木材加工裝備學實驗報告

木材加工裝備學實驗報告

　　課 程 名 稱木材加工裝備學 專 業 年 級 2011級 木材科學與工程

　　姓 名 學 號 教 師 成 績 日 期 2014 年 5 月 10日

　　實驗典型液壓回路系統綜合實驗

　　時間：地點： 學時數：

　　一、實驗目的意義

　　透過拆卸，拆卸、組裝若干液壓閥，觀察認識液壓與氣壓元件中液壓泵和控制閥的結構；並透過人造板熱壓機（或冷壓機）現場操作、觀察，加深瞭解熱壓機（或冷壓機）結構原理、液壓系統，掌握實際操作能力；請學生自行設計一個調壓回路或調速回路並分析其工作原理，加深對典型液壓回路的認識和動手設計能力；並依據某一人造板產品擬定工藝要求、調整確定操作控制程式，以鍛鍊綜合應用能力。

　　二、實驗方法（工藝設計與計算）

　　1）現場操作並觀察熱壓機（或冷壓機），分析其傳動系統，液壓與電器控制方法與構件，熟練其工作原理。做好結構簡圖、傳動系統、液壓與電器控制系統的記錄（手工畫草圖）。

　　2）設計一個典型液壓調壓回路或調速回路，並說明其結構，分析其工作原理；

　　3）依據某一人造板製品擬定工藝要求、調整確定操作控制程式。

　　三、實驗主要儀器與試劑

　　遊標卡尺、活動扳手等工具、液壓基本回路（應具有定量泵、油缸、管路，並備有溢流閥、節流閥、換向閥，可供選用）、液壓控制元件、實驗壓機或生產壓機。

　　四、實驗主要過程（操作與要求）

　　利用齒輪泵、葉片泵、柱塞泵與液壓控制閥實物進行拆卸→組裝；

　　按每組每人拆卸齒輪泵、葉片泵（或柱塞泵）各一個，要求：

　　（1）拆卸過程採用邊拆邊記，分元件寫出拆卸零部件，過程圖並手工畫出結構簡圖，量好主要尺寸；組裝按先拆後裝的順序進行。如齒輪泵拆卸， 零部件依先後排序為：端蓋、密封件、一對齒輪、泵體，思考其如何工作，如何產生洩漏三途徑和困油現象？

　　（2）分別整理寫出齒輪泵、葉片泵的工作原理，並畫出齒輪泵、葉片泵的結構簡圖（要求標註實際主要尺寸）。

　　（3）寫出其它元件的拆卸觀察結果。

　　五、實驗原始資料記錄與結果計算

　　齒輪泵中,齒數Z=9,兩齒輪軸距離d=40mm,端蓋螺栓孔直徑d1=6mm,

　　齒輪分度圓直徑da=49mm,齒輪軸直徑d2=14mm,模數m=5。

　　葉片泵中葉片數=9，葉片尺寸長=15mm，寬=10mm，厚=1mm

　　六、實驗的分析與討論

　　齒輪泵的工作原理：齒輪泵的殼體內裝有一對外齧合的齒輪，齒輪兩側靠端蓋封閉。殼體、端蓋和齒輪的各個齒間槽組成了許多密封的工作腔。當齒輪按某個方向旋轉時，右槽吸油腔由於齧合著的輪齒逐漸脫開，密封工作腔容積逐漸增大，形成部分真空，郵箱中的油液被吸進來，並隨著齒輪旋轉。當油液到達左側壓油腔時，由於輪齒在這裡逐漸進入齧合，密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠壓出去，吸油區和壓油區是由互相齧合的輪齒、端蓋以及泵體分隔開。

　　齒輪泵的優缺點：外齧合齒輪泵的優點是結構簡單，尺寸小，質量輕，製造方便，價格低廉，工作可靠，自吸能力強，對油液汙染不敏感，維護容易。缺點是一些機件要承受不平衡徑向力，磨損嚴重，洩漏大，工作壓力的提高受到限制，且它的流量脈動大，因而壓力脈動和噪音都較大。

　　齒輪泵工作時有三個主要洩漏途徑：齒輪兩側面與端蓋間的軸向間隙；泵體孔和齒輪外圓間的徑向間隙；兩個齒輪的齒面齧合間隙。其中對洩漏量影響最大的.是軸向間隙，因為這裡洩漏面積大，洩漏途徑短，其洩漏量可佔總洩漏量的75%---80%。軸向間隙越大，洩漏量越大，會使容積效率過低；間隙過小，齒輪端面與泵的端蓋間的機械摩擦損失增大，會使泵的機械效率降低。洩漏是影響齒輪泵高壓化的主要障礙。解決洩漏問題的對策是選用適當的間隙進行控制：通常軸向間隙控制在0.03mm--0.04mm;徑向間隙控制在0.13mm--0.16mm。高壓齒輪泵往往透過在泵的前、後端蓋間增設浮動軸套或浮動側板的結構措施，以實現軸向間隙的自動補償。

　　齒輪泵工作時,為了保證齒輪泵的齒輪平穩地齧合運轉,吸、壓油腔嚴格地密封以及連續地供油,必須使齒輪的齧合重迭係數大於1。這樣,當前一對齒尚未脫開齧合前,後一對齒就開始進入齧合,依此類推進行工作,這樣就會產生困油現象。解決辦法通常是在浮動側板上開卸荷槽，卸荷槽開法是在高壓齧合區開槽，使得齧入時形成的高壓油流入壓油區，也就是壓油口，而低壓區開槽使得齧出時形成的真空區與吸油口相通，這樣就解決困油現象。

　　葉片泵分為雙作用泵和單作用泵：轉子、定子、葉片和配油盤等組成。定子內壁近似橢圓形。葉片安裝在轉子徑向槽內並可沿槽滑動，轉子與定子同心安裝。當轉子轉動時，葉片在離心力的作用下壓向定子內表面，並隨定子內表面曲線的變化而被迫在轉子槽內往復滑動，相鄰兩葉片間的密封工作腔就發生增大和縮小的變化。葉片由小半徑圓弧向大半徑圓弧

　　處滑移時，密封工作腔隨之逐漸增大形成區域性真空，於是油箱中油液透過配油盤上吸油腔吸入；反之將油壓出。轉子每轉一週，葉片在槽內往復滑移2次，完成2次吸油和2次壓油，並且油壓所產生的徑向力是平衡的，故稱雙作用式，也稱平衡式。

　　單作用式葉片泵工作原理：主要由定子、轉子、葉片和配油盤等組成。定子的內表面是一個圓柱形，轉子偏心安裝在定子中，即有一個偏心距e，葉片裝在轉子徑向滑槽中，並可在槽內徑向滑動。轉子轉動時，在離心力和葉片根部壓力油的作用下，葉片緊貼在定子內表面上，這樣相鄰兩片葉片間就形成了密封工作腔。在其中一邊，葉片逐漸伸出，密封工作腔逐漸增大，形成區域性真空，形成吸油；反之，另一邊，形成壓油。轉子每轉一週，葉片在滑槽內往復滑移1次，完成1次吸油1次壓油。油壓所產生的徑向力是不平衡的，故稱單作用式，也稱不平衡式葉片泵。

　　葉片泵這種液壓泵輸出流量均勻，脈動小，噪聲小。但結構較複雜，吸油特性不太好，對油液中的汙染也比較敏感。