III 摘摘 要要 在高壓、高速、大功率的制造行業(yè)，機、電、液一體化的設備在整個機械設備中所 占的比重越來越大。液壓實驗臺作為一種檢測液壓元件的必須設備，可對液壓泵，液壓 馬達，液壓閥等各種液壓元件進行測量。 液壓馬達作為液壓系統(tǒng)的動力元件和執(zhí)行元件，是整個液壓系統(tǒng)的心臟，其質量、 性能的好壞直接影響著液壓系統(tǒng)的可靠性，進而影響生產設備的正常運行。因此,對液壓 馬達進行精確的性能測試，是辨別產品優(yōu)劣、改進結構設計、提高工藝水平、保證系統(tǒng) 性能和促進產品升級的重要手段。 本文根據(jù)如下試驗標準對液壓馬達試驗臺進行設計和研制：1.液壓缸(馬達)試驗方 法標準 GB/T 15622-19951；2.JB/ZQ3774-86 工程機械液壓缸檢驗規(guī)則；3.美國 SAEJ2214 MAR86 試驗標準。并且結合現(xiàn)代傳感器技術、微機技術以及計算機輔助測試 技術,對液壓馬達試驗臺進行了符合 ISO 及 GB 標準的設計。 關鍵詞關鍵詞：液壓馬達;測試;試驗標準;計算機輔助測試技術 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 IV ABSTRACT In the field of the high-pressure, high-speed and great-power manufacturing, the equipment which consists of mechanic, electric and hydraulic is playing more and more important roles in the field. As a necessary device of measuring hydraulic parts, the hydraulic test-bed is able to measuring vary of parts such as pumps, motors and valve. The hydraulic motor is heart of whole hydraulic system as a part of power and executing, it results in the dependability of hydraulic system; even in the good working condition of the manufacturing equipments.Therefore, measuring accurately to the hydraulic motors is the way of promotion of construction, process and performance of products. The designing is depending on these standards:1.The Standards of Hydraulic Cylinder(Motors) Test Procedure(GB/T 15622-19951);2.The rules of Hydraulic Cylinder Test Procedure(JB/ZQ3774-86);3.The standards of SAEJ2214 MAR86.The designing is the combination of modern technology of sensors, micro-computers and Computer-aided Test (CAT) which conforms to the standards of ISO and GB. Key words: hydraulic motors; measuring; standards of test;CAT V 目錄目錄 摘 要.III ABSTRACTIV 目錄 V 1 緒論.1 1.1 液壓馬達試驗臺結構與組成.1 1.2 液壓馬達試驗臺的發(fā)展.2 1.2.1 計算機輔助測試系統(tǒng)(CAT).2 1.2.2 液壓馬達試驗臺監(jiān)控系統(tǒng).3 2 液壓馬達試驗臺總體設計.5 2.2 液壓馬達試驗臺原理.5 2.2 液壓馬達試驗臺結構設計.6 3 液壓馬達試驗臺動力源裝置設計.7 3.1 液壓動力源裝置組成.7 3.2 液壓泵組結構設計.7 3.2.1 液壓泵組結構組成.7 3.2.2 液壓泵規(guī)格的確定.7 3.2.3 與液壓泵匹配的電動機的選定.13 3.2.4 液壓泵組布置方式的選擇.14 3.2.5 液壓泵組連接方式的選擇.16 3.2.6 液壓泵組安裝方式的選擇.18 3.2.7 液壓泵組傳動底座的設計.20 4 液壓馬達試驗臺控制裝置設計.24 4.1 液壓控制裝置的分類.24 4.1.1 有管集成.24 4.1.2 無管集成.24 4.2 液壓集成塊概述.24 4.2.1 塊式集成原理.24 4.2.2 塊式集成的優(yōu)點.25 5 液壓馬達測試方法及測試技術.26 VI 5.1 液壓馬達試驗方法.26 5.1.1 型式實驗和出廠實驗.26 5.1.2 測量準確度.28 5.1.3 試驗用油液.29 5.1.4 穩(wěn)態(tài)條件.29 5.1.5 測量點的位置.29 5.2 液壓馬達流量的測量.30 5.2.1 流量的測量原理.30 5.2.2 流量測量裝置.30 5.2.3 流量傳感器的選擇.31 5.3 液壓馬達壓力的測量.32 5.3.1 壓力的測量原理.32 5.3.2 壓力測量裝置.32 5.3.3 壓力傳感器的選擇.32 5.4 液壓馬達扭矩及轉速的測量.34 5.4.1 扭矩測量裝置.34 5.4.2 轉速的測量原理.34 5.4.3 扭矩及轉速傳感器的選擇.34 5.5 液壓馬達溫度的測量.35 5.5.1 溫度的測量原理.35 5.5.2 溫度測量裝置.35 5.5.3 溫度傳感器的選擇.35 6 結論.37 致 謝.38 參考文獻.39 VII 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 1 1 緒論緒論 1.1 液壓馬達試驗臺結構與組成液壓馬達試驗臺結構與組成 液壓馬達作為液壓系統(tǒng)的動力元件和執(zhí)行元件，是整個液壓系統(tǒng)的心臟，其質量、 性能的好壞直接影響著液壓系統(tǒng)的可靠性，進而影響生產設備的正常運行。