第1章 绪论

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1国内外液压泵（马达）实验台发展状况

近些年随着计算机技术、测试技术、液压技术的不断进步，液压泵、马达性能测试试验台的技术取得了飞速发展。各类液压计算机辅助测试系统成为了各类液压试验台的主流。尤其是虚拟仪器测试系统的出现和逐渐发展成熟，几乎应用到了近年来所有液压元件性能测试试验台上。这类试验台采用计算机集散系统，对液压试验台进行智能检测、控制和管理。按照液压油泵试验方法国家标准控制有关条件，实时采集性能参数，并对数据进行集中处理、分析、计算、存贮、显示、传输、控制和维护，从根本上改变了传统继电控制模拟采集人工处理的方式，为企业标称产品性能提供准确的数据，同时为企业分析产品质量、改进工艺提供了决策依据

近年来的研究热点主要集中在降低系统污染、减小液压元件功率损耗、引入新型元器件、设计合理液压回路、引入新型的传感器测试仪表等方面。如美国的SUNDSTRON 公司的液压传动试验室的CAT 系统，日本制钢所的柱塞泵效率试验台，英国国家实验室拥有计算机控制的ISO 标准试验台，法国机械工业研究中心(ETIT)也做了类似的工作。国内也有许多高等院校及科研单位正在进行液压 CAT 的研究工作，并在液压测试中进行一定程度的应用。我国已经研制出一些具有较高性能的液压计算机辅助测试系统，如机械部北京自动化研究所研制的液压元件计算机辅助测试系统，该系统可完成阀及泵的性能测试；北京理工大学研制的液压泵(液压马达、液压泵—液压马达传动系统)工作特性的计算机辅助试验系统；上海交通大学及昆山液压件厂共同研制的液压阀的特性试验系统，北航开发的液压泵虚拟仪器试验台等。

虚拟仪器技术虽然起步较晚，但发展非常迅速。在科研开发、计检、测控领域得到了广泛的应用。如：比利时Intersofi电子工程公司的RASS—PDP和RASS—S软件；美国斯坦福大学的虚拟仪器教学、试验、仿真系统；挪威CARDIAC公司的基于LabVIEW平台的测试北海油田石油、大气、水流的

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

MPFM系统等。虚拟仪器的开发和研究在国内尚属于起步阶段，清华大学应用虚拟技术构建的汽车发动机性能出厂检测系统；电子部三所的仪器自动计量控制系统；石油科学研究院研制的小型石油精炼试验系统等；另外航天局809所、上海803所、上海交通大学、西安交通大学、浙江医科大学以及东方振动和噪声技术研究所等高校和公司在研究和开发虚拟仪器产品、虚拟仪器设计平台以及消化吸收NI等产品方面做了大量工作，其成果已在自动计量控制系统等方面得到广泛的应用。

最近浙江大学流体传动及控制国家重点试验室也开发的基于虚拟仪器的液压试验台CAT 系统便是比较典型的例子，软件部分采用了VC++6.0实现试验系统编程。硬件部分A/D 卡采用PCI—1713 卡(提供了32 个模拟输入通道，12 位转换分辨率，2.5?s 的转换速率)。实际应用中该型系统可根据情况的不同采用不同的接口技术，灵活地组成相应的液压测试系统。虚拟仪器的兴起是测试仪器技术的一次“革命”，是仪器领域的一个新的里程碑。未来的VI 完全可以覆盖计算机辅助测试的全部领域，几乎能替代所有的模拟测试设备。基于计算机的全数字化测量分析是采集测试分析的未来，虚拟仪器必将在越来越多的领域中广泛普及。数据采集、测试、过程控制、信息传输与通信等现代信息技术汇聚在一起，将最终导致标准化、规范化的卡式仪器和软件化仪器的更广泛流行。

