第2章 液压泵实验台液压系统的设计

第2章 液压泵实验台液压系统的设计

2.1液压泵实验台工作原理

液压泵性能试验台采用变频器驱动三相交流电机拖动被试泵，控制被试泵的转速、转矩转速仪来观测输入转速转矩值，如图2-1所示。电磁比例溢流阀控制被试泵出口加载，并且配备了卸荷阀、各类压力传感器和温度传感器。试验时调节变频电机13 控制被试泵的转速达到设定要求，然后控制电磁比例溢流阀给被试泵加载，通过进出口压力传感器采集进出口压力值，通过转矩转速仪器采集被试泵的输入转矩转速值。空载排量测量时可以打开电磁球阀2使被试泵卸荷。

2.转矩转速仪 3.高压传感器 4.真空传感器 5.变频电机 6.流量计7.过滤器 8.电1.被试泵

液比例阀 9.卸荷阀

图2-1 液压泵实验回路

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

2.2 被试泵及驱动电机的选择

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。参照各类液压泵试验的国家标准，综合考虑现有的试验条件确定试验项目为：气密性检查和跑合试验、排量验证试验、效率试验、压力振摆检查、自吸试验、高温试验、超速试验、超载试验、满载试验、冲击试验和效率检查试验。

选取恒压变量泵63PCY14-1B进行了性能测试试验，被试泵公称排 量为63mL/r，额定转速为1500r/min，确定系统最大流量

Q=94.5L/min

液压系统中驱动液压泵的原动机有电动机和发动机。发动机指汽油机柴油机等，一般用于行走机械，而且不是由液压系统设计者选定的。固定设备系统中驱动液压泵的电动机需要设计者选定。根据使用的环境，决定开式、封闭扇冷式、防雨保护式、防爆式等形式及立式、卧式结构。变频电机选择Y250M-4-B3 额定转速：1410r/min， 额定电压：380v， 额定功率：55kw。

驱动电机决定了被试泵的测试范围。

2.3 液压泵实验台的基本测试项目

2.3.1排量验证试验

GB7936 规定排量验证试验分为以下几步：

第一，使液压泵空载，即使液压泵的负载为零，或液压泵的输出压力不超过额定压力的5%或不超过0.5MPa；

第二，在液压泵的最低许用转速到额定转速的范围内设定均匀的5 档转速，测量每档转速n 下泵的流量。

第三，计算泵的空载排量。国标GB7936 规定：

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q其中Vi为空载排量mL/r；n 为实际转速r/min；N 为转速测量档数；v2,ej 为有效输出流量L/min，这是一个用最小二乘法拟合的方程，测得N 个点的转速和流量值，然后运用最小二乘法拟合求其直线的斜率即为要求的空载排量。

?N??N??N?N??njqv2,ej????nj???qv2,ej?j?1??j?1??j?1? Vi??2?N2??N?N??nj????nj??j?1??j?1?(2-1)

2.3.2效率试验

按照国标JB/T 7042—93 规定，效率试验主要有以下几步：

第一，在最大排量、额定转速下，使泵的出口压力逐渐增加，至额定压力的25%左右。待测试状态稳定后，测量与效率有关的数据；

第二，按上述方法，至少测量泵的出口压力约为额定压力的25%, 40%,55%, 70%，80%，100%时，分别测量与效率有关的数据；

第三，转速约为额定转速的100%，85%，70%，55%，40%时，在上述各试验压力点，分别测量与效率有关的数据。

第四，绘出等效率特性曲线图，或绘出性能曲线图；

第五，在额定转速下，进口油温为20～35℃和70～80℃时，分别测量 空载压力至额定压力范围内至少6 个等分压力点的容积效率；

第六，绘制功率、流量、效率随压力变化的曲线图。

2.3.3变量特性试验

恒功率变量泵 恒功率变量泵的特性试验主要有以下几步：

(1)最低压力转换点的测定 调节变量机构使被试泵处于最低压力转换状态，测量泵出口压力；

(2)最高压力转换点的测定 调节变量机构使被试泵处于最高压力转换状态，测量泵出口压力；

(3)恒功率特性的测定 根据设计要求调节变量机构，测量压力、流量相对应的数据，绘制恒功率特性曲线；

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(4)其他特性按实际要求进行试验。

恒压变量泵 本试验台安装的为恒压变量泵，因此应做相应的恒压特性试验。恒压静特性试验包括最大排量、额定转速下加载，然后绘制不同调定压力下的流量－压力特性曲线。

2.3.4其它试验项目

气密性检查和跑合,压力振摆试验 ,自吸试验,低温试验,高温试验,超速试验,超载试验,满载试验,效率检查试验。

2.4 液压泵性能表达式及参数

试验油路是为一定的试验目的服务的，离不开具体的试验内容，要求 测试液压泵的各种性能指标，而这些指标又与各种参数有关。有关液压泵 的主要性能表达式有：

3排量Vp:Vp?(q/n)?10(L/min)

(2-2)

式中q 为泵输出的实际流量(L/min)；n 为泵轴转速(r/min)；泵的空载排量V i 为空载时测出的排量最大值。

泵轴输入的理论转矩TPth ：

TPth

V(p?pi)V?p?ih(N?M)?i2?2?

(2-3)

其中ph为泵的出口压力(MPa)； p i 为泵的进口压力(MPa)。

容积效率?PV:?PV?(VP/VPk)?100%

机械效率?Pm:?Pm?(TPth/TP)?100%

?4泵输入功率P:P?1.5?10TPn(kW) ii其中TP 为泵轴输入转矩(N.m)； n 为泵的转速(r/min)

?pq(kW) 泵的输出功率P0:P0?60(2-4) (2-5) (2-6) (2-7)

其中Δp为泵的进、出口压力差(MPa)；q为泵实际输出流量(L/min)

?pq总效率?P:?P?(P0/Pi)?159?100%

TPn实际输出流量q:q?VPn?10?3(L/min)

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(2-8) (2-9)