因此,對液壓 馬達進行精確的性能測試，是辨別產品優(yōu)劣、改進結構設計、提高工藝水平、保證系統(tǒng) 性能和促進產品升級的重要手段。液壓馬達性能測試設計的參數(shù)多、精度要求高，并且 有些參數(shù)需要間接處理，而且工業(yè)現(xiàn)代化、信息化對液壓馬達提出了更高、更全面的性 能要求。 液壓馬達試驗臺主要由液壓動力驅動系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、計算機 控制與測試系統(tǒng)等組成（圖1.1） 。液壓馬達可采用開式和功率回收方式試驗。試驗參數(shù) 通過儀表（數(shù)字壓力計、數(shù)字流量計、數(shù)字溫度計、數(shù)字轉速轉矩儀） 、數(shù)據(jù)接口箱、數(shù) 據(jù)采集卡、顯示器、打印機與工控計算機實現(xiàn)計算機數(shù)據(jù)采集、處理、圖形繪制(特性曲 線、性能曲線和等效率曲線)、試驗報告輸出和數(shù)據(jù)管理等功能。 通常，液壓馬達試驗臺根據(jù)如下試驗標準進行設計和研制：1.液壓缸(馬達) 試驗方 法標準GB/T 15622-19951；2.JB/ZQ3774-86工程機械液壓缸檢驗規(guī)則；3.美國 SAEJ2214 MAR86 試驗標準。液壓馬達試驗臺可以采用各種壓力控制技術并結合現(xiàn)代傳 感器技術、微電子技術、虛擬儀器技術以及計算機輔助測試技術,對各類液壓馬達進行檢 驗(包括試運行、全行程、內外泄漏、啟動壓力特性、耐壓試驗以及耐久性試驗等)。 圖 1.1 液壓馬達試驗臺 一臺合格的液壓馬達試驗臺通常有以下幾個基本參數(shù)： 無錫太湖學院學士學位論文 2 表 1-1 液壓馬達試驗臺基本參數(shù) 序號基本參數(shù)常用數(shù)值 1驅動電機功率350 kW 2試驗轉速03000 R/min 3額定壓力035Mpa 4最大試驗流量 500L/min 5最大扭矩2000NM 1.2 液壓馬達試驗臺的發(fā)展液壓馬達試驗臺的發(fā)展 1.2.1 計算機輔助測試系統(tǒng)計算機輔助測試系統(tǒng)(CAT) 傳統(tǒng)的液壓實驗臺主要由液壓泵站、主體實驗臺、實驗電氣控制器及計算機控制系 統(tǒng)四部分組成，其測試系統(tǒng)按照“傳感器+二次儀表”的模式組成。在測試過程中，一般 采用模擬式記錄儀記錄試驗曲線或由試驗人員手工逐點讀取數(shù)據(jù)，然后，根據(jù)試驗數(shù)據(jù) 或試驗曲線由試驗人員手工處理出特性指標。顯然，用人工方法進行試驗及數(shù)據(jù)處理， 會帶來人為的讀數(shù)誤差，試驗的速度慢，精度差。隨著計算機科學以及與計算機配套的 各種通用插板的發(fā)展，使人們方便地用它們構成計算機輔助測試系統(tǒng)(即CAT系統(tǒng))。 CAT技術是計算機與常規(guī)測試系流結合的一門綜合性技術。運用CAT技術可以提高系統(tǒng) 的測試精度及測量速度，且能增強控制與數(shù)據(jù)處理能力，使測試系統(tǒng)具有一定的“智能” 。 CAT系統(tǒng)以菜單和人機對話方式顯示試驗選擇菜單，試驗臺的液壓系統(tǒng)圖，且對試 驗者進行的試驗內容進行考核和操作提示，試驗時，試驗者基本能脫離指導，在人機 界面的提示下，獨立地從事試驗操作、控制、測試試驗曲線和數(shù)據(jù)，并可以打印試驗結 果，從而提高了試驗速度以及試驗精度。系統(tǒng)的硬件一般由IBM一PC機內總線上配置用 于數(shù)據(jù)采集、過程控制、自動測試以及工業(yè)自動化等方面的高性能、高速多功能接口板 作為控制核心，另配置有用戶鍵盤板、輸入輸出控制板、相立傳感器、打印機等構成一 個完整的系統(tǒng)，如圖1.2所示。 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 3 圖1.2 典型CAT系統(tǒng)的控制原理圖 1.2.2 液壓馬達試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)液壓馬達試驗臺監(jiān)控系統(tǒng) 隨著計算機技術的不斷發(fā)展，一種基于人機界面的液壓馬達試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)誕生了， 它使用ET組態(tài)軟件進行監(jiān)控畫面的編制，實現(xiàn)液壓馬達試驗臺的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與 處理，具有系統(tǒng)結構簡單。應用性強等特點。 現(xiàn)今大規(guī)模的工業(yè)設備生產中都會使用工業(yè)測控軟件來使整個生產系統(tǒng)正常運作。 在幾種工業(yè)測控軟件中,組態(tài)軟件能充分利用Windows的圖形編輯功能,方便地構成監(jiān)控畫 面,以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài),具有報警窗口,實時趨勢曲線等功能。并可運用PC機 豐富的軟硬件資源進行二次開發(fā),方便地生成各種報表,為應用程序的開發(fā)提供了十分方 便的平臺，因此它在工業(yè)控制中運用越來越廣泛。 在液壓馬達綜合測試系統(tǒng)中，利用ET組態(tài)軟件構成監(jiān)控畫面（如圖1.3）,通過串行 口與和數(shù)據(jù)采集模塊進行通信,這樣可實現(xiàn)對各個開關量的控制以及試驗數(shù)據(jù)的采集和處 理。 液壓馬達試驗臺 轉速扭矩儀溫度傳感器壓力傳感器流量傳感器 接口卡 總線 打印機機 無錫太湖學院學士學位論文 4 圖 1.3 利用 ET 組態(tài)軟件構成的液壓馬達試驗臺監(jiān)控系統(tǒng) 液壓馬達試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)具有以下幾種功能： 1）實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控顯示功能。對來自現(xiàn)場試驗臺的馬達壓力、馬達流量、馬達 轉速、轉矩、溫度和操作控制開關信號等進行實時監(jiān)控，通過數(shù)值或圖形來實時反映生 產現(xiàn)場的信號變化情況，并通過相應處理可存儲于數(shù)據(jù)庫，利用網絡開發(fā)送到其它站點。 