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1、 低壓液壓泵試驗(yàn)臺(tái)及液壓系統(tǒng) 摘要 液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，這的性能對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的性能起著關(guān)鍵作用，有著巨大的影響。因此，液壓泵的性能測(cè)試系統(tǒng)研究的意義極為重要。 液壓泵是液壓系統(tǒng)中將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換元件，它是由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能再以壓力和流量的形式輸送到系統(tǒng)中去。液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源(或動(dòng)力元件) 是整個(gè)液壓系統(tǒng)的心臟它的性能的好壞對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)有重要的影響并將直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著液壓技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展船舶工程與各類機(jī)械工程對(duì)高性能高品質(zhì)液壓泵的要求量越來越大，因此對(duì)液壓泵動(dòng)態(tài)性能測(cè)試研究有重要的實(shí)際意義。 本課題

2、是液壓泵變頻調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)及液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，即要按照液壓泵出廠試驗(yàn)臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)精度為GB7936-87中規(guī)定的B級(jí)精度。其是屬于液壓泵出廠試驗(yàn)檢測(cè)的最高標(biāo)準(zhǔn)。其主要的測(cè)試內(nèi)容為：氣密性試驗(yàn)、排量檢查試驗(yàn)、容積效率檢查試驗(yàn)、超載試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)。在試驗(yàn)臺(tái)中選用最合理的液壓元件、成熟的測(cè)量系統(tǒng)、經(jīng)典的電氣控制系統(tǒng)等一系列的系統(tǒng)來最終完成液壓泵試驗(yàn)臺(tái)及其液壓系統(tǒng)，以使其性能達(dá)到最優(yōu)。 關(guān)鍵字：液壓泵，試驗(yàn)臺(tái)，液壓系統(tǒng)，液壓泵試驗(yàn)臺(tái)，變頻調(diào)速 Low pressure hydraulic pump test platform and hydraulic syst

3、em Abstract The hydraulic pump as hydraulic systems power supply, this performance is playing the crucial role to the entire hydraulic systems performance, has the huge influence. Therefore, hydraulic pumps performance test system research significance great importance. The hydraulic pump is tha

4、t hydraulic pressure system Lieutenant General mechanical energy changes into the energy conversion component that hydraulic pressure can , it is that hydraulic pressure can be transported to going to in system again with pressure and the rate of flow form drive input mechanical energy from the prim

5、e mover changing Cheng. The hydraulic pump is the systematic hydraulic pressure driving force source (or the driving force component) is the entire systematic hydraulic pressure heart its function goodness and badness has important effect will have direct impact to the stability to system together t

6、o entire hydraulic pressure system. Amounts are more and more big with the fact that the hydraulic pressure technology and computer cntrol technology going a step further develop demand of boat and ship project and mechanical engineering of all kinds to high-quality hydraulic pump of high-performanc

7、e , performance test go into has important actual meaning therefore to hydraulic pump development. This topic is the hydraulic pump frequency conversion velocity modulation test platform and hydraulic systems design, namely must defer to the hydraulic pump leaving the plant test platform the standa

8、rd to design, the design precision is the B level precision which in GB7936-87 stipulated. It belongs to the hydraulic pump leaving the plant experiment examination highest standard. Its main test content is: Leak test, displacement monitoring test, volumetric efficiency monitoring test, overload te

9、st, impact test. Selects the most reasonable hydraulic element, the mature measurement system, the classics electric control system in the test platform and so on a series of systems to complete the hydraulic pump test platform and the hydraulic system finally, enables its performance to achieve sup

10、eriorly. key words: Hydraulic pump, test platform, hydraulic system, hydraulic pump test platform, frequency conversion velocity modulation 目 錄 第1章 緒論 1 1.1 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)的概述 1 1.2 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展?fàn)顩r 2 1.3 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)研究意義 4 第2章 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 2.1 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)原理圖的分析和確定 5 2.2 液壓液的選擇 9

11、 2.3 電機(jī)、液壓元件及輔件的選擇和設(shè)計(jì) 11 2.4 液壓集成塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 第3章 測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 3.1 正確測(cè)量的測(cè)量條件和測(cè)量方法 24 3.2 測(cè)量?jī)x表的選擇 24 3.3 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的選擇 26 第4章 系統(tǒng)的安裝和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的測(cè)試 27 4.1 系統(tǒng)的安裝 27 4.2 試驗(yàn)項(xiàng)目的測(cè)試 28 結(jié)論 30 參考文獻(xiàn) 31 謝辭 32 附錄A 33 33 低壓液壓泵試驗(yàn)臺(tái)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第1章 緒論 1.1 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)的概述 在人類對(duì)自然規(guī)律的探索和認(rèn)識(shí)過程中，科學(xué)試驗(yàn)是必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。可以說沒有試

12、驗(yàn)也就沒有現(xiàn)代科學(xué)。當(dāng)然科學(xué)試驗(yàn)中人是一直居于主導(dǎo)地位的。人們?cè)讷@得感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，必須通過頭腦的綜合和思維，上升成為理性認(rèn)識(shí)，提出假設(shè)和廣義的規(guī)律性結(jié)論。為了檢驗(yàn)和驗(yàn)證理性結(jié)論的正確性，人們還須主動(dòng)地、積極地投身到科學(xué)試驗(yàn)中去，用理論來指導(dǎo)試驗(yàn)的進(jìn)行，并由試驗(yàn)結(jié)果的分析中來不斷充實(shí)、驗(yàn)證和發(fā)展理論，增加理論的深度和廣度。因此，對(duì)于每一個(gè)獻(xiàn)身于科學(xué)的人，特別是工程技術(shù)人員，都應(yīng)對(duì)所從事的學(xué)科中的實(shí)驗(yàn)技術(shù)給以充分的重視[1]。 科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展加速了液壓技術(shù)的進(jìn)步，擴(kuò)大了液壓技術(shù)的應(yīng)用范圍，因而對(duì)它的元件和系統(tǒng)的性能要求也就愈來愈高。液壓泵是為液壓傳動(dòng)提供加壓液體的一種液壓元件，是整個(gè)液壓

13、系統(tǒng)的心臟，它的性能直接影響著整個(gè)液壓系統(tǒng)的性能,它的功能是把動(dòng)力機(jī)(如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能[2]。輸出流量可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)的稱為變量泵，流量不能調(diào)節(jié)的稱為定量泵。液壓系統(tǒng)中常用的泵有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵 3種。齒輪泵：體積較小，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，對(duì)油的清潔度要求不嚴(yán)，價(jià)格較便宜；但泵軸受不平衡力，磨損嚴(yán)重，泄漏較大。葉片泵：分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種泵流量均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，工作壓力和容積效率比齒輪泵高，結(jié)構(gòu)比齒輪泵復(fù)雜。柱塞泵：容積效率高，泄漏小，可在高壓下工作，大多用於大功率液壓系統(tǒng)；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料和加工精度要求高，價(jià)格貴，對(duì)油的清潔度要求高。一般在

