【正文】 .......................................... 5 被試泵及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 ................................................................... 6 液壓泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基本測(cè)試項(xiàng)目 ........................................................... 6 排量驗(yàn)證試驗(yàn) ................................................................................. 6 效率試驗(yàn) ......................................................................................... 7 變量特性試驗(yàn) ................................................................................. 7 其它試驗(yàn)項(xiàng)目 ................................................................................. 8 液壓泵性能表達(dá)式及參數(shù) ................................................................... 8 本章小結(jié) ............................................................................................... 9 第 3 章 液壓馬達(dá)實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...................................................... 10 液壓馬達(dá)實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作原理 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 最近浙江大學(xué)流體傳動(dòng)及控制國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室也開發(fā)的基于虛擬儀器的液壓試驗(yàn)臺(tái) CAT 系統(tǒng)便是比較典型的例子，軟件部分采用了 VC++現(xiàn)試驗(yàn)系統(tǒng)編程。計(jì)算機(jī)高速處理數(shù)據(jù)的能力正好滿足液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)分析的要求，開發(fā)以計(jì)算機(jī)為中心的液壓測(cè)試設(shè)備可以很好的對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)分析?？蛰d排量測(cè)量時(shí)可以打開電磁球閥 2使被試泵卸荷。 恒壓變量泵 本試驗(yàn)臺(tái)安裝的為恒壓變量泵，因此應(yīng)做相應(yīng)的恒壓特性試驗(yàn)。 電機(jī)的選擇 電氣傳動(dòng)用交流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，特點(diǎn)是：調(diào)速優(yōu)良，過載能力大，可實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí)快速起動(dòng)制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，多用于寬調(diào)速的場(chǎng)合和要求有特殊運(yùn)行性能的自動(dòng)控制場(chǎng)合。 液壓泵吸油管道內(nèi)徑： mmvqd V 3 ??? ???? ??? ， 圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 50 mm。管子總應(yīng)該有一段直管接近管接頭，而把任何近處的彎管調(diào)整到遠(yuǎn)處。 本系統(tǒng)在泵的出口處應(yīng)設(shè)液壓軟管，目的是吸收泵出口處的壓力脈動(dòng)。 根據(jù)如下標(biāo)準(zhǔn)選擇： 卡套式端直通管接頭 (GB ) 卡套式直角管接頭 (GB ) 卡套式三通管接頭 (GB ) w 液壓閥的選擇 溢流閥的選擇 在液壓系統(tǒng)中，用來(lái)控制流體壓力的閥統(tǒng)稱為壓力控制閥，簡(jiǎn)稱壓力閥。 