2）系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)運算、保存及打印等功能?？蓪⒔Y果按照制定的格式保存到ET組態(tài) 軟件的內部數(shù)據(jù)庫中，也可以將數(shù)據(jù)傳送到外部通用數(shù)據(jù)庫中。用戶可利用歷史曲線形 式查詢數(shù)據(jù)，并打印查詢結果。 使用了這種系統(tǒng)后，由于采用了計算機進行數(shù)據(jù)的采集和處理，提高了測試速度和 測試的自動化程度，提高了測試數(shù)據(jù)的精度。ET組態(tài)軟件能方便的實現(xiàn)復雜友好圖形界 面的編制，其本身與I/O設備通訊程序構成一個完整的系統(tǒng)，不需工程人員自行編制設備 的通訊程序，這種方式既保證了運行系統(tǒng)的高效率，也方便了工程應用，是一種簡便高 效的工程應用系統(tǒng)。 因此像這類能大大改善實時監(jiān)控性的測試監(jiān)控系統(tǒng)，測試的可靠性和精度均能得到 較好的保證而測試后的數(shù)據(jù)處理、分析報告及曲線的繪制均可用計算機自動生成，便于 操作者使用。 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 5 2 液壓馬達試驗臺總體設計液壓馬達試驗臺總體設計 2. .1 液壓馬達試驗臺系統(tǒng)原理液壓馬達試驗臺系統(tǒng)原理 圖 2.1 液壓馬達試驗臺系統(tǒng)原理圖 1動力源（電動機和供油泵） ；2試驗馬達；3負載(液壓泵)； 4、4液控單向閥；5、5單向閥；6換向閥；7節(jié)流閥 本設計采用雙向液壓馬達試驗系統(tǒng)作為馬達試驗臺的方案，如圖2.1所示。具體規(guī)劃 如下： 電動機及供油泵組成整個液壓系統(tǒng)的動力源裝置，為系統(tǒng)提供動力。兩套液壓動 力源用于液壓馬達的出廠實驗，對于小排量的被試馬達出廠實驗，用單套動力源即可滿 足要求；對于大排量被試馬達，可用兩套動力源共同工作以滿足流量要求； 溢流閥用于實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的降壓啟動和測試過程中的卸載, 減少功率消耗、系統(tǒng) 發(fā)熱； 單向閥、換向閥組成液壓系統(tǒng)的控制裝置，用以切換試驗馬達的進油和回油的油 路，控制被試液壓馬達換向及換向速度，提高換向穩(wěn)定性，減小液壓沖擊，實現(xiàn)被試馬 達的雙向試驗的目的； 換向閥采用電磁換向閥，可以清除殘留在被試液壓馬達A、B 腔的高壓,這就可以 從根本上保證更換被試液壓馬達試件的安全性、低污染控制； 為了達到試驗馬達的最大功率，提高試驗的可靠性，要在試驗馬達處加載一定的 負載。現(xiàn)采用變量式液壓泵來作為負載。負載前接有節(jié)流閥，控制節(jié)流閥的開口面積， 來改變測試點處的壓力，當壓力提高到一定值時，試驗馬達達到滿負載工作，此時系統(tǒng) 的壓力及流量達到最高點； 液壓油路中的各種參數(shù)（壓力、溫度）的測定由傳統(tǒng)的壓力表及溫度計測出；試 驗馬達處的參數(shù)由傳感器來測定，并與控制柜中的微機相連接，將測出的信號輸出，進 T n 1 2 3 45 6 54 DD 45 54 6 1 pr phth,r pr qr pr phth,r tL pL qL pr th,rph qr th,rph pr pr 7 無錫太湖學院學士學位論文 6 行相關數(shù)據(jù)分析（其中：馬達流量的測定是采用電子式的流量計，兩套控制裝置的回油 管最后將合并回油箱，流量計即安裝在兩根回油管的連接處，圖中分開表示只是為了表 達清晰） 。 試驗系統(tǒng)的壓力調節(jié)范圍為025MPa，單泵供油流量達300L/min，雙泵供油流量則 可達600L/min。 2.2 液壓馬達試驗臺結構設計液壓馬達試驗臺結構設計 由于液壓系統(tǒng)的特殊工況, 本設計中液壓馬達試驗臺采用分布式結構設計，即：馬 達試驗臺的動力源裝置、控制裝置、測試儀表及傳感器和電氣控制部分均采用分體式結 構單獨設計，最后通過油管、電纜線等把各個部分聯(lián)系起來。 采用分布式結構設計其優(yōu)點在于：使得液壓馬達試驗臺的設計、制造、裝配簡單、 系統(tǒng)維護方便, 并且可提高試驗臺的可靠性。 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 7 3 液壓馬達試驗臺動力源裝置設計液壓馬達試驗臺動力源裝置設計 3.1 液壓動力源裝置組成液壓動力源裝置組成 液壓動力源一般由液壓泵組、油箱組件、控溫組件、過濾器組件和蓄能器組件等5個 相對獨立的部分組成。 本設計中因為流量及功率滿足系統(tǒng)所需，故未使用蓄能器組件。 3.2 液壓泵組結構設計液壓泵組結構設計 3.2.1 液壓泵組結構組成液壓泵組結構組成 液壓泵組一般包含以下元器件，各元器件的作用見表3-1： 表 3-1 液壓泵組的元件組成及作用 序號元件名稱作用 1液壓泵將原動機的機械能轉換為液壓能 2 原動機（電動機或 內燃機） 驅動液壓泵工作 3聯(lián)軸器連接原動機和液壓泵 4傳動底座安裝和固定液壓泵及原動機 3.2.2 液壓泵規(guī)格的確定液壓泵規(guī)格的確定 （1） 泵的工作壓力的確定 考慮到正常工作中進油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 (3.1) pppp 1 式中 液壓泵最大工作壓力； p p 執(zhí)行元件最大工作壓力； 1 p 進油管路中的壓力損失，初算時簡單系統(tǒng)可取0.20.5MPa，復雜系統(tǒng)取 p 0.51.5MPa，本設計中取0.5 MPa。 MPapppp 5 . 255 . 025 1 上述計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動 p p 無錫太湖學院學士學位論文 8 態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力；另外還要考慮到一定的壓力儲備量，并確保泵的壽命，因此 選泵的額定壓力應滿足 n p （1.251.6）(3.2) n p p p 中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。本設計中 MPapn875.31 5 . 2525 . 