14、齒輪泵和葉片泵不能滿足要求時(shí)才用柱塞泵。[3]還有一些其他形式的液壓泵，如螺桿泵等，但應(yīng)用不如上述3種普遍。另外，液壓泵的性能測(cè)試時(shí)辨別產(chǎn)品優(yōu)劣、改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高工藝水平、保證系統(tǒng)性能和促進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)的重要手段。因此，為了確定其完整的性能參數(shù)、品質(zhì)指標(biāo)等所進(jìn)行的測(cè)試、實(shí)驗(yàn)工作，也就需要滿足更高的要求。這就對(duì)液壓泵試驗(yàn)臺(tái)提出更高的要求，此次設(shè)計(jì)我們主要針對(duì)液壓泵試驗(yàn)臺(tái)及液壓系統(tǒng)的出廠試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1.2 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展?fàn)顩r 在傳統(tǒng)測(cè)試中，各種設(shè)備都是用的機(jī)械式的測(cè)試設(shè)備，其測(cè)試精度很不高，不能自動(dòng)修正，誤差累計(jì)嚴(yán)重。所使用的液壓液也是低級(jí)的液壓液，沒有登記要求，固然測(cè)試結(jié)果沒有很高的準(zhǔn)

15、確性。另外，在傳統(tǒng)的一些液壓試驗(yàn)臺(tái)對(duì)溫度沒有做好嚴(yán)格的要求，是一種很粗獷的開放的環(huán)境，溫度變化比較大，這使得測(cè)試結(jié)果同樣變化比較大。其次是在管接頭還停留在很老式的接頭上，沒有用上現(xiàn)在的一些新型管式接頭，以致產(chǎn)生了很大的外部泄露。再其次，隨著人工工資的不斷的上升。況且，液壓泵的測(cè)試項(xiàng)目多，數(shù)據(jù)多，因此操作過程繁復(fù)，運(yùn)算量大，加上度數(shù)視差，測(cè)量精度更加難以保證[4]。所以說傳統(tǒng)的液壓泵試驗(yàn)臺(tái)只能滿足測(cè)試很低的精度要求，已不滿足現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)液壓泵高度的測(cè)試工作了。 在二十一世紀(jì)的今天，液壓技術(shù)本身不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展來不斷擴(kuò)大其應(yīng)用的領(lǐng)略，以滿足不斷發(fā)展的生

16、產(chǎn)要求。我國(guó)的液壓及氣動(dòng)技術(shù)是在新中國(guó)建立后才發(fā)展起來的。從1952年上海機(jī)床廠試制出我國(guó)第一個(gè)液壓元件—齒輪泵起，迄今大致經(jīng)歷了仿制國(guó)外產(chǎn)品、自行設(shè)計(jì)開發(fā)和引進(jìn)消化提高等幾個(gè)發(fā)展階段[5]。 近年來，通過技術(shù)引進(jìn)和科研攻關(guān)，產(chǎn)品水平也得到提高，研制和生產(chǎn)出了一些具體先進(jìn)水平的產(chǎn)品，如高壓柱塞泵、齒輪泵、葉片泵，通用閥門、疊加閥、電液伺服閥、電氣伺服閥，無油潤(rùn)滑氣動(dòng)元件、低功率電磁氣動(dòng)閥等。通過科研攻關(guān)，在液壓元件和系統(tǒng)CAD、污染控制、比例和伺服技術(shù)、故障診斷方面取得了一系列成果。 目前，我國(guó)的液壓、氣動(dòng)工業(yè)已能為冶金、工程機(jī)械、機(jī)床、化工機(jī)械、紡織機(jī)械等部門提供品種較為

17、齊全的產(chǎn)品。因而也擴(kuò)大了液壓及氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，許多工業(yè)部門先后制成了多種液壓或氣動(dòng)的專用機(jī)械設(shè)備，建立了液壓及氣動(dòng)元件流水生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動(dòng)和半自動(dòng)控制，改善勞動(dòng)條件、提高工效等方面正在發(fā)揮著愈來愈大的作用。 應(yīng)當(dāng)指出，我國(guó)液壓、氣動(dòng)工業(yè)在產(chǎn)品品種、數(shù)量級(jí)技術(shù)水平上，與國(guó)際水平以及主機(jī)行業(yè)的需求還有不少差距，每年還需進(jìn)口大量液壓、氣動(dòng)元件。因而，國(guó)家十分重視液壓氣動(dòng)工業(yè)的發(fā)展，在產(chǎn)業(yè)政策中，把液壓氣動(dòng)基礎(chǔ)元件產(chǎn)品列入機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造和生產(chǎn)重點(diǎn)支持之列。 目前，國(guó)內(nèi)高性能的液壓產(chǎn)品主要有以下分類[6]： （1）高壓化、集成化、高效化、機(jī)電一體化液壓元件。如高

18、壓通軸式軸向柱塞泵，壓力、流量及方向控制閥，高性能電液比例和伺服閥，疊加閥，高精度過濾器等； （2）機(jī)床、冶金等固定機(jī)械用高壓控制閥、葉片泵、低速大扭矩液壓馬達(dá)；車輛與工程機(jī)械用高壓柱塞泵和馬達(dá)、多路閥、擺線馬達(dá)、液壓缸、轉(zhuǎn)向器；交通運(yùn)輸機(jī)械用轉(zhuǎn)向動(dòng)力裝置、超高壓液壓機(jī)具、管接頭及總成等。 （3）冶金、礦山機(jī)械工程機(jī)械設(shè)備的成套液壓系統(tǒng)，如軋機(jī)自動(dòng)厚度、寬度控制電液伺服系統(tǒng)，各種車輛用靜液傳動(dòng)裝置等。 液壓泵站是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，它向系統(tǒng)提供一定壓力、流量和清潔度的工作介質(zhì)，是液壓系統(tǒng)的重要組成部分。液壓泵站適用于主機(jī)與液壓裝置可分離的各種液壓機(jī)械上[7]。 液壓泵站通

19、常由以下五個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元組成，它們是：泵組，油箱組件，控溫組件，蓄能器組件及過濾器組件。實(shí)際上可以根據(jù)不同要求進(jìn)行合理的取舍，設(shè)計(jì)出于工況相適應(yīng)的液壓泵站[8]。 （1）泵組有液壓泵，原動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器，傳動(dòng)底座及管路輔件等組成。 （2）油箱用于儲(chǔ)存系統(tǒng)所需的足夠的油液，散發(fā)系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的一部分熱量、分離油液中的氣體和沉淀污物。 （3）控溫組件有升溫和降溫兩種控制組件組成。當(dāng)液壓系統(tǒng)的自身熱平衡不能使工作介質(zhì)處于合適的溫度范圍時(shí)，應(yīng)在液壓系統(tǒng)中設(shè)置控溫組件，使介質(zhì)溫度始終處于設(shè)定的范圍內(nèi)。 （4）蓄能器組件通常由蓄能器、控制裝置、支承臺(tái)架等部件組成。在液壓泵站中應(yīng)用最廣

20、的是氣囊式蓄能器。在壓力恒定性要求高時(shí)，可采用重錘式蓄能器，但其自身慣性大，影響對(duì)沖擊能量的吸收。為改善性能，可并聯(lián)氣囊式蓄能器。當(dāng)容量特大，但對(duì)壓力恒定性要求一般，并以高水基液為介質(zhì)時(shí)，可選用氣液直接接觸式蓄能器。 （5）過濾器組件的作用是從液體中分離非溶性固體微粒，防止顆粒污染物對(duì)液壓元件的磨損和堵塞小截面流道，防止油液本身的劣化變質(zhì)，保持工作介質(zhì)的清潔度。 1.3 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)研究意義 通過摸索設(shè)計(jì)液壓泵試驗(yàn)臺(tái)來給成品液壓泵做出廠試驗(yàn)，測(cè)試成品液壓泵的各種性能：如排量檢查試驗(yàn)、超載試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、等，由此來確定液壓泵的各項(xiàng)性能參數(shù)和品質(zhì)指標(biāo)等。 液壓泵是液

