于排气经换向阀快排, 几乎没有阻尼, 负载易产生”跑空”现象, 使气缸失去控制。
排气节流调速具有下述特点：
（1） 气缸速度随负载变化较小，运动较平稳。 （2） 能承受与活塞运动方向相同的负载(反向负载) 。
以上的讨论，使用于负载变化不大的情况。当负载突然增大时，由于气体的可压缩性，就将迫使缸内的气体压缩，使活塞运动速度减慢; 反之，当负载突然减小时，气缸内被压缩的空气，必然膨胀，使活塞运动速度加快，这称为气缸的“自走”现象。因此在要求气缸具有准确而平稳的速度时(尤其在负载变化较大的场合) ，就要采用气液相结合的调速方式了。
双作用缸单向调速回路
双向调速回路
思考题：
（1）、 若把回路中单向节流阀拆掉重做一次实验，气缸的活塞运动是否会很平稳，而且冲击效果是否很明显？回路中用单向节流阀的作用是什么？
答：不平稳且冲击比较明显。回路中单向阀的作用主要是调节气缸的运动速度平稳，且能防止负载过大时气体倒流。
（2）、 三位五通双电磁换向阀是否能实现缸的定位？想一想主要是利用了三位五通双电磁阀的什么机能？
答：能。利用的是三位五通双电磁阀中位封闭的机能来实现
3、单缸单往复控制回路
实验原理图：
实验原理：二位五通换向阀右端得电，气流从单杆活塞缸的右端进去，推动活塞向
左运动，当活塞到达活塞缸的左端时，二位五通换向阀左端得电，气流从活塞缸的左端进去，推动活塞右移，当活塞缸到达气缸的右端时，重复第一步的动作，以此循环往复，实现活塞缸的往复运动。
4、单缸连续往复控制回路
实验原理图：
实验原理：当三位五通电磁阀的右端得电，气流从单杆活塞缸的右端进去，推动
活塞左移，当活塞到达气缸的左端时，电磁阀的左端得电，气流从气缸的左端进去，推动活塞向右运动，当活塞缸到达气缸的右端时，电磁阀的右端得电，气流从气缸的右端进去，以此重复前面的动作。如电磁阀的两端都没有得电，则气缸中的气体由于单向减压阀的作用，被封锁在气缸中，使活塞在气缸中静止。这样的设计有利于系统不会因为电磁阀的突然损坏而产生大的脉动，保证气压系统的安全。
四、心得体会
通过这次实验，我在老师的指导下，自己设计气动回路，通过亲自动手联接，
学会了如何连接气动元件，如何分析气体的回路等。在实验过程中，虽然遇到了一些问题，如在用PLC 进行控制时，气缸不能回到原来的位置，同过分析得知原来是程序的逻辑性出现了错误。在本次实验中，学会了如何根据错误来分析原因，让我受益匪浅。