1 故取 MPapn32 （2） 泵的流量確定 液壓泵的最大流量應為 (3.3) p q max )(qKL 式中 液壓泵的最大流量； p q 同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值； max )(q 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取=1.11.3，現(xiàn)取=1.2，則 L K L K L K min/3603002 . 1Lqp （3） 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)課題要求：液壓馬達試驗臺最大試驗壓力為25MPa，考慮到壓力損失等因素，一 般選用25MPa，=32MPa的柱塞泵。 max p max p 柱塞泵類型分為：軸向柱塞泵、徑向柱塞泵和臥式柱塞泵。其中，軸向柱塞泵有結 構緊湊、轉動慣量小、壓力高、效率高等優(yōu)點，故應用廣泛。本設計也采用軸向柱塞泵。 考慮到泵在工作中的效率，選擇變量泵以提高液壓系統(tǒng)的效率，減少能量損失。變 量泵的變量形式有很多種：有手動、伺服、液控、壓力補償、恒功率等方式，這里選用 壓力補償?shù)姆绞健２殚喴簤簜鲃釉O計手冊 ，現(xiàn)選用CY14-1B型斜盤式（壓力補償變量） 軸向柱塞泵。其參數(shù)如下： 表 3-2 CY14-1B 型斜盤式軸向柱塞泵參數(shù) 型號 排量 1 rmL 壓力 MPa 轉速 1 min r CY14-1B2.540031.5 10003000 滿足課題的設計要求。 下面介紹一下CY14-1B型斜盤式（壓力補償變量）軸向柱塞泵YCY14-1B的性能。 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 9 圖 3.1 CY14-1B 型斜盤式（壓力補償變量）軸向柱塞泵。 301 一變量活塞；302 一變量殼體；304 一上法蘭；305 一彈簧套；306 一內彈簧； 307 一外彈簧；308 一彈簧芯軸；309-隨動滑閥；310-隨動閥套；T22 一刻度盤。 壓力補償?shù)淖兞吭恚焊邏河鸵和ㄟ^通道a、b、c進入變量殼體302的下腔d，再經過 通道e分別進入通道f和h。當彈簧的作用力，大于作用于隨動滑閥309下端環(huán)形面積的液壓 推力時，則油液經通道h進入上腔9，推動變量活塞301向下移動，使泵的流量增加；當隨 動滑閥下端環(huán)形面積上油壓的推動力大于彈簧的作用力時，則隨動滑閥向上運動，堵塞 了通道h，同時使上腔9的油通過通道a而卸壓，此時變量活塞向上運動，泵的流量減少。 壓力補償泵的工作特性：即YCY14-1B泵的流量-壓力特性。圖3.2為其示意圖；圖 3.3、圖3.4為其實際特性圖。 （圖中橫坐標為泵的工作壓力P，單位： ） 2 /101cmkgfMPa 無錫太湖學院學士學位論文 10 圖 3.2 YCY14-1B 泵的特性曲線示意圖 圖 3.3 YCY14-1B 泵的實際特性曲線圖 1 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 11 圖 3.4 YCY14-1B 泵的實際特性曲線圖 2 圖3.2的陰影部分是壓力補償泵的特性調節(jié)范圍。AB的斜率由外彈簧307的剛度決定； BC的斜率由外彈簧307和內彈簧306的合成剛度決定。而CD的長短則由限位螺釘?shù)奈恢?(限制傾斜角)確定。 泵的特性調節(jié)方法:如需要調節(jié)油泵的流量一壓力特性，使其按折線規(guī)律變 1111 DCBA 化，首先將限位螺釘擰至上端位置，然后調節(jié)彈簧套305，同時觀察壓力表，指示刻度盤 T22的指針開始轉動，直至調到壓力表所指示的壓力與點所要求的壓力相符合時停止。再 調節(jié)限位螺釘，使壓力時點的流量為點，的流量數(shù)值可以從刻度盤T22上讀 max p 1 D 1 Q 1 D 出?？潭缺P上共分10格，每格代表泵的公稱流量的10%。點和的壓力和流量值是預先 1 B 1 C 設計好的，不需要調整，只要和兩點的流量和壓力調好了，則該泵的特性就自動地 1 A 1 D 按折線變化。 1111 DCBA 根據(jù)前面算得的和，選用柱塞泵的型號為：400YCY14- MPapn32min/360Lqp 1B。具體參數(shù)如下： 無錫太湖學院學士學位論文 12 表 3-3 400YCY14-1B 型斜盤式軸向柱塞泵參數(shù) 型號 排量 1 rmL 額定壓力 MPa 額定轉速 1 min r 驅動功率 KW 容積效率% 400YCY14-1B 400321000250 92 圖 3.5 400YCY14-1B 柱塞泵外形尺寸 400YCY14-1B 柱塞泵的外形尺寸如表 3-4 所示： 深 進口 泄油口 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 13 表 3-4 400YCY14-1B 型斜盤式軸向柱塞泵尺寸 Bb)( 40 db 1 b 2 b 3 b 0 D() 1 D 4 dc 2 D 42548020120165130265200320 3 D)(dd 1 d 2 d 3 d H 1 h 2 h 3 h 400706591227M58818524730 Ll 0 l 1 l 2 l 3 l 4 l 5 l 6 l 8011221108125230300555729 t)( 00 深hd 75.65024M 3.2.3 與液壓泵匹配的電動機的選定與液壓泵匹配的電動機的選定 根據(jù)(3.4) H N pBq p 式中 所選電動機額定功率； n P 變量柱塞泵的額定壓力； B P 變量柱塞泵達到額定壓力時，輸出的流量； p q 變量柱塞泵的機械效率，可取0.70.9（當較小時取較小值，當較大時 p q p q 取較大值） 。這里，取。 9 . 0 由YCY14-1B泵的實際特性曲線圖1（圖3.3） ，可以看到：當YCY14-1B泵達到額定 壓力32MPa（即320）時，其流量達到額定流量的40%。此時，電動機的功率達到 2 /cmkgf 額定功率的40%。則此時變量柱塞泵輸出的流量為 H N min/1601000/10004004 . 04 . 0%40LrVqq NBBp 式中 變量柱塞泵的排量（單位：） ； B V 1 rmL 變量柱塞泵的額定轉速（單位：） N r 1 min r 無錫太湖學院學士學位論文 14 按（式3.4）可得 H N KW2374 . 0/ 9 . 060 16032 由表3.3查得，液壓泵所需驅動功率=250KW，與估算相符，則所選電動機的額定 H N 功率=250KW，且額定轉速要與液壓泵轉速相匹配，。 