21、壓系統(tǒng)中將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換元件，它是由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能再以壓力和流量的形式輸送到系統(tǒng)中去。液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源(或動(dòng)力元件) 是整個(gè)液壓系統(tǒng)的心臟它的性能的好壞對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)有重要的影響并將直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著液壓技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展船舶工程與各類機(jī)械工程對(duì)高性能高品質(zhì)液壓泵的要求量越來越大，因此對(duì)液壓泵動(dòng)態(tài)性能測(cè)試研究有重要的實(shí)際意義[9]。 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)主要內(nèi)容[10]： （1）功能：液壓試驗(yàn)臺(tái)具有計(jì)算機(jī)測(cè)試和手動(dòng)輔助測(cè)試功能。系統(tǒng)和被試元件的相關(guān)數(shù)據(jù)由各類傳感器測(cè)取，通過計(jì)算機(jī)對(duì)有關(guān)參數(shù)信號(hào)進(jìn)行采集、處理，獲取

22、被測(cè)元件或系統(tǒng)的性能參數(shù)，并可顯示、打印出相應(yīng)的特性曲線，并能根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果作出相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)論。同時(shí)液壓試驗(yàn)臺(tái)也具有指針式和數(shù)顯式儀表的顯示功能。 整個(gè)液壓綜合試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)可分為液壓與控制、測(cè)試兩大部分。液壓系統(tǒng)部分包括液壓動(dòng)力源，液壓控制元件，工作臺(tái)面及被測(cè)元件等;而控制、測(cè)試系統(tǒng)部分則包含操作、控制、測(cè)試系統(tǒng)以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫管理及報(bào)表功能等。試驗(yàn)臺(tái)的操作、控制、測(cè)試系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、PLC和各類傳感器組成，在整個(gè)試驗(yàn)過程中負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)壓力、流量、油溫等信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并具有數(shù)據(jù)采集功能。 （2）液壓泵試驗(yàn)臺(tái)主要用于液壓泵的出廠檢驗(yàn)和部分性測(cè)試，測(cè)定液壓泵在試驗(yàn)過程中壓力、流量等

23、參數(shù)的量值及其變化，計(jì)算泵的容積效率、機(jī)械效率等參數(shù)，依次來判斷泵的性能和參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)和出廠要求。早期液壓泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試系統(tǒng)大多是手動(dòng)測(cè)試，在實(shí)驗(yàn)過程中，測(cè)試人員手動(dòng)調(diào)節(jié)被試泵的轉(zhuǎn)速、測(cè)試壓力等參數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)情況來記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，計(jì)算泵的各種效率，試驗(yàn)人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理得到泵的性能指標(biāo)。顯然這種測(cè)試系統(tǒng)占用較大的人力資源，測(cè)試過程中需要人員輔助完成實(shí)驗(yàn)，影響試驗(yàn)效率，并且得到的測(cè)試結(jié)果帶有較大的人為誤差，精度和重復(fù)性差。 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)是用于對(duì)液壓泵進(jìn)行性能測(cè)試的，是辨別產(chǎn)品優(yōu)劣、改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高工藝水平保證系統(tǒng)性能和促進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)的重要手段。但是液壓泵性能測(cè)試涉及的參數(shù)多精度要求高

24、并且有些參數(shù)需要間接處理同時(shí)測(cè)試過程中還有很多相關(guān)條件需要保障。液壓泵的性能測(cè)試方法分為儀器儀表加人工的傳統(tǒng)方法和機(jī)電液一體化與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的現(xiàn)代方法。目前國(guó)內(nèi)液壓泵在出廠前一般所進(jìn)行的出廠試驗(yàn)比較簡(jiǎn)單尚無法通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性能分析[3]。 第2章 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)原理圖的分析和確定 2.1.1 液壓泵試驗(yàn)的類型確定 液壓泵主要有三種類，柱塞泵、齒輪泵和葉片泵，試驗(yàn)內(nèi)容也各不相同。例如液壓齒輪泵，其參照市中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為JB/T 7042-93,葉片泵試驗(yàn)方法其參照市中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)J

25、B/T 7039-93。 另外，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還對(duì)液壓泵試驗(yàn)按其性質(zhì)分為液壓泵型式試驗(yàn)和液壓泵出廠試驗(yàn)。液壓泵的型式試驗(yàn)的主要目的是要全面掌握產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)完整性、工作性能和耐久性，確定設(shè)計(jì)或生產(chǎn)能否定型。他的試驗(yàn)條件較為嚴(yán)格。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要包括靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、結(jié)構(gòu)完整性和耐久性，試驗(yàn)結(jié)果為產(chǎn)品的特性曲線，其測(cè)試精度較高，可作為科研開發(fā)、設(shè)計(jì)定型和生產(chǎn)定型的依據(jù)。液壓泵出廠試驗(yàn)的主要目的是查明已定型產(chǎn)品在批量生產(chǎn)中的質(zhì)量穩(wěn)定性它的試驗(yàn)條件較型式試驗(yàn)低，試驗(yàn)項(xiàng)目主要是表態(tài)特性，試驗(yàn)結(jié)果為制定工礦下的性能數(shù)據(jù)，測(cè)試精度不如型式試驗(yàn)高，主要用作出廠試驗(yàn)、產(chǎn)品驗(yàn)收和修復(fù)驗(yàn)收。而此次設(shè)計(jì)的試

26、驗(yàn)臺(tái)要符合出廠試驗(yàn)和型式試驗(yàn)，主要做出廠試驗(yàn)。故要參照上面的JB/T 7042-93和JB/T 7039-93，在設(shè)計(jì)中海參照液壓泵、馬達(dá)空載排量測(cè)定方法，GB 7936-87，將其綜合考慮[11]。 2.1.2 液壓泵試驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目的確定 由于此試驗(yàn)臺(tái)是用于液壓泵的出廠試驗(yàn)，故可知其測(cè)試項(xiàng)目為見下表[12]： 表 2-1 液壓泵出廠試驗(yàn)的內(nèi)容和方法 序號(hào) 試驗(yàn)項(xiàng)目 類別 內(nèi)容和方法 要求 1 氣密性試驗(yàn) 必試 在被試泵內(nèi)腔充滿壓力為160Kpa的干凈氣體，然后將泵浸沒在防銹液中停留3min，并稍加搖動(dòng) 整個(gè)過程中不

27、得有漏氣現(xiàn)象 2 排量檢查 試驗(yàn) 必試 公稱轉(zhuǎn)速、超載壓力下，測(cè)定排量 空載排量應(yīng)在公稱排量的95-110%范圍內(nèi) 3 效率測(cè)定 必試 在額定轉(zhuǎn)速、額定壓力及無負(fù)荷壓力下，測(cè)定外漏量，算出溶劑效率應(yīng)負(fù)荷技術(shù)要求 注：各種變量泵均以最大排量定量試驗(yàn) 應(yīng)符合有關(guān)質(zhì)量分等規(guī)定 4 自吸試驗(yàn) 必試 在額定轉(zhuǎn)速、額定壓力，真空度應(yīng)負(fù)荷技術(shù)性能要求 注：本項(xiàng)僅適用于有自吸要求的油泵 應(yīng)符合有關(guān)質(zhì)量分等規(guī)定 5 超載試驗(yàn) 必試 最大排量、公稱轉(zhuǎn)速、額定壓力125%或最高壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)1min以上 無異?，F(xiàn)象 6 沖擊試驗(yàn) 必試 （1） 定量和手動(dòng)變量泵：

