山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文PAGEPAGE89摘要在高壓、高速、大功率的制造行業(yè)，機(jī)、電、液一體化的設(shè)備在整個(gè)機(jī)械設(shè)備中所占的比重越來越大。液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)作為一種檢測液壓元件的必須設(shè)備，可對(duì)液壓泵，液壓馬達(dá)，液壓閥等各種液壓元件進(jìn)行測量。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一簡單試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，以對(duì)液壓泵和液壓馬達(dá)進(jìn)行性能測試，主要是容積效率和機(jī)械效率等性能指標(biāo)。本文在詳述國內(nèi)外液壓試驗(yàn)臺(tái)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)液壓泵和液壓馬達(dá)的性能測試系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括對(duì)總的設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖以及電控圖等進(jìn)行了詳盡的設(shè)計(jì)、計(jì)算以及選型等。本文對(duì)液壓泵和液壓馬達(dá)性能測試系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有很大的必要性，液壓泵和液壓馬達(dá)作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件和執(zhí)行元件，是整個(gè)液壓系統(tǒng)的心臟，其質(zhì)量、性能的好壞直接影響著液壓系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)而影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。因此,對(duì)液壓泵和馬達(dá)進(jìn)行精確的性能測試，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。關(guān)鍵詞：液壓試驗(yàn)臺(tái)；液壓泵；液壓馬達(dá)；性能測試AbstractInthefieldofthehigh-pressure,high-speedandgreat-powermanufacturing,theequipmentwhichconsistsofmechanic,electricandhydraulicisplayingmoreandmoreimportantrolesinthefield.Asanecessarydeviceofmeasuringhydraulicparts,thehydraulictest-bedisabletomeasuringvaryofpartssuchaspumps,motorsandvalve.Thetaskofthegraduationisthedesignofthesmallhydraulictest-bedsystem,soastotesttheperformanceindicatorsofhydraulicpumpsandhydraulicmotors,especiallyincludingvolumetricefficiencyandmechanicalefficiencyandotherperformanceindicators.Inthebaseofsummarizingthestudystatusonthehydraulictest-bedinsideandoutside,theperformanceindicatorssystemofhydraulicpumpsandhydraulicmotorsisdesigned,includingadetaileddesign,calculationandselectionoftheoveralldesignsystemschematicdiagramsandelectroniccontrolschematicdiagrams.Itiswithagreatneedtodesigntheperformancetestsystemofthehydraulicpumpsandhydraulicmotors.Thehydraulicpumpsandthehydraulicmotoraretheheartofwholehydraulicsystemasapartofpowerandexecuting,whichresultinthedependabilityofhydraulicsystem;eveninthegoodworkingconditionofthemanufacturingequipments.Therefore,measuringaccuratelytothehydraulicpumpsandmotorsistheimportantwayofpromotionofconstruction,processandperformanceofproducts.Keywords:hydraulictest-bed;pump;motor;performancemeasurement;