H Nmin/1000rnN 查閱機械設計手冊 ，選用Y系列三相異步電動機（ZBK22007-88） 。Y系列電動機 是按照國際電工委員會(IEC)標準設計的，具有國際互換性的特點。其中Y(IP44)小型三 相異步電動機為一般用途籠型封閉自扇冷式電動機，具有防止灰塵或其它雜物侵入之特 點，B級絕緣，可采用全壓或降壓起動。該電動機的工作條件為:環(huán)境溫度-15+40， 相對濕度不超過90%，海拔高度不超過l000m，電源額定電壓380V，頻率50Hz。常用于對 起動性能、調速性能及轉差率均無特殊要求的機器或設備，如金屬切削機床、水泵、鼓 風機、運輸機械和農業(yè)機械等。 Y355L2-6電動機外形及安裝尺寸如表3.5所示： 圖 3.6 Y355L2-6 電動機外形及安裝尺寸 表 3-5 Y355L2-6 電動機外形及安裝尺寸 型號HABCDEFG Y355L2-6 0 0 . 1 355610630254 030 . 0 011 . 0 95 1702586 GDKAAACABADBBHAHDL 2830150710760600900608201445 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 15 3.2.4 液壓泵組布置方式的選擇液壓泵組布置方式的選擇 按液壓泵組布置方式的分類，可分為上置式液壓動力源、非上置式液壓動力源及柜 式液壓動力源。柜式液壓動力源功率較小，本課題的液壓馬達試驗臺功率較大，故不考 慮柜式液壓動力源。下面分別對上置式和非上置式兩種液壓動力源布置方式作一個比較。 （1） 上置式液壓動力源 上置式液壓動力源分為臥式液壓動力源和立式液壓動力源。 1）臥式液壓動力源：泵組布置在油箱之上的上置式液壓動力源，當電動機臥式安裝， 液壓泵置于油箱之上。 特點：由于液壓泵置于油箱之上，必須注意各類液壓泵的吸油高度，以防液壓泵進 油口處產生過大的真空度，造成吸空或氣穴現(xiàn)象。 2）立式液壓動力源：電動機立式安裝，液壓泵置于油箱內。 特點：上置式液壓動力源占地面積小，結構緊湊，液壓泵置于油箱內的立式安裝動 力源，噪聲低且便于收集漏油。這種結構在中、小功率液壓站中被廣泛采用。 （2） 非上置式液壓動力源 非上置式液壓動力源一般將泵組布置在底座或地基上（圖3.7） 。 特點：非上置式液壓動力源由于液壓泵置于油箱液面以下，故能有效改善液壓泵的 吸入性能。這種動力源裝置高度低，便于維護，但占地面積大。因此，適用于泵的吸入 允許高度受限制，傳動功率較大，而使用空間不受限制以及開機率低，使用時又要求很 快投入運行的場所。 圖 3.7 非上置式液壓動力源 無錫太湖學院學士學位論文 16 （3） 液壓動力源裝置的比較 上置式及非上置式液壓動力源裝置各有特點，現(xiàn)做一比較，列表如下： 表 3-6 上置式與非上置式液壓動力源裝置的綜合比較 項項 目目上置立式上置立式上置臥式上置臥式非上置式非上置式 震 動較大較大小 占地面積小小較大 清洗油箱較麻煩較麻煩容易 漏油收集方便需另設滴油盤需另設滴油盤 液壓泵工作條件 泵浸在油中，工作 條件好 一般好 液壓泵安裝要求 泵與電動機有同軸 度要求 泵與電動機有同軸 度要求; 需考慮液壓泵的吸 油高度; 吸油管與泵的連接 處密封要求嚴格 泵與電動機有同軸 度要求; 吸油管與泵的連接 處密封要求嚴格 應用中小型液壓站中小型液壓站較大型液壓站 從表中不難看出，雖然非上置式與上置式動力源相比占地的面積較大，但液壓泵工 作條件較好，清洗油箱也較方便；又考慮到所要設計的液壓馬達試驗臺功率較大，故采 用：非上置式液壓動力源。 3.2.5 液壓泵組連接方式的選擇液壓泵組連接方式的選擇 確定液壓泵組連接方式，實際上是要考慮液壓泵與原動機的軸間連接和安裝方式， 其首先要考慮的問題是：液壓泵軸的徑向和軸向負載的消除或防止。按液壓泵組連接方 式的分類，可分為直接驅動型連接和間接驅動連接。 液壓泵經聯(lián)軸器或采用花鍵連接由原動機直接驅動，稱為直接驅動型連接。 如果液壓泵不能經聯(lián)軸器由原動機直接驅動，而需要通過齒輪傳動、鏈傳動或皮帶 傳動間接驅動，則稱為間接驅動連接。 本課題設計中液壓泵組采用的是電動型的驅動方式，即以電動機作為原動機直接驅 動。故考慮直接驅動型連接。下面對直接驅動型連接中兩種連接方式的特點作一個比較： （1） 聯(lián)軸器連接 適用場合：泵組在結構上一般不能承受額外的徑向和軸向載荷，并且使泵軸與驅動 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 17 軸之間嚴格對中，軸線的同軸度誤差不大于0.08mm。 （2） 花鍵連接 原動機與液壓泵之間采用特殊的軸端帶花鍵連接孔的原動機，將泵的花鍵軸直接插 入原動機軸端。此種連接方式在省去聯(lián)軸器的同時，還可以保證兩軸間的同軸度。 （3） 連軸器的選擇 本課題設計中，液壓泵的泵軸與電動機的驅動軸之間需要嚴格對中，同軸度要求較 高，故采用：聯(lián)軸器連接。 原動機與液壓泵之間的聯(lián)軸器宜采用帶非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器，例如 GB527285中規(guī)定的梅花形彈性聯(lián)軸器以及GB 1061489中規(guī)定的芯型彈性聯(lián)軸器和 GB584486中規(guī)定的輪胎式聯(lián)軸器。其中梅花形彈性聯(lián)軸器具有彈性、耐磨性、緩沖性 及耐油性較高，制造容易、維護方便等優(yōu)點，應用較多。 查閱液壓傳動設計手冊 ，選用型號為ML9的梅花形彈性聯(lián)軸器（圖3.8） ，標記如 下： ML9型聯(lián)軸器 MT3b GB5272-85 10770 14295 YA ZA 主動端（電動機）：Z型軸孔，A型鍵槽，軸孔直徑95mm，軸孔長度 1 d 142mm； 1 L 從動端（柱塞泵）：Y型軸孔，A型鍵槽，軸孔直徑70mm，軸孔長度 2 d 107mm； 2 L MT9型彈性件硬度為b（適用于公稱扭矩為4500） 。 mN 無錫太湖學院學士學位論文 18 圖 3.8 梅花形彈性聯(lián)軸器 1、3半聯(lián)軸器，材料為 ZG45、ZG35、HT200 2梅花形彈性體，材料為聚脂型聚氨酯 表 3-7 梅花形彈性聯(lián)軸器尺寸 型號 彈性件 硬度 公稱扭矩（ n T ）mN 許用轉速n （ ）min/r 軸孔直徑 （mm） 軸孔長度 （mm） d1d2LL1 ML9b45002500 9570142107 L0（mm ） D（m m） 彈性件型號 轉動慣量（ ） 2 mkg 許用補償量（mm） 軸向徑向 角向 （）394230MT9-b18.95 4.51.51 3.2.6 液壓泵組安裝方式的選擇液壓泵組安裝方式的選擇 按液壓泵組安裝方式的分類，可分為角形支架臥式安裝、鐘形罩立式安裝、腳架鐘 形罩臥式安裝和支架鐘形罩臥式安裝。