28、最大排量、公稱轉(zhuǎn)速、額定壓力下，沖擊100次 （2） 恒功率和恒壓變量泵：公稱轉(zhuǎn)速、額定壓力下關(guān)閉排量沖擊100次 漏損穩(wěn)定，音響正常，壓力無異常現(xiàn)象 （1）液壓系統(tǒng)有開式和閉式兩種，閉式是指系統(tǒng)的液壓油不回到油箱，而是重新回到回路中循環(huán)使用。這種系統(tǒng)使用油量減少，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，但是其油液污染很快，另外就是系統(tǒng)溫度不好控制。開式是指系統(tǒng)中的液壓油通過系統(tǒng)后直接回到油箱。這種系統(tǒng)用油量很大，但是其溫度控制容易得多。由于此處的液壓系統(tǒng)要求保持在50?C其溫度的控制比較苛刻，要求較高。故在此選用開式液壓系統(tǒng)。 （2）液壓泵試驗(yàn)回路，有被試泵直接吸油的，也有供油泵來供油的。對(duì)

29、于被試泵自吸性能很好的可以采用直接吸油，但對(duì)于自吸性能差的則影響了其試驗(yàn)的精度。由于設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)是用于各種各樣的液壓泵的試驗(yàn)，故在此選用自吸性能好的液壓泵直接吸油，可以提高試驗(yàn)的精度。 （3）由于采用液壓泵直接吸油，即可減少能源消耗，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，增加此試驗(yàn)臺(tái)的可行性。 （4）為了擴(kuò)大試驗(yàn)臺(tái)的應(yīng)用范圍，能滿足被試泵的要求，在液壓系統(tǒng)回路中引用了經(jīng)典的橋式回路，以滿足被試泵的需要。 （5）在液壓試驗(yàn)中，對(duì)系統(tǒng)的加載有機(jī)械方法加載、液壓方法加載、電的加載和自動(dòng)負(fù)載模擬器。機(jī)械方法其主要包括：摩擦測(cè)功器加載，扭板彈簧產(chǎn)生鉸鏈力矩加載，慣性圓盤產(chǎn)生慣性力矩加載，直線運(yùn)動(dòng)部件帶動(dòng)

30、一定質(zhì)量的砝碼加載，直線運(yùn)動(dòng)部件與拉簧或壓簧連接以獲得與位移成比例的彈性負(fù)載力。液壓加載方法主要包括：液壓泵的節(jié)流加載，被壓加載和粘性阻尼負(fù)載的模擬。電的加載主要包括：電力測(cè)功機(jī)加載和直流他勵(lì)發(fā)電機(jī)作負(fù)載。綜合比較，在這個(gè)液壓泵試驗(yàn)臺(tái)回路中采用液壓加載方法比較適合。而液壓加載中采用被壓加載方式，因?yàn)榛诠?jié)流原理的加載方法，由于能量的耗損特別大，油溫升高快，這將對(duì)試驗(yàn)帶來一系列不利影響；而粘性阻尼加載成本太高，可行性不大。故采用被壓加載方法，特別的在此采用遠(yuǎn)控式先導(dǎo)溢流閥來產(chǎn)生被壓，來滿足系統(tǒng)的加載需要。 （6）從表2.1可知，被試泵要作沖擊試驗(yàn)是必做項(xiàng)目，為了實(shí)現(xiàn)沖擊試驗(yàn)的方便，在被試

31、泵的兩側(cè)用兩個(gè)二位四通的換向閥來實(shí)現(xiàn)。 （7）為了在更換不同被試泵的操作方便快捷和防止液壓油流出，在被試泵出口安裝一個(gè)截止閥，減輕工作換閥時(shí)的工作強(qiáng)度，進(jìn)一步的減少換泵的時(shí)間，即減少輔助時(shí)間。 （8）實(shí)踐證明，液壓液的污染是液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因之一，這來得得影響著液壓系統(tǒng)的可靠性及元件的壽命。特別是使液壓元件的實(shí)際使用壽命往往比設(shè)計(jì)壽命低得多。并且固體顆粒加速元件磨損，堵塞元件中的小孔、縫隙及過濾器，使泵、閥的性能下降，產(chǎn)生噪聲。故在液壓系統(tǒng)的進(jìn)油安裝一個(gè)過濾器和回油時(shí)安裝一個(gè)過濾器。 （9）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)對(duì)溫度的要求很苛刻，為了使系統(tǒng)的油溫能調(diào)節(jié)到要求的溫度和精度。使

32、用冷卻器和電加熱器之間相互的綜合調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。 （10）為了防止系統(tǒng)壓力突然升高時(shí)損壞液壓泵，在被試泵出口加上一個(gè)單向閥進(jìn)行保護(hù)，增加液壓泵的使用壽命。 （11）為了各種參數(shù)，和使試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足要求，需要用溫度計(jì)、壓力計(jì)和流量計(jì)對(duì)液壓泵進(jìn)、出口進(jìn)行測(cè)量，需要測(cè)試試驗(yàn)泵的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，用速度測(cè)量?jī)x表和轉(zhuǎn)矩檢測(cè)試儀。同時(shí)，為了擴(kuò)大試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試范圍，把測(cè)量液壓泵內(nèi)泄漏的儀表（流量計(jì)、壓力表和溫度計(jì)）也裝上。 2.1.4 試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)原理圖的繪制 圖 2-1 液壓泵試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)原理圖 圖2-2 試驗(yàn)臺(tái)電池鐵得失電順序表 2.2 液壓液的選擇 在液壓系統(tǒng)

33、中，液壓液是傳遞動(dòng)力和信號(hào)的工作介質(zhì)，有的還起到潤(rùn)滑、冷卻和防銹的作用。液壓系統(tǒng)能否可靠、有效的工作，在很大程度上取決于系統(tǒng)中所用的液壓液。因此，正確而合理的選用和維護(hù)液壓液對(duì)于液壓系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求、保障工作能力、滿足環(huán)境條件、延長(zhǎng)使用壽命、提高運(yùn)行可靠性、防止事故發(fā)生等方面都有重要影響。液壓油的選擇主要考慮的因素為: 表2-3 選擇液壓液時(shí)考慮的因素 考慮方面 內(nèi)容 系統(tǒng)工作環(huán)境 要否阻燃（閃點(diǎn)、燃點(diǎn)） 抑制噪聲的能力（空氣溶解度、消泡性） 廢液再生處理及環(huán)保要求 系統(tǒng)工作條件 壓力范圍（潤(rùn)滑性、承載特性） 溫度范圍（粘度、粘-溫特性、剪切損失、熱穩(wěn)定性、揮發(fā)度、低溫