目錄摘要………………=1\*ROMANIAbstract…………=2\*ROMANII緒論……………………1本課題的研究意義………………1國內(nèi)外液壓泵、馬達(dá)性能測試系統(tǒng)研究現(xiàn)狀…2液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)研究現(xiàn)狀…3液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀……………41.3本課題的主要研究內(nèi)容……………7液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)………………8液壓泵、馬達(dá)性能測試系統(tǒng)原理………………82.1.1液壓泵、馬達(dá)實(shí)驗(yàn)分類……2.1.2液壓泵、馬達(dá)型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)………82.2液壓試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)原理……………102.3液壓試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)………………112.3.1加載方法的選擇研究………122.3.2液壓泵實(shí)驗(yàn)常用加載法……122.3.3液壓馬達(dá)實(shí)驗(yàn)常用加載方法………………152.3.4本系統(tǒng)加載方法的確定……16液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力源裝置設(shè)計(jì)………………18液壓動(dòng)力源裝置組成……………18液壓泵的規(guī)格確定以及與之相匹配的電動(dòng)機(jī)的選定…………18電動(dòng)機(jī)以及液壓泵布置方式的選擇……………24液壓泵布置方式的選擇……24液壓泵連接方式的選擇……27液壓泵組裝方式的選擇……28液壓泵組傳動(dòng)底座的設(shè)計(jì)…………………30液壓元件以及測量裝置的選型…………32液壓馬達(dá)的選型…………………32各種控制閥的選型………………33換向閥……………………33溢流閥………34單向閥………35截止閥………36過濾器…………37過濾器的選用以及規(guī)格的確定……………37過濾器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置…………39冷卻器的設(shè)置……………………40油箱的選擇………40各種測量裝置的選擇……………41流量傳感器的選型…………41壓力傳感器的選型…………42轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的選型……43液壓試驗(yàn)臺(tái)控制裝置設(shè)計(jì)……………465.1液壓控制裝置的分類…………465.1.1有管集成……………………465.1.2無管集成……………………465.2液壓集成塊概述……………475.2.1塊式集成的原理………475.2.2塊式集成的優(yōu)點(diǎn)………485.3液壓集成塊的設(shè)計(jì)……………49第六章液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)壓力損失估算………526.1液壓系統(tǒng)壓力估算方法………526.1.1沿程壓力損失………………526.1.2局部壓力損失………………526.1.3液壓系統(tǒng)總壓力損失………53第七章液壓泵、馬達(dá)性能試驗(yàn)…………………547.1液壓泵（馬達(dá)）性能試驗(yàn)項(xiàng)目的確定…………547.1.1排量驗(yàn)證試驗(yàn)……………547.1.2效率試驗(yàn)…………………547.1.3沖擊試驗(yàn)…………………557.1.4變量特性試驗(yàn)……………577.1.5其他試驗(yàn)項(xiàng)目……………587.2液壓泵、馬達(dá)性能參數(shù)的確定及試驗(yàn)方法…597.2.1液壓泵性能表達(dá)式及參數(shù)……………7.2.2液壓馬達(dá)性能表達(dá)式及參數(shù)…………第八章總結(jié)……………………62參考文獻(xiàn)……………………63致謝……………66附錄一…………67附錄二…………68附錄三英文文獻(xiàn)及翻譯翻譯………………69緒論隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,液壓傳動(dòng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各類機(jī)械中,尤其是在高壓、高速、大功率的制造行業(yè),機(jī)、電、液一體化的設(shè)備在整個(gè)機(jī)械設(shè)備中所占的比重越來越大。液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)作為一種檢測各種液壓元件的必須設(shè)備，可對(duì)液壓泵，液壓馬達(dá)，液壓閥等各種液壓元件進(jìn)行測量。通常在各類液壓元件制造廠都配備有大型的、多功能的液壓試驗(yàn)臺(tái)，在其他行業(yè)如冶金、礦山、港口、船舶、交通運(yùn)輸、汽車制造等，使用液壓元件較多、較頻繁的行業(yè)也配備有液壓試驗(yàn)臺(tái)。另外，各相關(guān)專業(yè)的高等院校為了教學(xué)和科研，也會(huì)配備液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)。1.1本課題研究的意義液壓泵和馬達(dá)作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件和執(zhí)行元件，是整個(gè)液壓系統(tǒng)的心臟，它們的性能直接影響著整個(gè)液壓系統(tǒng)的性能。