選擇管式單向閥，規(guī)格為 S25A2，通徑為 25 mm，開啟壓力為 MPa，重量 kg。它不僅可以防止液壓系統(tǒng)工作時(shí)，由空氣中帶入油箱的灰塵，還可以防止加油過程中混入顆粒物質(zhì)，從而 簡(jiǎn)化了油箱的結(jié)構(gòu)，有利于油箱的凈化。根據(jù)溫州黎明液壓有限公司的產(chǎn)品樣本，選擇加熱器的規(guī)格為 GYY2220/2，功率為 20 KW，數(shù)量為 1。開式油箱廣泛應(yīng)用于一般液壓系統(tǒng)，它在油箱蓋上裝有空氣濾清器，溝通油箱內(nèi)部與大氣的連接，并兼作注油口用。它一般布置在頂蓋上靠近油箱邊緣處。 a—— 液壓經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 在設(shè)計(jì)過程中，首先分清油路的串并聯(lián)關(guān)系，液壓元件與主油路是串聯(lián)的則主油路需要通過該元件；待完成主油路的設(shè)計(jì)后再考慮并聯(lián)元件。 閥塊安裝：在集成閥塊底面加工四個(gè)螺紋孔，將閥固定在底板上，再將底板安裝在油箱上，這樣拆卸十分方便。 泵站設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1）規(guī)模 小的單元型液壓泵站通常將液壓控制閥安裝在油箱 蓋 板之上或是集成在油路塊上， 再 安裝在油箱上。 泵站布管 液壓系統(tǒng)中元件與元件之間的連接，以及液壓能源的輸送是借助于管子、軟管、油路塊及連接板中的流道來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 w 泵站設(shè)計(jì) 綜上，本系統(tǒng)采用單獨(dú)的液壓泵站，集中設(shè)置。隨工作部件運(yùn)動(dòng)的管道可采用軟管、伸縮管或彈性管。主要用于移動(dòng)式液壓設(shè)備。 最后利用 pro/e 進(jìn)行三維建模，如圖 63 所示，同時(shí)用 Solidworks 裝配了閥塊上的閥體，如圖 64 所示。 w （ 4）對(duì)于工作中須要調(diào)節(jié)的元件，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其操作和觀察的方便性，如溢流閥、調(diào)速閥等可調(diào)元件應(yīng)設(shè)置在調(diào)節(jié)手柄便于操作的位置。 在考慮 油箱內(nèi)部的防腐處理時(shí)，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造到投入使用之間的時(shí)間間隔以及經(jīng)濟(jì)性，條件允許時(shí)采用不銹鋼制油箱無(wú)疑是最理想的選擇。 為了散熱效果好，應(yīng)使液流在油箱中有較長(zhǎng)的流程，如果與四壁都接觸，效果更佳。 本章小結(jié) 本章分別對(duì)液壓泵和液壓馬達(dá)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了選件計(jì)算，確定實(shí)驗(yàn)泵、電機(jī)、閥、液壓輔件的型號(hào)，以及管道的尺寸，同時(shí)還確定了油箱的容積?！?)； γ──油的密度，取 γ=900 kg/m3； V──油箱內(nèi)的油液體積； ΔQ──油加熱后的溫升，取 ΔQ=15 ℃； T──加熱時(shí)間，取 T=3600s。 補(bǔ)油泵選擇力士樂 PFE410B5， 排量： ，額定壓力 :21MPa，輸出流量： 114L/min，驅(qū)動(dòng)功率： 59kw，轉(zhuǎn)速： 7002021r/min。分類：按進(jìn)出口流道的布置形式可分為直通式和直角式兩種，按閥芯的結(jié)構(gòu)形式可分為鋼球式和錐閥式。法蘭和法蘭之間，法蘭和機(jī)件之間，用螺紋進(jìn)行連接，用 O 型密封圈密封。加固層可以是編織的，纏繞的或兩者兼而有之。 。一般的非金屬?gòu)椥栽?lián)軸器，由于具有良好的綜合性能，適 宜于一般的中小功率傳動(dòng)。轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格表中規(guī)定的數(shù)據(jù)，不得超過最高轉(zhuǎn)速值。 效率試驗(yàn) 按照國(guó)標(biāo) JB/T 7042—93 規(guī)定，效率試驗(yàn)主要有以下幾步： 第一，在最大排量、額定轉(zhuǎn)速下，使泵的出 口壓力逐漸增加，至額定壓力的 25%左右。 本章主要介紹了液壓泵和液壓馬達(dá)實(shí)驗(yàn)臺(tái)發(fā)展、未來(lái)趨勢(shì)和存在的問題，并介紹了本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。