34、流動(dòng)性） 轉(zhuǎn)速（氣蝕、對(duì)支撐面親潤(rùn)能力） 液壓液的品質(zhì) 物理化學(xué)指標(biāo) 對(duì)金屬和密封件等的相容性 過濾性能、吸氣情況、去垢能力 銹蝕性 抗氧化穩(wěn)定性 修剪穩(wěn)定性 經(jīng)濟(jì)性 價(jià)格及使用壽命 貨源情況 維護(hù)、更換的難易程度 在目前，90%以上的液壓設(shè)備采用石油基液壓液。此處選用礦油型液壓液，因?yàn)檫@里液壓系統(tǒng)對(duì)介質(zhì)是否有抗燃性沒有要求。另外，根據(jù)所用的液壓泵不同，用油也不盡相同，由于系統(tǒng)的被試泵是齒輪泵，而被試泵則不確定，但按主次關(guān)系，此處的被試泵為自吸式油泵故按照此輪泵來算。而齒輪泵用油粘度范圍及推薦牌號(hào)見下表： 表 2-4 齒輪泵用油粘度范圍及推薦牌號(hào) 名稱

35、運(yùn)動(dòng)粘度（10m） 工作壓力Mpa 工作溫度 推薦用油 允許 最佳 齒輪泵 4~220 25~54 12.5 5~40 L-HL32,L-HL46 40~80 L-HL46,L-HL68 10-20 5~40 L-HL46,L-HL68 40~80 L-HM46,L-HM68 16-32 5~40 L-HM32,L-HM68 40~80 L-HM46,L-HM68 在推薦的L-HM46和L-HM68兩種液壓油，經(jīng)過綜合比較選用L-HM46液壓油，其各項(xiàng)指標(biāo)完全滿足要求。其主要參數(shù)見下表： 表 2-5 L-HM46

36、的主要參數(shù) 類型 質(zhì)量等級(jí) 比熱容KJ.(Kg.?C) 密度（Kg/m） L-HM46 優(yōu)等品 1.88 900 2.3 電機(jī)、液壓元件及輔件的選擇和設(shè)計(jì) 2.3.1 液壓泵的選擇 液壓泵有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵等，其性能比較見下表： 表 2-6 液壓系統(tǒng)常用液壓泵的性能比較 性能 外嚙合齒輪泵 雙作用葉片泵 限壓式變量葉片泵 徑向柱塞泵 軸向柱塞泵 螺桿泵 輸出壓力 低壓、中高壓 中壓、中高壓 中壓、中高壓 高壓、超高壓 高壓、超高壓 低壓、中高壓、超高壓 流量調(diào)節(jié) 不能 不能 能 能 能 不能

37、效率 低 較高 較高 高 高 較高 輸出流量脈動(dòng) 很大 很小 一般 一般 一般 最小 自吸特性 好 較差 較差 差 差 好 對(duì)油的污染敏感性 不敏感 較敏感 較敏感 很敏感 很敏感 不敏感 噪聲 大 小 較大 大 大 最小 價(jià)格 低 中 高 較高 較高 很高 從上表可看出，齒輪泵適合低壓、中高壓試驗(yàn)，而且主要是自吸性能好，性價(jià)比高。而本試驗(yàn)泵需要的是自吸性能好，輸出流量大，符合低壓要求且經(jīng)濟(jì)性好的油泵，螺桿泵輸出流量最小且價(jià)格昂貴，故選擇齒輪泵較為合適。 由于任務(wù)書給定的被試泵規(guī)格

38、：額定壓力6.3Mpa，最大排量80ml/r，額定轉(zhuǎn)速2500r/min。通過計(jì)算可得到以下參數(shù)： 由徐伏鈴主編的《液壓與啟動(dòng)傳動(dòng)》P40可查得： 被試泵的最大壓力： 式1 被試泵最大理論流量： 式2 被試泵最大驅(qū)動(dòng)功率： 式3 由新編液壓工程手冊(cè)P582表13.5-46查得被試泵的型號(hào)為CB1F4-80時(shí)取被試齒輪泵的總效率為，容積效率 表2-7 CB1F4-80齒輪泵性能參數(shù) 產(chǎn)品型號(hào) 公稱排量/(ml/r) 壓力/Mpa 轉(zhuǎn)速/（r/min） 容積效率/

39、（%） 總效率/（%） 額定功率/KW 質(zhì)量/kg 額定 最大 額定 最大 最小 CB1F4-80 80 16 18 2500 3000 500 63.77 6.7 由《雷天覺新編液壓工程手冊(cè)》可查出： 被試泵的輸出轉(zhuǎn)矩： 式4 電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩： =254.80.8=318.5Nm 式5 2.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，對(duì)于液壓泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是非常重要的，進(jìn)而可知其對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)也是非常重要的，所以在選擇的時(shí)候一定要選好。

40、 由于功率不大，在此考慮用交流電動(dòng)機(jī)（直流電動(dòng)機(jī)一般用于大功率的場(chǎng)合）。另外，知道被試泵的轉(zhuǎn)速為2500r/min，故可知驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)必須轉(zhuǎn)速要達(dá)到2500r/min。由Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)條件，其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T10391-2008可查得： 表 2-8 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定功率 /KW 滿載時(shí) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 最小轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速r/min 效率% 功率因數(shù)cosΦ 同步轉(zhuǎn)速3000r/min 200L 37 2500 92 0.89 2.0 2.2 1.1

41、已知被試泵的總效率為0.8，容積效率為0.9。 被試泵的最大理論流量： 式6 式中 V ---- 被試泵的排量ml/r N ---- 被試泵的轉(zhuǎn)速r/min 被試泵最大驅(qū)動(dòng)功率為： 式7 式中 ---- 被試泵的最大工作壓力（pa） ---- 被試泵的流量（m/s） ---- 被試泵的總效率 2.3.3 單向閥的選擇 在液壓系統(tǒng)中，選擇合理的液壓閥，是使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理，性能優(yōu)良，安裝簡(jiǎn)便，維修容易，并保證系統(tǒng)正常工作的重要條件。所以，液壓閥的選擇正確與否，對(duì)系統(tǒng)的成敗有很大的關(guān)系

42、，在選閥時(shí)必須認(rèn)真對(duì)待。 選單向閥時(shí)，要求通過液流時(shí)壓力損失要小，而反向截止時(shí)密封性要好，另外要求動(dòng)作靈敏，工作時(shí)無撞擊和噪聲。于此同時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，液壓泵試驗(yàn)臺(tái)用的都是板式液壓閥。要使單向閥能滿足流量要求，同時(shí)壓力損失要小。由表2.9知： 表 2-9 液壓泵的輸出流量 液壓泵類型 CBIF4-80 輸出流量L/min 200 故在液壓泵出口的單向閥選RVP16。其詳細(xì)參數(shù)見下表： 表 2-10 單向閥的技術(shù)規(guī)格 型號(hào) 壓差△p/Mpa 系列號(hào) 開啟壓力/Mpa 通徑/mm RVP16 0.25 3 0.05 16 2.3.4 電液先

43、導(dǎo)比例溢流閥的選擇 在此選用Y型溢流閥。 A.其型號(hào)說明 無標(biāo)記----直動(dòng)式（遠(yuǎn)程調(diào)壓閥） 公稱壓力：31.5Mpa 調(diào)壓范圍：a----0.6~8Mpa b----4~16Mpa C----8~20Mpa d----16~31.5Mpa 連接形式：無標(biāo)記----板式 B.其性能參數(shù)技術(shù)規(guī)格如下表： 表2.11 Y型溢流閥的技術(shù)規(guī)格 名稱 公稱通徑/mm 型號(hào) 最大壓力/MPa 最大流量/L/min 重量/Kg Y型溢流閥 32