下面分別對四種安裝方式作一個比較。 （1） 角形支架臥式安裝（圖3.9） 液壓泵（YBX-16）直接裝在角形支架3的止口里，依靠角形支架的底座與基座8相連 接，再通過撓性聯(lián)軸器7與帶底座的臥式電動機（Y90L-4-1）相連。液壓泵與電動機的同 軸度需通過在電動機底座下和角形支架上加裝的調整墊片來實現(xiàn)。 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 19 圖 3.9 角形支架臥式安裝 （2） 鐘形罩立式安裝（圖3.10） 通過液壓泵（YB1-32）上的軸端法蘭實現(xiàn)泵與鐘形罩（也稱鐘形法蘭）1的連接，鐘 形罩再與帶法蘭的立式電動機（Y112M-685）連接，依靠鐘形罩上的止口保證液壓泵與 電動機的同軸度。此種方式安裝和拆卸均較方便1。 圖 3.10 鐘形罩立式安裝 無錫太湖學院學士學位論文 20 （3） 腳架鐘形罩臥式安裝（圖3.11） 此種安裝方式與圖3.10鐘形罩立式安裝類同，不同之處在與這里的鐘形罩自帶腳架， 并臥式安裝。 圖 3.11 腳架鐘形置臥式安裝 1電動機 2腳架 3液壓泵 （4） 支架鐘形罩臥式安裝（圖3.12） 這種安裝方式中，電動機（Y132M-4）與液壓泵4通過鐘形罩1連接起來，鐘形罩再 與支架5連接，最后通過支架將液壓泵與電動機一并安裝再基座上。液壓泵與電動機的同 軸度由鐘形罩上的止口保證。此種方式加工和安裝都比較方便。 圖 3.12 支架鐘形罩臥式安裝 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 21 鐘形罩立式安裝和支架鐘形罩臥式安裝加工和安裝都比較方便，但先前液壓泵組已 采用的是非上置式液壓動力源的方案，故采用：支架鐘形罩臥式安裝。 3.2.7 液壓泵組傳動底座的設計液壓泵組傳動底座的設計 液壓泵組的傳動底座在結構上應具有足夠的強度和剛度，還應考慮檢修的方便性。 要在合適的部位設置滴油盤，以防油液污染工作場地。 圖 3.13 T 形槽安裝底板 本設計采用T形槽安裝底板（圖3.13） ，液壓泵組及各類液壓元部件都可安裝固定在 上面，并用T形槽用螺栓加以固定。T型槽的周邊有油槽，液壓元件滴落的油液可以流至 槽內，防止了油液污染試驗場地。試驗完畢后，可以擦除油槽內收集的油液，保持了場 地的清潔。 本設計中T形槽安裝底板的尺寸：長6.8米，寬5.5米。T形槽間距為250mm。 （圖 3.14） 圖 3.13 T 形槽安裝底板尺寸 T形槽用螺栓頭部朝下，放進T形槽的孔內（直徑為D） ，然后在移至槽內。液壓泵組 的支架放在底板上面，支架上的安裝用的孔和T型槽移至重合后，用螺栓和螺母固定。T 形槽和T形槽用螺栓都有標準的尺寸，查閱機械設計手冊后，選擇公稱直徑為36的T 形槽（GB158-84）和T形槽用螺栓B級（GB37-88） ，具體尺寸如下： 無錫太湖學院學士學位論文 22 圖 3.14 T 形槽尺寸 表 3-8 T 形槽尺寸（單位：mm） ABCHEFGKDe 極限偏差 基本 尺寸 基準槽 H8 固定槽 H12 基本 尺寸 極限 偏差 36 039 . 0 0 25 . 0 0 602871 2.5 267376 2 0 2 圖 3.15 T 形槽用螺栓B 級尺寸 T形槽用螺栓標記：螺紋規(guī)格、工程長度，性能等級為8.8級，表 36Md mml190 面氧化的T形槽用螺栓：螺栓 GB37 19036M 表 3-9 T 形槽用螺栓尺寸（單位：mm） 螺紋規(guī)格Dlbhkrs M36851901101215220 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 23 4 液壓馬達試驗臺控制裝置設計液壓馬達試驗臺控制裝置設計 4.1 液壓控制裝置的分類液壓控制裝置的分類 液壓控制裝置是液壓系統(tǒng)中各類控制閥及其連接體的統(tǒng)稱。一個液壓系統(tǒng)中有很多 控制閥，這些控制閥可用不同方式來連接或集成。液壓控制裝置可分為有管集成和無管 無錫太湖學院學士學位論文 24 集成。 4.1.1 有管集成有管集成 有管集成是液壓技術中最早采用的一種集成方式。它用管子（管子和管接頭）將各 管式連接液壓控制閥集成在一起。 優(yōu)點：連接方式簡單，不需要設計和制造油路板或油路塊。 缺點：當組成系統(tǒng)的控制元件較多時，要求有較多的管子和管接頭，上下交叉，縱 橫交錯。占用空間加大，從而使整個系統(tǒng)布置相當不便，安裝維護和故障診斷困難系統(tǒng) 運行時，壓力損失大，且容易產生泄漏，混入空氣及振動噪聲等不良現(xiàn)象。 4.1.2 無管集成無管集成 無管集成是將液壓控制元件固定在某種專用或通用的輔助連接件上，輔助連接件內 開有一系列通油孔道，液壓控制元件之間的油路聯(lián)系通過這些通油孔道來實現(xiàn)。 優(yōu)點：油路直接做在輔助件或液壓閥體上，省去了大量管件（無管集成因此而得名） ； 結構緊湊，組裝方便，外形整齊美觀；安裝位置靈活；油路通道短，壓力損失較小，不 易泄漏。 本設計中液壓馬達試驗臺的控制裝置采用無管集成。 4.2 液壓集成塊概述液壓集成塊概述 無管集成的液壓控制裝置按輔助連接形式的不同，可分為板式，塊式、鏈式、疊加 閥式和插裝式等五種主要形式。本設計中液壓控制裝置選用的是塊式集成的形式。 4.2.1 塊式集成原理塊式集成原理 塊式集成是按典型液壓系統(tǒng)的各種基本回路，做成通用化的6面體油路塊(稱為：集 成塊)，通常其四周除1面安裝通向液壓執(zhí)行器(液壓缸或液壓馬達)的管接頭外，其余3面 安裝標準的板式液壓閥及少量疊加閥或插裝閥，這些液壓閥之間的油路聯(lián)系由油路塊內 部的通道孔實現(xiàn)，塊的上下兩面為塊間疊積結合面，布有由下向上貫穿通道體的公用壓 力油孔P、回油孔O (T)、泄漏油孔I.及塊間連接螺栓孔，多個回路塊疊積在一起，通過4 只長螺栓固緊后，各塊之間的油路聯(lián)系通過公用油孔來實現(xiàn)，如圖4.1 所示。 