傳感器使將感受到的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出的裝置，隨著現(xiàn)代制造工藝和材料科學(xué)的反展，傳感器的核心 —— 敏感元件也越來(lái)越精密，測(cè)量誤差和非線性失真越來(lái)越容易為人們控制。 虛擬儀器技術(shù)雖然起步較晚，但發(fā)展非常迅速。 本次設(shè)計(jì)就是通過測(cè)定液壓泵液壓泵、液壓馬達(dá)在給定外界情況下的排量、流量、容積效率等，檢驗(yàn)液 壓泵和液壓馬達(dá)的是否合格。各類液壓計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試系統(tǒng)成為了各類液壓試驗(yàn)臺(tái)的主流。基于計(jì)算機(jī)的全數(shù)字化測(cè)量分析是采集測(cè)試分析的未來(lái)，虛擬儀器必將在越來(lái)越多的領(lǐng)域中廣泛普及。在使用中，液壓油會(huì)慢慢老化，老化的油液在更換時(shí)不能被回收，就會(huì)排到環(huán)境中，造成污染；泄漏是液壓系統(tǒng)常見的故障，油流 到環(huán)境中會(huì)造成污染，同時(shí)也會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上的損失。固定設(shè)備系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)需要設(shè)計(jì)者選定。 泵軸輸入的理論轉(zhuǎn)矩 TPth ： (23) 其中 ph為泵的出口壓力 (MPa)； p i 為泵的進(jìn)口壓力 (MPa)。此外，聯(lián)軸器還可能具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移、緩沖和減振以及安全防護(hù)功能。 液壓泵壓油管道壁厚： mmndP b ?? ???? ??? ?? ， 圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 2 mm。最小彎管半徑為外徑的 倍。雖然是為航空航天工業(yè)開發(fā)的，但是這種接頭中有許多現(xiàn)在已經(jīng)用于工業(yè)界。溢流閥可分為：直動(dòng)式、先導(dǎo)式。 選用電磁球閥 M3SEW6C30B420M，公稱壓力 ，工作電壓：12V 。當(dāng)周圍空氣的溫度較大時(shí)，有與空氣干燥器合用的注油通氣器，它兼有除濕、收塵和注油的功能。 選擇溫州黎明生產(chǎn)的壓力表，型號(hào) YN100，測(cè)量范圍 0～ 60MPa w 壓力表開關(guān) 壓力表開關(guān)是小型的截止閥或節(jié)流閥，主要用于切斷壓力表和油路的連接，或調(diào)節(jié)開口度起著阻止作用，減輕壓力表急劇跳動(dòng)，防止損壞。 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)： （ 1） 基本結(jié)構(gòu) 為了在相同的容量下得到最大的散熱面積，油箱外形以立方體形或長(zhǎng)六面體為宜，油箱的頂蓋上有時(shí)要安放泵和電機(jī)，閥的集成裝置有時(shí)也安裝在想改上，最高油面只允許達(dá)到油箱高度的 80%,油箱一般用鋼板焊接而成，頂蓋可以是整體的，也可以是分為幾塊，油箱底腳高度應(yīng)該在 150mm 以上，以便散熱、搬移和放油；油箱四周要有吊耳，以便起吊裝運(yùn)。為了便于換油時(shí)清洗油箱，大容量的油箱一般均在側(cè)壁設(shè)清洗窗口。液壓閥塊的使用不僅能簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝，而且便于實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化，有利于降低制造成本，提高精度和可靠性。這里主要對(duì)主泵出口閥塊進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的液壓原理如圖 61 所示。 液壓泵站由泵組，油箱組件，集成塊組件，冷卻系統(tǒng)，蓄能器組件等組成。手動(dòng)換向閥的位置必須靠近操作部位。 （ 3） 彎管應(yīng)減至與布管的幾何形狀 一致的最少數(shù)量，并采用盡可能大的彎管半徑，否則難以與管接頭找正。 （ 4） 所有管路，尤其是高壓管路均應(yīng)適當(dāng)支撐，尤其在高壓系統(tǒng)中彎管前后及與軟管連接之前必須支撐。壓力表及其開關(guān)應(yīng)布置在便于觀察和調(diào)整的地方。 液壓系統(tǒng)原理圖確定以后，根據(jù) 所選用或設(shè)計(jì)的液壓元件、輔件，便可進(jìn)行液壓泵站的設(shè)計(jì)。 在布置閥塊孔道時(shí)，首先根據(jù)系統(tǒng) 的總體布置確定各油口的方位，互相溝通的元件應(yīng)盡量置于互相垂直的相鄰面上以簡(jiǎn)化孔道布置，然后先走通主 油路，再完成小通徑的油路和控制油路。