《液压与气动技术》课程实验教学大纲
Hydraulic and Pneumatic Transmission
课程编号：B15051 学 分 数：3
课程类别：学科平台课 课程性质：（必修/限选/任选）
总学时数：48 实验学时：4
授课学期：5～6 独立设课：否
一、实验课程的目的与任务
目的：液压与气动实验是学习《液压与气动技术》课程的一个重要组成环节，通过实验环节的学习可以使学生加深对液压与气压传动技术课程的基本概念、基本原理的理解，巩固和深化有关理论知识，培养同学的实际动手能力和实验技能，增强创新意识及分析和解决工程实际问题的综合能力，因此学生对每次实验都必须认真对待。
通过实验，学生应掌握液压与气压传动的基本原理，应能安全地操作液压实验装置、熟悉液压与气动主要元件的性能、功能、结构及工作原理，初步学会液压和气动回路的一般装配方法。
指本门实验课总的目的和要求，学生通过实验了解和掌握本门课程的哪些基本理论，掌握本专业常用的哪些科学仪器的基本原理和测试技术、或专业软件的使用等。培养学生熟悉本专业基本实验方法和实验程序。通过实验掌握什么技能，达到什么目的；对学生有什么具体要求（比如：理解实验原理及实验方案，掌握正确操作规程；掌握各种仪器的使用，了解其性能参数、适应范围及注意事项等。）
要求：
1、在每次实验前，要认真复习与实验有关的课程内容，预习实验指导书，做好实验前的准备工作。在实验开始时，指导教师根据需要，对学生提问本实验的目的，内容和步骤。
2、实验时，要精力集中，既动手又动脑。根据拟定的实验步骤，对照有关原理图，在实验装置上按步骤逐步进行。
3、实验中，要严格注意安全，不属于本次实验内容的设备、仪器、按钮等，不要随意扳动和操作。实验中有不了解的地方，应向指导教师提出，了解后再进行。当实验发生故障时，应立即向指导教师报告，以便妥善处理。
4、每次实验后，应按实验报告格式写出实验报告，完成有关的习题和思考题，按期交给指导教师批阅。
二、实验内容与要求
| 序号 | 实验项目 | 学时 | 实验内容及要求 | 每组人数 | 实验类型 | 选 做 | 必 做 | 备注 |
| 1 | 液压与气动元件拆装实验 | | 内容：拆装并分析液压和气动主要元件。 要求：分析元件的结构、功能、工作原理及常见故障的现象和排除方法。 | 2～3 | 综合 | | | |
| 2 | 液压节流调速实验 | | 内容：分别完成节流阀进、回旁路节流调速和调速阀的进油调速实验 要求：弄清各种节流调速的性能及应用场合。 | 10 | 综合 | | | |
| 3 | 液压泵性能实验 | | 内容：测定液压泵的主要性能参数。 要求：对每一参数必须进行三次以上实验并比较测试结果，得到准确数据。 | 10 | 综合 | | | |
| 4 | 气压传动回路组成实验 | | 内容：组装各种典型气动回路。 要求：在一种基本回路的基础上根据功能要求尽可能多的叠加其他回路。 | 2～3 | 设计 | | | |
三、考核及实验报告
（一）考核
对学生实验的全过程进行考核，以操作过程的安全性和正确性、测试数据和计算过程的正确性以及实验报告的完整性和正确性为考核的主要依据，另外考核出勤情况和学习态度，各占实验成绩的25%，实验成绩占平时成绩的20%，占本课程总成绩的8%。
（二）实验报告
实验报告的内容：
实验一：
实验名称：液压与气动元件拆装实验
实验目的：直观地了解液压与气压传动主要元件的结构、功能、工作原理及常见故障的现象和排除方法。
实验任务：每位学生完成一台泵、一种压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀的拆装和分析。
实验内容：
1、拆卸、装配CB-B型外啮合齿轮泵和汽车机油泵；
2、拆卸、装配中压YB型双作用叶片泵；
3、拆卸、装配方向控制阀（三位四通电磁换向阀）、压力控制阀（溢流阀、减压阀、顺序阀）、流量控制阀（普通节流阀）；
4、拆装气动式减压阀、节流阀、换向阀、气缸等；