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 25 圖 4.1 塊式集成液壓控制裝置的結構 1單泵或雙泵供油進口 2集成塊前面 3集成塊左側面 4二位五通電磁換向閥 5背壓閥 6通液壓缸小腔的管接頭 7通液壓缸大腔的管接頭 8測壓管 9頂塊 10壓力表 11壓力表開關 12二位二通電磁換向閥 13調速閥 14過渡扳 15順序閥 16集成塊后面 17集成塊 18集成塊側面 19、20雙、單泵供油進油口 21基塊 4.2.2 塊式集成的優(yōu)點塊式集成的優(yōu)點 塊式集成有如下優(yōu)點： （1）可簡化設計 可用標準元件按典型動作組成單元回路塊，選取適當?shù)幕芈穳K疊積于一體，即可構 成所需液壓控制裝置，故可簡化設計工作。 （2）設計靈活、更改方便 因整個液壓系統(tǒng)由不同功能的單元回路塊組成，當需要更改系統(tǒng)、增減元件時， 只需更換或增減單元回路塊即可實現(xiàn)，所以設計時靈活性大、更改方便。 （3）易于加工、專業(yè)化程度高 集成塊(也稱通道體)主要是6個平面及各種孔的加工。與前述油路板相比，集成塊尺 無錫太湖學院學士學位論文 26 寸要小得多，因此平面和孔道的加工比較容易，便于組織專業(yè)化生產和降低成本。 （4）結構緊湊、裝配維護方便 由于液壓系統(tǒng)的多數(shù)油路等效成了集成塊內的通油孔道，所以大大減少了整個液壓 裝置的管路和管接頭數(shù)量，使得整個液壓控制裝置結構緊湊，占地面積小，外形整齊美 觀，便于裝配維護，系統(tǒng)運行時泄漏少，穩(wěn)定性好。 （5）系統(tǒng)運行效率較高 由于實現(xiàn)各控制閥之間油路聯(lián)系的孔道的直徑較大且長度短.所以系統(tǒng)運行時，壓力 損失小，發(fā)熱少，效率較高。 塊式集成的主要缺點：集成塊的孔系設計和加工容易出錯，需要一定的設計和制造 經驗。 塊式集成設計靈活、更改方便；易于加工、專業(yè)化程度高；結構緊湊、裝配維護方 便；系統(tǒng)運行效率較高，但塊式集成的集成塊的孔系設計較難，需要一定的設計和制造 經驗，故設計時需小心謹慎。 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 27 5 液壓馬達測試方法及測試技術液壓馬達測試方法及測試技術 5.1 液壓馬達試驗方法液壓馬達試驗方法 5.1.1 型式實驗和出廠實驗型式實驗和出廠實驗 液壓馬達實驗的主要實驗內容包括型式實驗和出廠實驗兩種。在這兩大類的實驗中， 各有許多不同的實驗的內容。這些都是這次液壓馬達實驗臺在工作中所必須要完成的。 在查閱了液壓工程手冊中后，列舉液壓馬達的出廠實驗和型式實驗的內容如下： （1）液壓馬達型式試驗:排量驗證試驗，效率試驗，啟動效率試驗，低速性能試驗， 噪聲試驗，低溫試驗，高溫試驗，超速試驗，超載試驗，連續(xù)換向試驗，連續(xù)超載試驗， 連續(xù)滿載試驗，背壓試驗，效率檢查試驗，外泄漏檢查； （2）液壓馬達出廠試驗：氣密性試驗，排量驗證試驗，容積效率試驗，超載試驗， 總效率試驗，外滲漏檢驗； 液壓馬達的型式試驗和出廠試驗詳情見表5-1和表5-2。 表 5-1 液壓馬達型式試驗 序號試驗項目測試內容及測試方法 1排量驗證試驗 在最大排量、空載壓力下，分別測量額定轉速的 20%50%中任 意設定轉速的排量和額定轉速的排量 2效率試驗 1.最大排量工況下： （1）在額定轉速、額定壓力的 25%下，測量流量第一組數(shù)據(jù)。 然后逐漸加載，分別測量從額定壓力的 25%至額定壓力之間 6 個 以上等分的試驗壓力點的各組數(shù)據(jù)； （2）在最高轉速和 85%、70%、55%、40%、25%額定轉速時，分 別測量上述各試驗壓力點的各組數(shù)據(jù)； （3）反向試驗方法與正向相同。 2.雙速或多速變量電動機，除低速（最大排量）外，其余幾級 速度僅測量 100%、50%額定壓力下的容積效率和輸出扭矩。 3.在進口油溫為 2035和 7080條件下，分別測量在額定 轉速、最大排量時，從空載壓力至額定壓力范圍內 7 個以上等 無錫太湖學院學士學位論文 28 分壓力點的容積效率 3啟動效率試驗 采用恒扭矩啟動方法或恒壓力啟動方法，在最大排量工況下， 一不同的恒定扭矩或恒定壓力值，分別測量電動機輸出軸不同 角位置以及正、反方向在額定壓力的 25%、75%、100%和規(guī)定背 壓下的啟動壓力或扭矩 4低速性能試驗 在最大排量、額定轉速和規(guī)定背壓下，一逐漸降速和升速的方 法分別重復測量正、反向不爬行的最低轉速 按上述方法分別測量從額定壓力的 50%至額定壓力之間的 4 個 等分壓力點的最低轉速 5噪聲試驗 在最大排量、額定轉速和規(guī)定背壓下，分別測量 3 個常用壓力 （包括額定壓力）的噪聲值 按上述方法分別測量最高轉速、70%額定轉速下各試驗壓力點的 噪聲值 6低溫試驗 被試電動機溫度和進口油溫低于-20%之后，在空載壓力下， 從低速至額定轉速分別進行啟動試驗 注：油液粘度根據(jù)設計要求 7高溫試驗 額定工況下，一進口溫度為 90以上的油液做連續(xù)運轉試驗 1h 以上，試畢后檢測額定工況下的容積效率。 注：油液粘度根據(jù)設計要求 8超速試驗 最大排量、最高轉速或 125%額定轉速（選擇其中高者）工況下， 分別以空載壓力和額定壓力做連續(xù)運轉試驗各 15min 以上 9超載試驗 最大排量、額定轉速工況下，以最高壓力或 125%額定壓力（選 擇其中高者）做連續(xù)運轉試驗 10h 以上。試驗時的進口油溫為 3060 10連續(xù)換向試驗 額定工況下，以 5 次/min（1 個往復為 1 次）以上的額率做正、 反向換向試驗： 單向電動機允許以頻率為 1030 次/min 的沖擊試驗代替，沖擊 過程中額定壓力的保證時間應大于 1/3T 試驗時的油溫為 3060 試畢 后檢測額定工況下的容積效率 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 29 11連續(xù)超載試驗 在最大排量、額定轉速工況下，一最高壓力或 125%額定壓力 （選擇其中高者）做連續(xù)運轉試驗： 在連續(xù)運轉過程中，定期測量容積效率（或者外泄漏） 、進口油 溫及電動機外殼最高溫度等：試畢后檢測額定工況下的容積效 率 試驗時的進口油溫為 3060 12連續(xù)滿載試驗 在額定工況下做連續(xù)運轉試驗： 在連續(xù)運轉過程中，定期測量容積效率（或者外泄漏） 、進口油 溫及電動機外殼最高溫度等；試畢后檢測額定工況下的容積效 率； 試驗時的進口油溫為 3060 13背壓試驗 在最大排量、空載壓力下，分別在 6 個以上轉速（包括最高轉 速、額定轉速和 25%額定轉速）下測出不發(fā)生振動、沖擊時的 背壓。 