結(jié)構(gòu)緊湊，占有空間小，可使系統(tǒng)減輕重量，降低成本； （ 4） 安裝、調(diào)試、使用、維護(hù)方便。 （ 7） 油溫控制 油箱正常工作溫度應(yīng)該在 15～ 66℃ ，必要時(shí)應(yīng)該安裝溫度控制系統(tǒng)，或設(shè)置加熱器和冷卻器 。吸油端部所安裝的濾油器，離箱壁要有 2～ 3 倍管徑 ,以便四面進(jìn)油。 壓力傳感器 根據(jù)不同的使用要求，壓力傳感器可以與數(shù)字測(cè)量?jī)x、巡回檢測(cè)裝置或計(jì)算機(jī)等配套使用，便于實(shí)現(xiàn)測(cè)試自動(dòng)化。 由前面的計(jì)算可知，系統(tǒng)的總流量為 300 L/min，根據(jù)溫州黎明液壓有限公司的產(chǎn)品樣本，選擇空氣濾清器的規(guī)格為 ，過濾精度為 10 μm，空氣流量為 2 m3/min。選取被試馬達(dá) A2F28W391，排量： 28 mL/r， 最大轉(zhuǎn)速： 4750r/min。 本系統(tǒng)選取選取比例溢流閥： AGZMOA20315Y?？刹疬B接是可以重復(fù)使用的，所用的連接件有法蘭、管接頭、底板之類，也可以不用聯(lián)接件而直接把管子與元件連上。軟管還起吸振和消聲的作用，泵的出口要有一段軟管，其目的就在于此。在硬管和軟管之間做出選擇時(shí)，應(yīng)選擇硬管，因?yàn)橛补艹杀镜?、阻力小、安全。具體選擇 時(shí)考慮以下幾點(diǎn)： 。本章介紹了液壓泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基本原理，并說明了液壓泵的測(cè)試項(xiàng)目及測(cè)試計(jì)算方法。變頻電機(jī)選擇Y250M4B3 額定轉(zhuǎn)速： 1410r/min， 額定電壓： 380v， 額定功率： 55kw。由于泄漏產(chǎn) w 生的環(huán)境問題也是不可忽視，而泄漏也是液壓系統(tǒng)的一個(gè)頑疾。 液壓泵（馬達(dá)）實(shí)驗(yàn)臺(tái)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 隨著液壓技術(shù)的不斷提高與發(fā)展，對(duì)液壓測(cè)試技術(shù)的要求也不斷提高。這類試驗(yàn)臺(tái)采用計(jì)算機(jī)集散系統(tǒng)，對(duì)液壓試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行智能檢測(cè)、控制和管理。因此液壓泵、馬達(dá)性能的精確測(cè)試有著非常重要的意義。國(guó)內(nèi)也有許多高等院校及科研單位正在進(jìn)行液壓 CAT 的研究工作，并在液壓測(cè)試中進(jìn)行一定程度的應(yīng)用。液壓計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試技術(shù)（ Computer Aided Test）將信息技 w 術(shù)與液壓測(cè)試技術(shù)結(jié)合，可以顯著提高液壓測(cè)試的可靠性、精確性和自動(dòng)化程度，它必定是液壓測(cè)試技術(shù)的發(fā)展方向。其基本內(nèi)容為： 泵和液壓馬達(dá)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的液壓系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì) 由于不同類型的液壓泵 (馬達(dá) )有不同的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，即使是同一類型、不同額定壓力的液壓泵 (馬達(dá) )的測(cè)試方法也不完全相同，所以只能對(duì)其中某一類型、某一壓力級(jí)別的液壓泵 (馬達(dá) )進(jìn)行性能測(cè)試或?qū)ζ渲泄餐捻?xiàng)目進(jìn)行測(cè)試。 第三，計(jì)算泵的空載排量。 泵的基本參數(shù)是壓力、流量、轉(zhuǎn)速、效率。 。 泵的吸油和壓油口直徑是固定的，分別為 50 mm 和 42 mm，根據(jù)新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四卷，第 23 篇，第 9 章，表 ―鋼管公稱通徑、外徑、壁厚、聯(lián)接螺紋和推薦流量表，選取鋼管管道直徑如表 43 所示。與油連接的是耐油合成橡膠制成的內(nèi)管，內(nèi)管外面有若干層加固層。凡帶端字的都是用于管子與機(jī)件之間的連接，其余是用于管件之間的連接。用在液壓泵的出口，防止系統(tǒng)壓力突然升高而損壞液壓泵，防止系統(tǒng)中的油液在泵停機(jī)時(shí)倒流回油箱；用作旁通閥，與其它類型的液壓閥相并聯(lián)，從而構(gòu)成組合閥。本系統(tǒng)補(bǔ)油泵安放在主油箱的頂部，需要較好的自吸能力。