44、 Y2-H*32 31.5 200 8.7 2.3.5 普通溢流閥的選擇 在此選用BYF型電磁式比例溢流閥，其詳細(xì)的技術(shù)規(guī)格如下表： 表2.12 BYF型電磁式比例溢流閥的技術(shù)規(guī)格 型號(hào) 通徑 最大流量 背壓MPa 調(diào)節(jié)壓力MPa 過濾精度 重量/Kg 最低 最高 BYF-B32H-S 32 200 ≤31.5 與流量有關(guān) 31.5 NAS1638九級(jí) 5.1 2.3.6 電磁卸荷溢流閥的選擇 電磁卸荷溢流閥是電磁換向閥與卸荷溢流閥組合，用于系統(tǒng)的多級(jí)壓力控制與卸荷

45、。為了卸荷時(shí)的液壓沖擊，可在電磁閥和溢流閥之間假裝緩沖器，它能實(shí)現(xiàn)泵的自動(dòng)卸荷和自動(dòng)建壓。在此選用HY型卸荷溢流閥其性能參數(shù)如下[2]：A.型號(hào)說明： HY-H30型 公稱壓力：31.5Mpa 調(diào)壓范圍：a----0.6~8Mpa b----4~16Mpa C----8~20Mpa d----16~31.5Mpa 通徑：30----NG30 額定流量：200L/min 連接形式：無標(biāo)記板式 2.3.7 換向閥的選擇 換向閥有電磁換向閥、電液換向閥及液動(dòng)換向閥、手動(dòng)換向閥、機(jī)動(dòng)式換向閥和多路換向閥。

46、按照經(jīng)驗(yàn)優(yōu)先選用電磁換向閥，但電磁換向閥的推力有限，其應(yīng)用在流量不大的系統(tǒng)中（一般流量不超過63L/min）。由于此處液壓系統(tǒng)的流量為200L/min，屬于大流量，故在此不選用電磁換向閥，而選用電液換向閥。 電液換向閥是電磁換向閥和液控?fù)Q向閥的組合。它是用電磁換向閥控制液控?fù)Q向閥的動(dòng)作，變換流體流動(dòng)方向的控制閥。 電液換向閥主要用在流量超過電磁換向閥正常工作允許范圍的液壓系統(tǒng)中，對(duì)執(zhí)行元件的動(dòng)作進(jìn)行控制，或?qū)τ鸵旱牧鲃?dòng)方向進(jìn)行控制，其使用方法與電磁換向閥相同。 所以在此選用DSHG型電液換向閥。 A.型號(hào)說明 （1）工作介質(zhì) 無標(biāo)記----礦物液壓油，

47、含水工作液 （2）類別 無標(biāo)記----常規(guī)型 （3）名稱：電液換向閥 （4）通徑 01----NG6 02----NG10 03----NG16 04----NG20 05----NG30 （5） 位置數(shù) 3----三位 2----二位 （6） 彈簧配置形式 C----彈簧對(duì)中 B----彈簧偏置 N----無彈簧，有定位器 H----壓力對(duì)中 （7） 使用中位與單側(cè)位置 無標(biāo)記----無此要求 （8） 先導(dǎo)節(jié)流 無標(biāo)記----不帶先導(dǎo)節(jié)流 （9） 先導(dǎo)控制方式 無標(biāo)記----內(nèi)控式 （10） 先導(dǎo)泄油方式 無標(biāo)

48、記----外排式 （11） 閥芯控制形式 R2----兩端均帶行程調(diào)節(jié) RA----A口端帶行程調(diào)節(jié) RB----B口端帶行程調(diào)節(jié) P2----兩端均帶先導(dǎo)活塞 PA----A端均帶先導(dǎo)活塞 PB----B端均帶先導(dǎo)活塞 （12） 阻尼器 無標(biāo)記----不帶阻尼器 （13） 電磁鐵位置 無標(biāo)記----電磁鐵標(biāo)準(zhǔn)裝配 B.性能參數(shù)如下表： 表2-13 DSHG型電液換向閥性能參數(shù) 型號(hào) 最大流量L/min 最大工作壓力Mpa DSHG-04 200 31.5 2.3.8 截止閥的選擇 截止閥的選擇沒有太嚴(yán)格的要求

49、，只要其流量通行能力、工作壓力能夠滿足要求，工作溫度能包含工況的溫度，其使用介質(zhì)和液壓系統(tǒng)所用的液壓液能夠匹配就行。到于其連接形式則根據(jù)需要來決定。在此，系統(tǒng)中的截止閥選用水平板式的JZFS系列高壓截止閥中的JZF-J32BII。 2.3.9 過濾器的選擇 過濾器的功能是清楚液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中的固體污染物，是工作介質(zhì)保持清潔，延長(zhǎng)元器件的使用壽命、保證液壓元件工作性能可靠。液壓系統(tǒng)故障的75%左右是由介質(zhì)的污染所造成的。因此過濾器對(duì)液壓系統(tǒng)來說是重要的不可缺少的福建。過濾器的選擇就考慮如下幾個(gè)方面： 1、 根據(jù)使用目的選擇過濾器的種類，根據(jù)安裝位置情況選擇過濾器的安裝形式。 2

50、、 過濾器就具有足夠大的通油能力，并且壓力損失要小。其通流能力一般應(yīng)大于實(shí)通過流量的2倍以上。 3、 過濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)或元件所需清潔度要求。 4、 濾芯使用的慮材應(yīng)滿足使用工作介質(zhì)的要求，并有足夠的強(qiáng)度。 5、 過濾器的強(qiáng)度及壓力損失是選擇時(shí)需考慮的因素，安裝過濾器后會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成局部壓降或產(chǎn)生背壓。 6、 濾芯的更換和清晰要方便。 7、 應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)需要考慮選擇合適的濾芯保護(hù)附件。 8、 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊、安裝形式合理。 9、 價(jià)格要低廉。 由液壓泵試驗(yàn)臺(tái)原理圖2-1可知，系統(tǒng)中的過濾器為吸油過濾器，其詳細(xì)性能見下表： 表2-14 過濾器性能 名稱 用途 精

51、度類別 慮材形式 效果 吸油過濾器 保護(hù)液壓泵 粗過濾 網(wǎng)式、線隙式濾芯 能濾掉100m以上的顆粒 綜上考慮，對(duì)于CBIF4-80液壓泵的過濾器選用YLX-250型過濾器。其詳細(xì)技術(shù)規(guī)格如下表： 表2-15 YLX型箱上吸油過濾去的技術(shù)規(guī)格 型號(hào) 參數(shù) 通徑mm 公稱流量L/min 過濾精度m 原始?jí)毫pa 允許最大壓力損失Mpa 龐統(tǒng)開啟壓力Mpa 發(fā)訊器發(fā)訊壓力Mpa 發(fā)信號(hào)器 連接方式 濾芯型號(hào) 電壓V 電流A YLX-250X 50 250 100 <=0.01 0.03 >0.032 0.03

52、24 2 法蘭 XX-250X 2.3.10 冷卻器的選擇 在液壓系統(tǒng)工作時(shí)，各種能量損失轉(zhuǎn)化為熱量。這批熱量除部分通過油箱、管道等散發(fā)到周圍空間外，大部分熱量使得系統(tǒng)油液溫度升高，嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的正常工作。因此，采取強(qiáng)壯制冷卻的方法，通過冷卻器來控制油液的溫度。在此，液壓系統(tǒng)對(duì)溫度的要求比較苛刻，故必須用冷卻器來降你溫度，以保證溫度在試驗(yàn)要求的范圍內(nèi)。在此選擇水冷式冷卻器。故選用2LQGWA9.55型管式冷卻器，其詳細(xì)的技術(shù)規(guī)格如下表： 表2-16 2LQGWA9.55型管式冷卻器的技術(shù)規(guī)格 型號(hào) 散熱面積m 介質(zhì)壓力Mpa 設(shè)計(jì)溫度℃ 散熱系數(shù)