因此液壓泵、馬達(dá)性能的精確測試有著非常重要的意義。液壓泵和馬達(dá)的性能測試是辨別產(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。但是液壓泵和馬達(dá)性能測試涉及的參數(shù)多、精度要求高，并且有些參數(shù)需要間接處理，另外測試過程中還有很多相關(guān)條件需要保障，傳統(tǒng)的測試方法已經(jīng)很難滿足性能測試越來越高的要求。但是走向二十一世紀(jì)的液壓技術(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)域，以滿足未來的要求。其發(fā)展方向主要有以下幾個(gè)方面：節(jié)能、減少污染、降低泄漏、主動(dòng)維護(hù)、機(jī)電一體化技術(shù)和與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的相關(guān)技術(shù)（例如液壓CAD、CAT等）。因此近年來液壓泵、馬達(dá)性能測試逐步淘汰了傳統(tǒng)的儀表加人工的測試方法，轉(zhuǎn)向液壓技術(shù)結(jié)合最新的虛擬儀器測試技術(shù)、可靠性技術(shù)、最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，以及數(shù)字信號(hào)處理方法和現(xiàn)代控制理論，進(jìn)而形成了新型液壓泵、馬達(dá)計(jì)算機(jī)輔助測試技術(shù)。從國內(nèi)外液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展來看，盡管許多元件制造商和科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)研究開發(fā)了許多性能良好的試驗(yàn)臺(tái)。但是這些試驗(yàn)臺(tái)還存在著諸多的不足之處。第一，它們大都不是針對(duì)液壓泵、馬達(dá)全面性能測試的。只是針對(duì)液壓泵、馬達(dá)的某一類或者某一些特性開發(fā)的。比如只是測效率或者排量。這樣必然造成重復(fù)開發(fā)，浪費(fèi)大量的人力物力。第二，這試驗(yàn)臺(tái)主要是原來試驗(yàn)臺(tái)的升級(jí)，沒有采用液壓測試的新技術(shù)新元件。新的技術(shù)層出不窮，只是傳統(tǒng)的改造已經(jīng)不能大幅度提升試驗(yàn)臺(tái)的綜合性能，無法滿足性能測試越來越高的要求。第三，液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)也多共用液壓泵試驗(yàn)系統(tǒng)，不能夠反映真實(shí)的馬達(dá)工作情況，影響了液壓馬達(dá)性能測試的效果，達(dá)不到實(shí)際使用的需求。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓計(jì)算機(jī)輔助測試（以T）技術(shù)在液壓系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用越來越廣泛。液壓CAT，所涉及范圍包括液壓、自動(dòng)控制、微型計(jì)算機(jī)、測試技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理、可靠性等學(xué)科。它具有測試精度高、測試速度快、性能價(jià)格比高、測試的重復(fù)性和可靠性高及適宜在線動(dòng)態(tài)測試和狀態(tài)監(jiān)測等特點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景。國內(nèi)外液壓泵、馬達(dá)性能測試系統(tǒng)研究現(xiàn)狀近些年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、測試技術(shù)、液壓技術(shù)的不斷進(jìn)步，液壓泵、馬達(dá)性能測試試驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)取得了飛速發(fā)展。各類液壓計(jì)算機(jī)輔助測試系統(tǒng)成為了各類液壓試驗(yàn)臺(tái)的主流。尤其是虛擬儀器測試系統(tǒng)的出現(xiàn)和逐漸發(fā)展成熟，幾乎應(yīng)用到了近年來所有液壓元件性能測試試驗(yàn)臺(tái)上。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、控制和管理。按照液壓油泵試驗(yàn)方法國家標(biāo)準(zhǔn)控制有關(guān)條件，實(shí)時(shí)采集性能參數(shù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理、分析、計(jì)算、存貯、顯示、傳輸、控制和維護(hù)，從根本上改變了傳統(tǒng)繼電控制模擬采集人工處理的方式，為企業(yè)標(biāo)稱產(chǎn)品性能提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時(shí)為企業(yè)分析產(chǎn)品質(zhì)量、改進(jìn)工藝提供了決策依據(jù)。1.2.1液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)研究現(xiàn)狀近年來應(yīng)用廣泛的液壓泵、馬達(dá)計(jì)算機(jī)輔助測試系統(tǒng)液壓原理部分基本相同。