5、分析液压和气动管路的联接和各种管接头的联接方法、分析各种管接头的应用。
6、分析各种元件中每一个零件的结构特点、各主要零件的功用、工作原理、加工要求和常见故障的现象及排除方法。
实验过程描述：按照规范和指导教师的要求拆装元件，最后将各元件放置在规定的地方。边拆卸、装配边分析研究，弄清各种元件的结构和特点，了解其应用场合，熟悉元件常见故障现象及排除方法。完成有关习题和思考题，分析实验中所遇到的问题并总结实验的体会。
实验报告的要求：每位学生必须按照实验指导书要求严肃认真完成实验报告中全部内容，对思考题的回答要完整。
实验报告递交形式的要求：每位学生按时完成实验报告，以书面形式递交。
实验报告书写要求：书写认真清楚，计算严谨。
实验二：
实验名称：液压节流调速实验
实验目的：
1、验证节流阀安装在进油路、回油路或旁路处，当系统负载变化时对工作台（油缸）运动速度稳定性的影响；
2、当使用调速阀进行调速时，系统负载变化时，对工作台运动速度稳定性的影响。
实验任务：完成节流阀的进油路、节流阀的回油路、节流阀的旁油路和调速阀的进油路节流调速回路实验，对四种回路的性能参数进行分别计算、绘制曲线，并对四种回路的结果进行比较和分析，找出各自的特点，确定其应用场合。完成有关习题和思考题。
实验内容：
1.根据实验目的拟定节流阀安装在进油路上时，分别调节速度及负载的大小，并测量之。列表画出速度—负载曲线（V—P曲线）；
2.拟定节流阀安装在回油路上时，分别调节速度及负载的大小，并测量之。列表画出速度—负载曲线（V—P曲线）；
3.拟定节流安装在旁路油路上时，分部调节速度及负载的大小，并测量之。列表画出速度—负载曲线（V—P曲线）；
4.拟定调速阀安装在进口油路上时，分别调节速度及负载的大小，并测量之。列表并画出速度—负载曲线（V—P曲线）；
实验过程描述：对四种回路的结果进行比较和分析，找出各自的特点，确定其应用场合。完成有关习题和思考题，分析实验中所遇到的问题并总结实验的体会。
实验报告的要求：每位学生必须按照实验指导书要求严肃认真完成实验报告中全部内容，对思考题的回答要完整。
实验报告递交形式的要求：每位学生按时完成实验报告，以书面形式递交。
实验报告书写要求：书写认真清楚，计算严谨。
实验三：
实验名称：液压泵性能实验
实验目的：
1.了解液压泵的主要性能，求出q—P曲线及ην—P曲线。
2.掌握液压泵测验方法及测试技术。
实验任务：每组学生共同完成液压泵的主要性能参数测定，每位学生独立完成其参数计算和分析，独立完成实验报告。
实验内容：液压泵的主要性能包括：额定工作压力、额定流量、容积效率、总效率、压力波动值、噪音、寿命、温升、振动等项而其中最重要的是额定工作压力，额定流量和容积效率。因此，泵的性能测试主要也是这三项。
（1）测试液压泵的流量—压力性能
测量油泵在不同工作压力下的实际输出流量，绘出q—P曲线。
在节流阀10（具体见《液压与气动实验指导书中附原理图》）以不同开口情况下测出液压泵出口压力及其排量，即可画出q—P曲线。
（2）测试液压泵的容积效率ην
测定液压泵的额定流量q额和理论流量q理进而计算出液压泵的容积效率
实验过程描述：首先学习正确使用液压实验装置，分析回路结构，理解实验装置的功能和基本操作方法，安全正确地操作。对实验结果进行全面分析。对实验过程中遇到的问题和解决过程写出体会。
实验报告的要求：每位学生必须按照实验指导书要求严肃认真完成实验报告中全部内容，对思考题的回答要完整。
实验报告递交形式的要求：每位学生按时完成实验报告，以书面形式递交。
实验报告书写要求：书写认真清楚，计算严谨。
实验四：
实验名称：气压传动回路组成实验
实验目的：了解气压主要元件的用法，理解气压传动与液压传动原理和系统的异同和应用场合。学习组成各种常用的气压传动回路，提高动手动脑能力，增强创造性意识。
实验任务：每组学生共同完成两个以上回路的组装、两个以上回路的设计和组装调试。