53、 冷卻介質(zhì)壓力Mpa 油側(cè)壓力Mpa 介質(zhì)粘度 2LQGWA9.55 9.55 1.6 120 0.1 1.0 <0.1 10~326 2.3.11 電加熱器的選擇 在液壓系統(tǒng)中油溫過低，使油液粘度過大，造成泵吸油困難。另外，此試驗(yàn)臺(tái)要求油溫控制在50攝氏度左右，一般環(huán)境溫度為20攝氏度。故要加熱，在此選用GYY4-220/8電加熱器。其詳細(xì)技術(shù)規(guī)格如下表： 表2-17 電加熱器的技術(shù)規(guī)格 型號(hào) 功率/KW A/mm 浸入油中長(zhǎng)度B/mm 電壓/V GYY4-220/8 8 1007 930 220 2.3.1

54、2 液位液溫度計(jì)的選取 選取YWZ系列液位液溫計(jì)，選用YWZ-300T型。其具體參數(shù)如下表： 表2-18 YWZ-300T的詳細(xì)尺寸 型號(hào) L/mm E/mm B/mm YWZ-300T 330 300 262 2.4 液壓集成塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.4.1概述 在一個(gè)液壓系統(tǒng)重往往要用很多的液壓元件，這些液壓元件可以用不同的方式連接，連接方式的選擇是否合理，對(duì)于系統(tǒng)的性能、使用及維修均有很大影響。 元件的連接方式可分為管式連接、板式連接和集成連接三大類。 （1）管式連接 管式連接是液壓系統(tǒng)最早采用的連接方式，它用油管將各元件連接在一起，完成所有需要

55、的動(dòng)作。這種連接方式僅適用于比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。它具有連接方式簡(jiǎn)單，便于維修的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)動(dòng)作比較復(fù)雜、組成系統(tǒng)元件比較多的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)管道復(fù)雜，管接頭多的問題，使得系統(tǒng)的安裝復(fù)雜、占地面積大、壓力損失大、容易產(chǎn)生漏油、混入空氣以及產(chǎn)生振動(dòng)等不良現(xiàn)象。 （2）板式連接 元件用螺釘連接在閥板上。元件間的連接靠閥板中鉆出、銑出或鑄造出的通道實(shí)現(xiàn)。這種連接方式可以消除管式連接帶來的一系列缺陷，結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差。適用于固定工作循環(huán)液壓系統(tǒng)。 （3）集成連接 集成連接是六十年代初出現(xiàn)的一種連接方式。目前集成塊、疊加閥、錐閥和插裝式連接應(yīng)用漸多。這種連接方式的共同特點(diǎn)是：由標(biāo)準(zhǔn)

56、液壓元件或?qū)Ｓ?、通用的輔助元件按設(shè)計(jì)的要求用螺栓連接組合成一個(gè)系統(tǒng)。因此集成連接也稱無管連接。 按照上述各個(gè)連接方式的功能和優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)題目液壓泵試驗(yàn)臺(tái)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此選擇液壓系統(tǒng)各個(gè)元件的連接方式采用集成連接。 2.4.2 閥板的設(shè)計(jì) 液壓閥板（也稱配流板或者箱體式集成配置）的設(shè)計(jì)過程如下： （1）分解液壓系統(tǒng) 為了避免體積過大，以及鉆孔過深，將整個(gè)液壓系統(tǒng)按照其功能和作用分解成幾個(gè)部分，每個(gè)部分元件安裝在一塊閥板上，并且每個(gè)閥板上的元件數(shù)目不多于10-12個(gè)，從而使得每塊閥板長(zhǎng)不大于400mm。在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的這個(gè)環(huán)節(jié)需要設(shè)計(jì)的是換向回路塊和調(diào)壓回路塊

57、。然后將這兩個(gè)部分的閥板用油管連接起來組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。當(dāng)液壓系統(tǒng)元件數(shù)目不是很多時(shí)，也可以不用分解。分解液壓系統(tǒng)的時(shí)候，考慮到加工、操作、維修的方便，應(yīng)使同一分支油路的元件安排在同一塊閥板上，這樣能減少閥板間的連接油管。 ① 集成塊一包含有2個(gè)二位四通電液換向閥和一個(gè)板式普通溢流閥及一個(gè)先導(dǎo)式比例溢流閥還有一個(gè)電磁卸荷溢流閥。由于這四個(gè)元件都只是起到控制作用，所以我取三個(gè)閥的通徑均為32mm, 在集成塊1中采用板式連接，其原理圖部分如圖2-3： 圖2-3 集成塊1部分原理圖 ② 集成塊二包含三個(gè)二位四通電液換向閥。其原理圖部分如圖2-4： 圖2-4 集成塊2

58、部分原理圖 2.4.3 布置元件 元件布置原則如下： （1）為了縮小閥板尺寸，元件之間的距離不應(yīng)過大，一般取間隙b≥10mm。但也不宜過小，否則由于制造誤差可能會(huì)使元件相碰。元件的非加工面可以伸到閥板之外。 （2）電磁閥閥芯最好沿水平方向裝置，以免由于閥芯的自重引起不利影響。如果需要垂直安置，則干式電磁閥的電磁鐵不能放在閥體下端，否則閥的泄露會(huì)影響電磁鐵正常工作。 （3）為了減少閥板鉆孔的數(shù)量與鉆孔的深度，可采取以下措施： ① 閥板上有聯(lián)系的元件相鄰安置； ② 閥板上某2個(gè)閥若有油孔相通，那么最好是使2個(gè)相通的油孔連線在一個(gè)水平面上； ③ 分層鉆橫孔； ④ 壓力表開關(guān)采用板外

59、管式連接。 2.4.4實(shí)體造型 為了更直觀地了解閥塊在集成塊上的布置，避免集成塊上的油孔之間互相干涉，我使用pro-e三維制圖軟件來畫出集成塊的結(jié)構(gòu)，畫完后再將三維圖導(dǎo)成二維圖形，進(jìn)行后續(xù)的標(biāo)注工作。本設(shè)計(jì)共有兩個(gè)集成塊的三維圖形，分別為圖2-5和圖2-6，如下。 圖2-5 集成塊1立體圖 圖2-6 集成塊2立體圖 第3章 測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 正確測(cè)量的測(cè)量條件和測(cè)量方法 測(cè)量是指以確定被測(cè)量對(duì)象的量值為目的而進(jìn)行的試驗(yàn)過程。在液壓系統(tǒng)試驗(yàn)、控制和運(yùn)行監(jiān)測(cè)中，需要冊(cè)來那個(gè)溫度、壓力、流量計(jì)各種機(jī)械量及其隨