國內(nèi)外液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)主要形式如圖1.1、圖1.2所示。1.被試泵2.轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀3.高壓傳感器4.真空傳感器5.變頻電機(jī)6.流量計(jì)7.過濾器8.電液比例閥9.卸荷閥圖1.1液壓泵試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)圖試驗(yàn)臺(tái)油路根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。近年來的研究熱點(diǎn)主要集中在降低系統(tǒng)污染、減小液壓元件功率損耗、引入新型元器件、設(shè)計(jì)合理液壓回路、引入新型的傳感器測試儀表等方面。圖1.1、圖1.2系統(tǒng)中加入了新型的傳器器，變頻電機(jī)，比例控制元件和各類智能儀器儀表（轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀器儀表，數(shù)字式壓力表，溫度表等）。不僅實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)聯(lián)接通訊，還實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制試驗(yàn)過程，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。其它液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)組成原理大體相似，只是針對(duì)不同情況稍加調(diào)整。1.比例溢流閥2.轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀3.高壓傳感器4.低壓傳感器5.比例調(diào)速閥6.加載泵7.被試馬達(dá)圖1.2液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)圖1.2.2液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀液壓計(jì)算機(jī)輔助測試（ComputerAidedTest），簡稱液壓CAT，所涉及范圍包括液壓、自動(dòng)控制、微型計(jì)算機(jī)、測試技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理、可靠性等學(xué)科。液壓CAT是利用計(jì)算機(jī)建立一套數(shù)據(jù)采集和數(shù)字控制系統(tǒng)，與試驗(yàn)臺(tái)連接起來由計(jì)算機(jī)對(duì)各試驗(yàn)參數(shù)，如壓力、流量、溫度轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、量化和處理并輸出測試結(jié)果。在試驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)還可根據(jù)數(shù)字反饋或人工輸入要求，對(duì)測試過程進(jìn)行控制，達(dá)到計(jì)算機(jī)密切跟蹤和控制試驗(yàn)臺(tái)及試件狀態(tài)的目的，從而高速、高精度完成對(duì)液壓泵、馬達(dá)的性能測試。液壓CAT系統(tǒng)在提高測試精度、測試速度、測試的重復(fù)性和可靠性方面，以及在節(jié)省人力和能源方面提供了必要的保證，因此受到了普遍的重視。在國外，由于微機(jī)和電子技術(shù)發(fā)展較早、較快，水平較高，其CAT系統(tǒng)性能也較高。有許多液壓件制造公司己把CAT用于產(chǎn)品的研制開發(fā)、設(shè)計(jì)定型、生產(chǎn)定型和出廠的檢驗(yàn)。如SUNDSTRON公司的液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的C燈系統(tǒng)，日本制鋼所的柱塞泵效率試驗(yàn)臺(tái)等。目前多數(shù)液壓元件生產(chǎn)廠家都有自己的液壓元件CAT系統(tǒng)。國內(nèi)的液壓C燈系統(tǒng)開展較早的是原煤炭工業(yè)部上海研究所，在79年左右研制了一臺(tái)大功率的泵、馬達(dá)性能試驗(yàn)臺(tái)，由微機(jī)來輔助測試。但由于當(dāng)時(shí)我國的計(jì)算機(jī)水平還處于初級(jí)階段，該試驗(yàn)臺(tái)僅能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)性能測試、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的運(yùn)算，儀器常數(shù)同硬件設(shè)定，局限性較大。上海704所也研制了一套CAT系統(tǒng)，也因?yàn)榧夹g(shù)的局限，不能測試動(dòng)態(tài)特性。近年來，許多單位研制了自己的液壓元件CAI系統(tǒng)，如天津機(jī)械工程研究所的裝載機(jī)液壓元件測試系統(tǒng)、東南大學(xué)的液壓元件性能計(jì)算機(jī)輔助測試系統(tǒng)、南昌大學(xué)的液壓綜合試驗(yàn)臺(tái)C燈系統(tǒng)、山東礦業(yè)學(xué)院和充礦集團(tuán)共同研制的礦山液壓設(shè)備CAT綜合試驗(yàn)臺(tái)、太原重型機(jī)械學(xué)院的液壓泵綜合試驗(yàn)臺(tái)等。