实验内容：用有关气动元件将调压回路、调速回路、换向回路、往复控制回路等基本回路组成综合回路或简单系统。每组独立设计两个以上回路并组装调试。
四、主要仪器设备
硬件：每组学生需有液压实验装置1台、秒表一只、各种液压气动元件、气动组装平台1台、工具量具各一套、记录实验数据用的记录本、水笔以及计算工具。
软件：《实验指导书》
五、教材及参考书
1．教材：液压与气压传动（第二版）.左健民主编，机械工业出版社，2007年7月
2．参考书：
[1]刘延俊.液压与气压传动.北京：高等教育出版社，2007
[2]陈本德.液压与气压传动实验指导书.校内自编，2007
[3]陈本德.液压与气动习题集.校内自编，2007
[4]王积伟、章宏甲、黄谊.液压与气压传动.第二版，北京：机械工业出版社，2005
[5]张利平.液压与气动技术.北京：中国建筑工业出版社，2007
六、说明
适用于机械设计与制造及其自动化、材料成型与控制工程等机电类专业。
执笔人：陈本德 审核人：王结群 分管院系领导：
综合性实验教学大纲
实验课程名称：液压与气动技术
实验项目名称：液压与气动元件拆装实验
实验类型：综合性实验
实验类别：学科平台课
实验学时：2
所涉及的课程及知识点：
液压与气压传动技术、机械制造基础、金工实习。了解各种液压与气动元器件的基本结构、工作原理及功能，具有钳工工量具适用技能和机械设备、零部件拆装技能，懂得机械元器件的拆装规范。
一、实验目的：直观地了解液压与气压传动主要元件的结构、功能、工作原理及常见故障的现象和排除方法。
二、实验内容：
1、拆卸、装配CB-B型外啮合齿轮泵和汽车机油泵；
2、拆卸、装配中压YB型双作用叶片泵；
3、拆卸、装配方向控制阀（三位四通电磁换向阀）、压力控制阀（溢流阀、减压阀、顺序阀）、流量控制阀（普通节流阀和调速阀）；
4、拆装气动式减压阀、节流阀、换向阀、气缸等；
5、分析液压和气动管路的联接和各种管接头的联接方法、分析各种管接头的应用。
6、分析各种元件中每一个零件的结构特点、各主要零件的功用、工作原理、加工要求和常见故障的现象及排除方法。
三、实验仪器设备和材料清单
通用设备和仪器：每组学生应有钳工平台一台、小平板（30×40，二级）一块、钳工工具一套、测量仪器（直尺、游标卡尺、千分尺）一套；
液压元件：CB-B型外啮合齿轮泵和汽车机油泵各2台、YB型双作用叶片泵2台、轴向柱塞泵或柱塞泵缸体（连柱塞）1台、三位四通电磁换向阀2只、三位四通电液动换向阀1只、单向阀和液动换向阀各2只（包括球芯和锥芯各1只）、直动式和先导式溢流阀各2只、先导式减压阀2只、顺序阀2只、压力继电器1只、活塞式液压缸和柱塞缸各1只、普通节流阀和调速阀各1只、各种管接头（焊接式、扩口式、卡套式、快速接头）；
气动元件：换电磁向阀2只、手动换向阀2只、直动式减压阀1只、先导式减压阀1只、节流阀2只、气动三联件1套、气缸1只。
四、实验要求：
按照规范和指导教师的要求拆装元件，最后将各元件放置在规定的地方。边拆卸、装配边分析研究，弄清各种元件的结构和特点，了解其应用场合，熟悉元件常见故障现象及排除方法。完成有关习题和思考题，分析实验中所遇到的问题并总结实验的体会。
五、实验报告要求：
每位学生全面记录拆装元件的名称、型号、性能参数，分析其功能和适用场合，并以书面形式独立完成有关习题和思考题。
六、思考题:
1、齿轮泵
1）组成齿轮泵的各个密封工作空间指的是哪一部分？它们是由哪几个零件的表面组成？
2）你拆装的齿轮泵的密封工作空间有多少个？
3）油液从吸油腔流至压油腔的油路途径是怎样的？
4）外啮合齿轮泵有没有特殊的配油装置？它是如何完成吸油和排油分配的？
5）外啮合齿轮泵中存在几个可能产生泄漏的部位？哪个部分泄漏量最大？泄漏对泵的性能有和影响？按你的分析，为减少泄漏，在设计和制造时应采取哪些措施来保持端面间隙而减少泄漏？
6）齿轮泵采用何种措施来减小齿轮轴承上承受的径向力?CB-B型齿轮泵的进出油口为何大小不同？
7）齿轮泵的困油是如何产生的？困油现象会产生什么后果？如何减少和消除困油现象？