60、時(shí)間變化的特性[12]。這種測(cè)量需要通過各種測(cè)量裝置和測(cè)量過程來實(shí)現(xiàn)。于是，測(cè)量裝置和過程在總體上需滿足什么樣的要求，才能準(zhǔn)確測(cè)量到這些量及隨時(shí)間變化是我們關(guān)心的問題。要使測(cè)量結(jié)果具有普遍的科學(xué)意義需具備一定的條件：首先，測(cè)量過程是被除數(shù)測(cè)量的量與標(biāo)準(zhǔn)或相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的比較過程。作為比較用的標(biāo)準(zhǔn)量值必須是已知的，且是合法，才能確保湯匙值的可信度及保證測(cè)量值的溯源性。其次，進(jìn)行比較的測(cè)量系統(tǒng)必須進(jìn)行定期檢查、標(biāo)定，以保證測(cè)量的有效性、可靠性，這樣的測(cè)量才有意義的，科學(xué)的。 3.2 測(cè)量?jī)x表的選擇 3.2.1 壓力表、真空表的選擇 壓力是指垂直均勻地作用于單位面積的力，即壓強(qiáng)。物

61、體上的所有壓力的和成為絕對(duì)壓力?？諝庵纬傻膲毫ΨQ為大氣壓力。當(dāng)絕對(duì)壓力大于大氣壓力時(shí)量值的差值為證，成為表壓；反之，差值為負(fù)，稱為負(fù)壓。測(cè)量絕對(duì)壓力的儀表稱為壓力表。普通壓力儀表測(cè)得的壓力系表壓。測(cè)量負(fù)壓的儀表一般稱為真空表。即能測(cè)量表壓又能測(cè)量負(fù)壓的儀表稱為壓力真空表。壓力檢測(cè)儀表可分類為：液柱式壓力計(jì)、彈性式壓力表、負(fù)荷式壓力計(jì)、壓力傳感器、壓力表開關(guān)、數(shù)字壓力表等。[12]從精度、經(jīng)濟(jì)成本等方面綜合比較可知，在此我們選用彈性式壓力表最為合適，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)液壓試驗(yàn)臺(tái)的壓力精度為：表壓小于0.2Mpa時(shí)壓力允許的變動(dòng)范圍為-3~+3，在表壓大于或等于0.2Mpa時(shí)，允許變動(dòng)范圍為：-1.5~

62、+1.5。為此選用YNTZ型耐震電阻遠(yuǎn)傳壓力表，其完全滿足要求，其主要技術(shù)指標(biāo)為： 精確度等級(jí)：1.5 發(fā)送器起始電阻值：3~20歐姆 發(fā)送器滿度電阻值：340~400歐姆 發(fā)送器連接線端1、2外加電壓不大于6V 使用環(huán)境-40~70℃，相對(duì)濕度不大于85%，且震動(dòng)和被測(cè)介質(zhì)的急劇脈動(dòng)應(yīng)對(duì)儀表正常工作無明顯影響。 溫度影響：使用溫度偏離205℃時(shí)，其溫度附加誤差不大于0.4%/10℃。 重量：1.2Kg 在液壓系統(tǒng)原理圖中的壓力表和真空表都選用此YNTZ-150型耐震電阻式遠(yuǎn)傳壓力表。 3.2.2 流量計(jì)的選擇 流

63、量單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)封閉管道或開口槽有效截面的流體量。這一流體量可以用體積、重量或質(zhì)量來表示，分別稱作體積流量、重量流量或質(zhì)量流量。其單位分別為：m/h、tf/h和Kg/h。但在液壓泵試驗(yàn)臺(tái)中我們用體積流量來作為流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。流量檢測(cè)儀同樣分為接觸式和非接觸式。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7936-87對(duì)流量在B級(jí)精度時(shí)允許的變動(dòng)范圍為：1.5。在此液壓系統(tǒng)原理圖中的大、小流量計(jì)分別選用LWGY32A型和LWGY25A型渦輪流量傳感器。 表3-1 LWGY型渦流流量傳感器的主要技術(shù)規(guī)格 公稱通徑 mm 流量范圍m/h 公稱壓力 Mpa 最大壓力損失Mpa 基本誤差限0.2%

64、 基本誤差限0.5% 基本誤差限1% 下限 上限 下限 上限 下限 上限 LWGY32A ---- ---- 1.6 10 1 10 60 0.035 LWGY25A ---- ---- 1.6 10 1 10 40 0.035 表中：A為普通型；B為高精度型。 注： 流體溫度：-20~120℃ 環(huán)境溫度：-25~55℃ 相對(duì)濕度：<=80% 3.3 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的選擇 JC系列轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器主要用于測(cè)量各種動(dòng)力機(jī)械的轉(zhuǎn)速和扭矩，在選用傳感器時(shí)，首先要確定被測(cè)設(shè)備的最大扭矩和轉(zhuǎn)速，被測(cè)設(shè)備的最大扭矩最好使用在

65、傳感器額定扭矩的67%-120%范圍，且最高轉(zhuǎn)速不要超過傳感器的額定轉(zhuǎn)速。這樣既可保證所選傳感器能在長(zhǎng)期使用中的安全可靠，又可以保證足夠的測(cè)量精度。 3.3.1 傳感器的選用 根據(jù)計(jì)算計(jì)算結(jié)果，電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩為318.5N.m，以及系統(tǒng)額定轉(zhuǎn)速2500r/min，來選擇傳感器的型號(hào)如表 表2-7 JC型傳感器系列規(guī)格表 型號(hào) 額定轉(zhuǎn)矩N.M 使用轉(zhuǎn)速范圍r/min 附注 JCH 500 0-4000 帶五環(huán)集流環(huán) 3.3.2 傳感器的安裝 JC型轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器使用時(shí)的安裝方式如圖2-7臺(tái)架總圖所示，應(yīng)注意的是傳感器的驅(qū)動(dòng)端與電機(jī)相連。增加中間支承的

66、目的是為了保證傳感器不受因頻繁更換測(cè)試設(shè)備造成安裝同軸度的變化，由此引起測(cè)試數(shù)據(jù)的變化，同時(shí)可避免因安裝不同軸而使傳感器承受彎矩，從而引起測(cè)試數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。 圖2-7 臺(tái)架總圖 第4章 系統(tǒng)的安裝和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的測(cè)試 4.1 系統(tǒng)的安裝 在所有的準(zhǔn)備工作做好了，就該是系統(tǒng)的安裝了。對(duì)于液壓泵表態(tài)特性測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)的安裝不是吧上面的幾個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單的組合起來，而是該通過整體的剖局，局部的有機(jī)組合起來。其主要應(yīng)該注意的是： （1）被試泵的進(jìn)、出油口與壓力、溫度測(cè)量點(diǎn)之間的管道應(yīng)為直硬管，管道應(yīng)均勻并與進(jìn)、出油口尺寸保持一致。 （2）當(dāng)被試泵進(jìn)、出油管中有壓力控制閥、接頭彎頭等影響壓力測(cè)量精度時(shí)，則安裝位置離壓力測(cè)量點(diǎn)的距離，在進(jìn)口處不小于10d，在出口處不小于5d（d為被試泵進(jìn)、出油口的通徑）。 （3）管道中壓力測(cè)量點(diǎn)的位置應(yīng)設(shè)置在離北市元件進(jìn)、處油口端面的（2-4d）處。如果該處有影響壓力穩(wěn)定等因素，允許將測(cè)量點(diǎn)的位置移動(dòng)至更遠(yuǎn)，但要考慮管路的壓力損失。 （4）管道中溫度測(cè)量點(diǎn)的位置應(yīng)設(shè)置在離壓力測(cè)量點(diǎn)的（2-4d）。