有一些液壓計(jì)算機(jī)輔助測試系統(tǒng)具有較高性能，如機(jī)械部北京自動(dòng)化所研制的液壓元件計(jì)算機(jī)輔助測試系統(tǒng)可完成多種閥及泵的性能測試:北京理工大學(xué)研制的液壓泵工作特性的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);上海交通大學(xué)及昆液壓件廠共同研制的液壓閥特性試驗(yàn)系統(tǒng)等等。許多廠家也用C燈系統(tǒng)來進(jìn)行液壓元件的出廠檢驗(yàn)。這些CAT系統(tǒng)大都實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)測試，數(shù)據(jù)處理能力增強(qiáng)，功能大大增加。圖1.3計(jì)算機(jī)輔助測試典型結(jié)構(gòu)圖圖1.3所示為山東科技大學(xué)開發(fā)的試驗(yàn)臺(tái)，硬件包括：工控機(jī)、PCL812B2通道插入式數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）和JCZ智能轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀（RS－232），數(shù)據(jù)通訊采用RS－232實(shí)現(xiàn)與西門子S7－200可編程控制器（PLC）的通訊。軟件部分也采用高級(jí)語言VC、VB編程來實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能。由于計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，測試技術(shù)得以和計(jì)算機(jī)技術(shù)深層次結(jié)合，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助測試技術(shù)的不斷進(jìn)步，液壓CAT系統(tǒng)也必將越來越高速、高效，必將向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能化和多樣化的方向發(fā)展。本課題的主要研究內(nèi)容本文主要研究設(shè)計(jì)一個(gè)液壓試驗(yàn)臺(tái)來對(duì)液壓泵和液壓馬達(dá)的性能參數(shù)（如泵和馬達(dá)的容積效率、機(jī)械效率等）進(jìn)行測試，主要工作是液壓泵、馬達(dá)性能測試系統(tǒng)的搭建。第一章緒論部分，介紹本課題的研究背景、意義和主要內(nèi)容，以及液壓試驗(yàn)臺(tái)的研究現(xiàn)狀。第二章進(jìn)行了液壓泵、馬達(dá)性能測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析，介紹了液壓泵、馬達(dá)性能指標(biāo)和測試原理。主要有液壓泵、馬達(dá)的排量驗(yàn)證試驗(yàn)、效率試驗(yàn)、變量特性試驗(yàn)、效率檢查試驗(yàn)等，同時(shí)介紹了液壓試驗(yàn)臺(tái)的加載方法。第三章、第四章主要介紹了液壓動(dòng)力源裝置的設(shè)計(jì)（主要包括液壓泵和電動(dòng)機(jī)的規(guī)格的確定）、液壓元件及液壓輔件的選型等，還有各傳感器的選型。第五章主要介紹了液壓集成塊的優(yōu)點(diǎn)以及本設(shè)計(jì)中液壓集成塊的設(shè)計(jì)。第六章簡要介紹了一下在液壓系統(tǒng)中的壓力損失,包括沿程壓力損失和局部壓力損失。第七章主要介紹了液壓泵、液壓馬達(dá)的試驗(yàn)項(xiàng)目和方法的確定，參照國家相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)液壓泵的性能分析，確定液壓泵和液壓馬達(dá)的試驗(yàn)項(xiàng)目和相應(yīng)的試驗(yàn)方法以及液壓泵和液壓馬達(dá)性能參數(shù)的計(jì)算方法。液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)液壓泵、馬達(dá)性能測試系統(tǒng)原理2.1.1液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)分類液壓泵（馬達(dá)）主要有三種類型：柱塞泵（馬達(dá)）、齒輪泵（馬達(dá)）和葉片泵（馬達(dá)）。試驗(yàn)內(nèi)容各不相同。國標(biāo)（JB/T7039-93－JB/T7044-93）對(duì)液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)條件、試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法有著詳細(xì)的規(guī)定。國標(biāo)中主要是按試驗(yàn)性質(zhì)將液壓泵（馬達(dá)）試驗(yàn)分為型式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)。2.1.2液壓泵、馬達(dá)型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)（一）液壓泵、馬達(dá)型式試驗(yàn)：液壓泵、馬達(dá)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。