注：無背壓要求的電動機不做此項試驗 14效率檢查試驗 在完成上述規(guī)定項目試驗后，測量額定工況下的容積效率和總 效率 15外泄漏檢查 在上述規(guī)定項目試驗過程中，檢查固定密封和回轉密封部位的 滲漏情況 表 5-2 液壓馬達出廠試驗 序號試驗項目內容和方法 1氣密性試驗 在被試電動機內腔充滿 0.16Mpa 的干凈氣體，然后浸沒在防銹 液中停留 3min；電動機在防銹液中稍加搖動 2排量驗證試驗在最大排量、額定轉速、空載壓力下，測量空載排量 3容積效率試驗在額定工況下測量容積效率 4超載試驗 在最大排量、額定轉速下，以最高壓力或 125%額定壓力（選擇 其中高者）運轉 1min 以上 5總效率試驗在額定工況下測量總效率 無錫太湖學院學士學位論文 30 6外滲漏檢查 上述試驗全過程中，檢查固定密封部位和回轉密封部位的滲漏 情況 5.1.2 測量準確度測量準確度 查閱GB/T 15622-1995 液壓缸試驗方法后，得知測量準確度等級分B、C兩級。 測量系統(tǒng)允許系統(tǒng)誤差見表5.3。 表 5-3 測量系統(tǒng)允許系統(tǒng)誤差 測量準確度等級 測量系統(tǒng)允許系統(tǒng)誤差 B 級C 級 在 0.2MPa 表壓以下時，kPa 3.05.0 壓力 在等于或大于 0.2MPa 表壓以下時，% 1.52.5 溫 度， 1.02.0 測 力，% 1.01.5 流 量，% 1.52.5 本設計要求：液壓馬達試驗臺設計達到B級標準的試驗臺，即試驗臺測量系統(tǒng)的準確 度要符合B級的標準，所測量的各項技術指標要在測量系統(tǒng)允許系統(tǒng)誤差的范圍內。 5.1.3 試驗用油液試驗用油液 粘度：40時油液的運動粘度為2974，本設計所選用的液壓油牌號為： smm / 2 L-HM32，在40時該液壓油的運動粘度為32（） ，符合試驗要求； cstsmm / 2 溫度：除特殊規(guī)定外，型式試驗應在502下進行，出廠試驗在504下進行； 清潔度等級：試驗系統(tǒng)油液的固體污染度等級代號不得高于19/16。 5.1.4 穩(wěn)態(tài)條件穩(wěn)態(tài)條件 被控參數(shù)平均指示值在表5.4的范圍內變化時，方允許記錄試驗參數(shù)的測量值。 表 5-4 被控參數(shù)平均指示值允許變化范圍 測量準確度等級 被 控 參 數(shù) B 級C 級 在 0.2MPa 表壓以下時，kPa 3.05.0 壓力 在等于或大于 0.2MPa 表壓以下時，% 1.52.5 溫 度， 2.04.0 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 31 流 量，% 1.52.5 5.1.5 測量點的位置測量點的位置 試驗臺對于各種被控量的測量要有一定位置要求，比如測量儀器設備放置的位置離 開試驗馬達的距離等。測量點的具體位置如下表所示： 表 5-5 試驗臺測量點的位置 測量點測量要求 測壓點 離泵口 24 倍管徑 離閥進口 5 倍管徑以上，擾動源下游 10 倍管徑以上，閥出口 10 倍管徑以上 測溫點 離泵測壓點 24 倍 離閥進口 15 倍管徑以內 測流量點 應在泵的出口和馬達進口測量流量。如在其他點測量流量， 應同時測出該點的壓力和溫度并進行修正 測噪聲點 離泵外殼 1m 處的半球面不同截面上 10 個以上均勻分布的位 置上 5.2 液壓馬達流量的測量液壓馬達流量的測量 5.2.1 流量的測量原理流量的測量原理 流量是指單位時間內流過管道某一橫截面的流體的數(shù)量。用單位時間內流過的 流體容積表示的流量稱為容積流量；用質量表示的流量稱為質量流量；這兩種單位時間 內的流量稱為瞬時流量。把流量對任意時間進行積分出的累計體積或累計質量的總和稱 為累積流量，也叫總量。在測量方法上，把測量瞬時流量用的儀表稱為瞬時流量計，把 測量累積流量的儀表稱為累積流量計，也叫總量計。 5.2.2 流量測量裝置流量測量裝置 渦輪流量計是使用最廣泛的一種間接測量型累積流量計，是利用被測流體中自由旋 轉的葉輪的轉速與流體的流速成比例這一原理進行測量的。被測流體推動渦輪旋轉，其 轉速隨流量的變化面變化，渦輪將流量 9 二轉換成渦輪的轉數(shù) n，經磁電轉換成電脈沖， 再經放大后傳送給顯示儀表進行計數(shù)和顯示，由于單位時間脈沖數(shù)和累計脈沖數(shù)指示出 瞬時流量和累計流量，圖 7.1 為渦輪流量計的測量系統(tǒng)圖。渦輪流量計具有結構輕巧、 體積小、重量輕、檢測元件不接觸流體、精度高(顯示精度可達0.5%0.2%)，量程 范圍寬、對流量變化反應迅速(150ms)等特點，因而用途廣泛。 無錫太湖學院學士學位論文 32 圖 5.1 渦輪流量計測量系統(tǒng)框圖 5.2.3 流量傳感器的選擇流量傳感器的選擇 本設計選用上海一諾儀表有限公司的 LTD-通用電子流量計（圖 7.2） ，該電子 流量計非常適用于各種液體的計量，結構簡單、適應性強。 工作原理：該產品屬于渦輪流量計。當被測介質流過流量計時，沖擊葉輪旋轉，在 一定的流量范圍內，葉輪轉速與流量成正比，而當葉輪轉動時，葉輪由導磁的不銹鋼的 葉片，依次接近處于殼體的傳感器，周期性地改變傳感器磁電回路的磁阻，使通過傳感 器的磁通量發(fā)生變化而產生與流量成比例的脈沖電信號，此信號經過數(shù)據(jù)處理后分別顯 示出累計流量值和瞬時流量值。 選擇流量計的型號為：LTD-80-Z-32-SS304A2-F1.5，公稱壓力為 32MPa，公稱通 徑為 80mm。具體技術指標如下： 1）流量范圍、準確度 表 5-6 LTD-流量計流量范圍及準確度 公稱通徑正常流量范圍 m3/h可測量范圍 m3/h (mm) 1 級 1.5 級 2 級 801080101006100 2）介質溫度：-40+80；0+150；0+300； 3）工作壓力：16；25；40；63；25；32；42(MPa)； 4）壓力損失：0.03MPa； 5）防爆等級：ExdBTD； 6）信號輸出：脈沖輸出；420mA 電流輸出 液壓馬達測試系統(tǒng)及動力源設計 33 圖 5.2 LTD-通用電子流量計 5.3 液壓馬達壓力的測量液壓馬達壓力的測量 5.3.1 壓力的測量原理壓力的測量原理 壓力是流體技術領域中的一個重要參量。壓力是指流體介質作用于單位面積上 的力，它與應力有著相同的量綱，兩者僅在物理意義上有所不同。衡量壓力的單位是 Pa，。 ba