8）你所拆装的齿轮泵是否可以改变排量？为什么？
2、叶片泵
1）何谓双作用叶片泵？双作用叶片泵的工作原理是什么？
2）双作用叶片泵的密封工作空间是由哪几个表面组成的？密封工作空间共有几个？
3）定子的内圆表面由哪几种曲线组成？用这几种曲线组成的内表面有何特点？
4）转子上有多少个叶片槽？叶片与叶片槽的配合间隙大约有多大？
5）配流盘除开有通油窗口外，还开有与压油腔相通的环形槽，试分析环形槽的作用。
6）装配时如何保证配流盘吸、压油窗口的位置与定子表面曲线相一致？
7）YB型叶片泵是否产生困油现象？
8）观察配流盘的结构及进、排油方式。
9）与柱塞泵及齿轮泵相比，叶片泵有何特点？
3、溢流阀
1）试分析Y型溢流阀的工作原理。
2）此阀是由哪几部分组成的？先导阀和主阀分别是由哪几个主要零件组成？
3)分析各主要零件的功用。
4）分析观察油流通道。
5）何处是该阀的调压部分？
6）观察先导阀和主阀的弹簧的大小和刚度，并分析如此设计的原因。
7）观察远程控制口的位置，分析当阀工作时，此口的压力是阀内哪点的压力？分析如何通过远程控制口来实现远程控调压或卸荷？
8）观察此阀在非工作情况下的阀口关闭情况及阀芯遮盖情况。分析与弹簧相平衡的油流来自进油口还是出油口。
4、减压阀
1）试分析J型减压阀的工作原理。
2）组成先导式减压阀的主要零件是哪些？这些元件和先导式溢流阀的同类型元件在结构上有何异同？
3）减压和调压分别由哪部分完成？
4）观察油流通道，分析阻尼孔的作用。
5）观察阀芯相对于阀体的位置，有没有开口量或遮盖量？
6）泄油口的形式与溢流阀是否相同？为什么？
7）控制主阀芯运动的下腔油压来自进油口还是出油口？为什么？
5、顺序阀
1）试叙述顺序阀的工作原理？
2）观察此阀在结构上和溢流阀有何异同？
3）在非工作状态下，阀口是常开还是常闭？
4）阀芯和阀体的油口之间有否遮盖量(封油长度)？和溢流阀相比封油长度是较长还是较短为什么？
5）泄油口的联接方式是内泄还是外泄？为什么？
6）此顺序阀的控制方式是内控还是外控？
7）若将此阀改装为溢流阀，要解决的关键问题是什么？
6、单向阀
1）单向阀的用途？
2）单向阀的阀芯结构(钢球式或锥芯式)有何特点？
3）单向阀中弹簧起何作用？若作为背压阀用时，对弹簧有何要求?
4）进、出油口形式是直通式还是直角式？
5）你的单向阀采用何种连接方式？为什么？
7、电液动换向阀
1）此阀主要是由哪两个阀组成？这两个阀分别接受什么信号，控制什么动作？
2）先导阀和主阀各为几位几通？
3）何谓三位四通换向阀的中位机能？
4）此阀的先导阀(电磁阀)和主阀(液动阀)是何种中位机能？有什么特点？
5）先导阀能不能改为O或M型中位机能？主阀能不能改为M或H型中位机能？
6）试分析在左位或右位电磁铁工作(通电)情况下，阀芯的动作过程及油路沟通状况。
7）阀体和阀芯的结构是怎样的？这种设计有有何特点？
8）阀体内有几个油腔？阀体外部有几个油口？
9）此阀采用交流还是直流电源？交流和直流电源各有何特点？
10）电磁铁是干式还是湿式？各有何特点？
11）电磁铁采用的电源电压为多大？
12）此阀采用何种联接方式？
13）此阀的进油和回油的通路为怎样的？为何要设置两个节流阀和两个单向阀？
8、节流阀
1）试分析L型节流阀的工作原理。
2）此阀的主要用途是什么？
3）此阀采用何种节流口？这种节流口形式有何优缺点？
4）试分析弹簧的作用？
节流口形式 本阀采用了何种节流口？三角槽形。它的调节范围较大。但由于通路较长，在小流量时会堵塞，因此适用于大流量的而性能要求不高的场合。
9、调速阀
1）调速阀是由哪两种阀芯组成的？这种阀的连接方式是串联还是并联？
2）观察调速阀中的两个阀芯结构，分析其主要零件及各孔道的作用。
3）根据阀的结构，完成液流从进油到出油的全过程。分析调速阀的工作原理。为什么调速阀比节流阀的调速性能好？
4）调速阀与节流阀在效率上有和区别？两种阀各适用于何种场合？
10、气动换向阀