它的試驗(yàn)條件較為嚴(yán)格。試驗(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)。試驗(yàn)項(xiàng)目主要有：排量驗(yàn)證試驗(yàn)、效率試驗(yàn)、壓力振擺檢查、自吸試驗(yàn)、高溫試驗(yàn)、超速試驗(yàn)、超載試驗(yàn)、滿載試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)，效率檢查試驗(yàn)和外滲漏檢查試驗(yàn)等。（二）液壓泵、馬達(dá)出廠試驗(yàn)：表2.1液壓泵出廠試驗(yàn)項(xiàng)目和方法序號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容和方法1排量試驗(yàn)在最大排量、額定轉(zhuǎn)速、空載壓力下、測試排量2容積效率在額定工況下，測量容積效率3變量特性試驗(yàn)在額定轉(zhuǎn)速下，使被試泵變量機(jī)構(gòu)全行程往復(fù)變化3次4超載試驗(yàn)在最大排量、額定轉(zhuǎn)速、最高壓力或125%的額定壓力（選擇其中高者）工況下，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不少于1min5沖擊試驗(yàn)按型式試驗(yàn)中規(guī)定的相應(yīng)方法進(jìn)行試驗(yàn)，沖擊次數(shù)不少于10次6外滲漏檢查試驗(yàn)在上述全部試驗(yàn)過程中，檢查動(dòng)、靜密封部位，不得有外滲漏注：出廠試驗(yàn)允許用試驗(yàn)轉(zhuǎn)速代替額定速度。試驗(yàn)轉(zhuǎn)速可由企業(yè)根據(jù)試驗(yàn)條件自行確定。表2.2液壓馬達(dá)出廠實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容和方法1容積效率試驗(yàn)在額定轉(zhuǎn)速條件下，分別測量馬達(dá)在空載壓力和額定壓力時(shí)實(shí)際轉(zhuǎn)速、輸入流量或輸出流量和內(nèi)泄流量，計(jì)算容積效率2變量特性試驗(yàn)根據(jù)變量控制方式，在設(shè)計(jì)規(guī)定的條件下，測量不同的控制量與被控制量之間的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)3外滲漏檢查在上述全部試驗(yàn)過程中，檢查動(dòng)、靜密封部位，不得有外滲漏液壓試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)原理1.電動(dòng)機(jī)2.聯(lián)軸器3.單向閥4.被試泵（可做加載泵）5.轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器6.被試馬達(dá)（雙向馬達(dá)）7.電液換向閥8.濾油器9.電動(dòng)機(jī)10.單作用變量泵11.流量傳感器12.壓力傳感器13—溢流閥14.溢流閥15.供油泵16.冷卻器圖2.1液壓試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)原理圖本設(shè)計(jì)采用雙向液壓馬達(dá)以及雙向泵試驗(yàn)系統(tǒng)作為液壓試驗(yàn)臺(tái)的方案，如圖2.1所示。具體規(guī)劃如下：①電動(dòng)機(jī)及供油泵組成整個(gè)液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源裝置，為系統(tǒng)提供動(dòng)力。②溢流閥用于實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的安全閥調(diào)定壓力和測試過程中的加載。③四個(gè)單向閥組成液壓系統(tǒng)的整流回路控制裝置，用以切換試驗(yàn)泵的進(jìn)油和回油的油路，控制被試液壓泵換向及換向速度，提高換向穩(wěn)定性，減小液壓沖擊，實(shí)現(xiàn)被試泵的雙向試驗(yàn)的目的；④換向閥采用手動(dòng)換向閥，用以測試雙向馬達(dá)的各種性能參數(shù)。⑤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(jì)測出；試驗(yàn)泵、馬達(dá)處的參數(shù)由傳感器來測定，并與控制柜中的微機(jī)相連接，將測出的信號(hào)輸出，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析（其中：流量的測定是采用橢圓齒輪流量計(jì)，流量計(jì)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(dá)清晰）。試驗(yàn)系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)范圍為0~31.5MPa，排量是125ml/r,轉(zhuǎn)速是1500r/min。液壓試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)由于液壓系統(tǒng)的特殊工況,本設(shè)計(jì)中液壓試驗(yàn)臺(tái)采用分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即：試驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)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(jié)構(gòu)單獨(dú)設(shè)計(jì)，最后通過油管、電纜線等把各個(gè)部分聯(lián)系起來。