1.1.2液压泵（马达）实验台未来发展趋势

随着液压技术的不断提高与发展，对液压测试技术的要求也不断提高。信息技术包含微电子、光电子、计算机技术等多项技术，以信息传递快、运算速度快、控制精确、能耗小等优点使其在控制领域有越来越广泛的应用，现代工业中，液压技术已与信息技术紧密结合，提高了液压传动与控制的精确性。在液压传动与控制中，液压系统趋于复杂化和小型化的发展趋势，液压测试技术要对液压系统和液压元件进行充分的测试，必然需要对大量的数据进行采集及处理，液压测试技术和信息技术紧密结合才能符合现代液压测试技术的需要。液压计算机辅助测试技术（Computer Aided Test）将信息技术与液压测试技术结合，可以显著提高液压测试的可靠性、精确性和自动化

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第1章 绪论

程度，它必定是液压测试技术的发展方向。不论何种检测系统，都必须有测试传感器。传感器使将感受到的物理量转变为电信号输出的装置，随着现代制造工艺和材料科学的反展，传感器的核心——敏感元件也越来越精密，测量误差和非线性失真越来越容易为人们控制。液压测试中，需要多种物理量的检测，传感器的高速发展为液压测试精确性提供了有力的保障。

运用模块化思维能助你理顺头绪，分清构成事物的诸功能、结构要点（模块）及其间的联系，从而能作出更好的设计——工程设计、产品设计、工艺设计、组织机构设计、布局设计等等。

利用计算机技术及传感器技术改造旧式液压测试设备或开发新式高精度、高自动化液压测试设备具有广阔的研究前景。计算机高速处理数据的能力正好满足液压系统动态测试和动态分析的要求，开发以计算机为中心的液压测试设备可以很好的对液压系统进行动态测试和动态分析。液压系统的自动化控制与液压测试密不可分，液压系统闭环反馈控制必然要求对液压系统参数进行测量和反馈，液压测试技术的发展也有利于液压传动及控制技术的发展与提高；发展液压测试技术以提高液压控制技术也是以后液压测试技术的重要发展方向。

1.1.3存在问题

由于被测液压泵（马达）的型号不同，存在大功率液压泵（马达）测试能耗大，浪费液压油，主要反映在系统的容积损失和机械损失。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。

有液压元件测试必然存在液压油污染问题，不论哪一类液压油流入环境，都会造成不同程度的危害。在使用中，液压油会慢慢老化，老化的油液在更换时不能被回收，就会排到环境中，造成污染；泄漏是液压系统常见的故障，油流到环境中会造成污染，同时也会造成经济上的损失。因此对于液压介质，应开发新的无污染、可降解的液压油，这样即使流到环境中，一定时间后也会降解而不造成危害；如果还是使用对环境有危害的液压油，就应该加强管理，防止或减少它流到环境中去，使对环境危害最小。由于泄漏产生的环境问题也是不可忽视，而泄漏也是液压系统的一个顽疾。对于泄漏的防治需要技术和管理上的支持，在设计、使用、维护阶段都应考虑此问题，

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维修时要做好液压油的回收。

1.2 本次设计的主要内容

本设计主要研究液压泵和液压马达实验台液压系统。其基本内容为： 1.液压泵和液压马达实验台的液压系统方案的设计 2.液压泵和液压马达实验台液压系统元件的选择与设计 3.液压泵和液压马达实验台整体结构的设计 5.有关参数的计算

由于不同类型的液压泵(马达)有不同的测试方法标准，即使是同一类型、不同额定压力的液压泵(马达)的测试方法也不完全相同，所以只能对其中某一类型、某一压力级别的液压泵(马达)进行性能测试或对其中共同的项目进行测试。

1.3 本章小结

近年来液压泵、马达的测试系统在传统的液压测试系统原理上增加计算机辅助测试和虚拟测试技术，但液压系统测试的基本原理大致相同。本章主要介绍了液压泵和液压马达实验台发展、未来趋势和存在的问题，并介绍了本次设计的主要内容。

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