1）气动换向阀用何种材料制作的？与液压换向阀相比，为什么液压换向阀一般不用此种材料制作？
2）观察阀芯和阀体的结构，试简述其加工方法？
3）该阀阀芯采用了何种形式？分析其特点。
4）阀芯上为什么要开环槽？
11、气动三联件
1）气动三联件指的是哪三种元件？各属于哪一类元件？
2）三种元件是怎样连接的？
3）三种元件的连接顺序能否颠倒？
4）分析气动三联件的作用。
执笔人：陈本德 审核人：王结群 分管院系领导
综合性实验教学大纲
实验课程名称：液压与气动技术
实验项目名称：液压节流调速实验
实验类型：综合性实验
实验类别：学科平台课
实验学时：2
所涉及的课程及知识点：
液压与气压传动技术、机械制造基础、机械制造基础实践。有关液压基本回路的控制功能、基本原理和组成元件。
一、实验目的：了解节流阀的三种节流调速回路的特性及应用，了解调速阀的进油路调速回路的特性及与节流阀进油路节流调速回路的区别及应用。了解其他有关液压基本回路的应用。
二、实验内容：
1.根据实验目的拟定节流阀安装在进油路上时，分别调节速度及负载的大小，并测量之。列表画出速度—负载曲线（V—P曲线）；
2.拟定节流阀安装在回油路上时，分别调节速度及负载的大小，并测量之。列表画出速度—负载曲线（V—P曲线）；
3.拟定节流安装在旁路油路上时，分部调节速度及负载的大小，并测量之。列表画出速度—负载曲线（V—P曲线）；
4.拟定调速阀安装在进口油路上时，分别调节速度及负载的大小，并测量之。列表并画出速度—负载曲线（V—P曲线）；
5、分析液压实验台的各组成元件的特性、结构及在实验中的功能。
6、分析液压实验台由哪些基本回路组成。
7、进行普通节流阀进油路、回油路和旁路节流调速回路和调速阀的进油路节流调速实验的操作。
8、分小组观察实验过程中各压力表的示数的变化情况，并加以说明。
9、分小组分别进行液压基本回路的形成操作，并识别该液压基本回路的组成元件及分析讨论各元件在回路中的功能。
10、绘制所操作的基本回路的原理图。
三、实验仪器设备和材料清单
设备：液压实验装置
四、实验要求：
按照液压实验安全操作规范和指导教师的要求进行液压回路实验操作，根据指导教师的要求分析实验装置的故障。
实验过程描述：对四种回路的结果进行比较和分析，找出各自的特点，确定其应用场合。完成有关习题和思考题，分析实验中所遇到的问题并总结实验的体会。
实验报告的要求：每位学生必须按照实验指导书要求严肃认真完成实验报告中全部内容，对思考题的回答要完整。
五、实验报告要求：
完成实验报告全部内容，并以书面形式独立完成有关习题和思考题。
六、思考题:
1、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？
2、使用节流阀进行调速，为什么负载变化时，速度会发生变化？
3、采用调速阀代替节流阀时，为什么能使速度负载特性变硬，而在加负载到达一定值后，负载特性曲线为什么下降的很快。
4、当节流阀全开，液压缸运动中，压力表的读数为何值？为什么？
5、为何在实验开始时要将加载缸20往复动作2-3次，以排除其内的空气？
6、在进油路和回油路节流调速实验中，泵出口处的溢流阀起何作用？是何种工作状态？
7、在旁油路节流调速实验中，泵的出口处的溢流阀起何作用？处于何种状态？
执笔执笔人：陈本德 审核人：王结群 分管院系领导
液压泵的主要性能包括：额定工作压力、额定流量、容积效率、总效率、压力波动值、噪音、寿命、温升、振动等项而其中最重要的是额定工作压力，额定流量和容积效率。因此，泵的性能测试主要也是这三项。
实验过程描述：首先学习正确使用液压实验装置，分析回路结构，理解实验装置的功能和基本操作方法，安全正确地操作。对实验结果进行全面分析。对实验过程中遇到的问题和解决过程写出体会。
预习教材中气压传动气源装置、执行装置、控制装置和辅助装置以及气压基本回路、气压典型系统有关章节内容，参考有关技术书籍中的相关内容，了解实际气动设备（如自动生产线、机床）中气动技术的应用和系统的组成。