采用分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其優(yōu)點(diǎn)在于：使得液壓試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)、制造、裝配簡單、系統(tǒng)維護(hù)方便,并且可提高試驗(yàn)臺(tái)的可靠性。圖2.2液壓試驗(yàn)臺(tái)2.3.1加載方法的選擇研究在液壓元件及系統(tǒng)的試驗(yàn)中都要求對(duì)它們的實(shí)際使用情況、額定工況、超載運(yùn)行工況進(jìn)行模擬和考核。因此必須在充分了解各工況下的負(fù)載變化規(guī)律后，設(shè)計(jì)出合理的負(fù)載模擬裝置和選擇適當(dāng)?shù)臏y試裝置，以達(dá)到能對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象從零見到整機(jī)進(jìn)行全性能的充分檢驗(yàn)和考核。在液壓試驗(yàn)中一般有下列形式的負(fù)載：各種轉(zhuǎn)速下軸上的負(fù)載力矩；各種直線運(yùn)動(dòng)下的負(fù)載力；與位移成比例的彈性負(fù)載；與角位移成比例的鉸鏈力矩負(fù)載；與速度成比例的粘性摩擦負(fù)載；各種阻尼負(fù)載等等?？梢娯?fù)載種類繁多，變化規(guī)律復(fù)雜。為了在試驗(yàn)中作出完善的模擬，在實(shí)際中就出現(xiàn)了各種各樣的加載方法。2.3.2液壓泵試驗(yàn)常用加載方法在液壓泵的很多試驗(yàn)項(xiàng)目中都要求液壓泵在不同壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，以測試其各項(xiàng)參數(shù)，液壓系統(tǒng)的壓力取決于負(fù)載。雖然液壓泵有多種加載方法，但由于液壓泵輸出的是液壓能，所以只能進(jìn)行液壓加載，另外的方法也是將其它能轉(zhuǎn)換為液壓能對(duì)液壓泵進(jìn)行加載。1）機(jī)械加載方法水力測功機(jī)加載:水力測功機(jī)加載是液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)水力測功機(jī)，馬達(dá)輸入液壓能輸出機(jī)械能，水力測功機(jī)通過液壓馬達(dá)為液壓泵加載。水力測功機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能可以避免對(duì)油溫產(chǎn)生影響.水力測功機(jī)加載系統(tǒng)如圖2.3所示。這種加載方式的缺點(diǎn)是要用耐高壓流量傳感器來測量泵的輸出流量，這是很困難的，因此不能作高壓、大功率液壓泵的性能測試。圖2.3水利測功機(jī)加載圖2.4電力加載2）電力加載方法電力加載是液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，馬達(dá)輸入液壓能輸出機(jī)械能，液壓馬達(dá)有負(fù)載，從而給液壓泵加載。發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，油溫不會(huì)產(chǎn)生大的變化。電力加載系統(tǒng)圖如圖2.4所示。電力加載在低速加載時(shí)性能較好，其缺點(diǎn)是要選用發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，能耗較大，不適用于大功率泵的性能測試，應(yīng)用較少。3）液壓加載方法泵的節(jié)流加載這是液壓泵性能測試系統(tǒng)中常用的加載方法，在泵輸出油路中串聯(lián)可變節(jié)流閥或溢流閥，以改變油路阻力，使壓力改變，達(dá)到給被試泵加載的目的。也就是說，只要能使節(jié)流閥口按一定的規(guī)律變化，即可實(shí)現(xiàn)各種規(guī)律變化的負(fù)載模擬。圖2.5所示為液壓泵節(jié)流加載的基本油路。1.函數(shù)發(fā)生器2.放大器3.電液伺服閥或比例閥4.溢流閥5.遠(yuǎn)控閥6.節(jié)流閥7.被試泵圖2.5液壓泵節(jié)流加載原理圖手調(diào)節(jié)流閥或手調(diào)溢流閥加載方法均不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加載，而這兩種加載方式又都可派生出比例加載。比例加載采用計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)經(jīng)比例放大器放大，驅(qū)動(dòng)比例閥實(shí)現(xiàn)加載功能.為了實(shí)現(xiàn)泵的壓力沖擊試驗(yàn)，需要壓力值多次重復(fù)突變。在圖2.6所示油路中，只要給二位二通電磁閥接通、斷開電源，即可獲得壓力的突變。變化的間隔時(shí)間由電磁閥的控制電路調(diào)節(jié)，而壓力值由調(diào)節(jié)節(jié)流口實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電磁閥斷電時(shí)，兩節(jié)流閥并聯(lián)，得到節(jié)流閥A設(shè)定的較低壓力負(fù)載壓力P，當(dāng)電磁閥通電時(shí)，負(fù)載為節(jié)流閥B設(shè)定的較高壓力PZ。圖2.6沖擊試驗(yàn)加載方式2.3.3液壓馬達(dá)試驗(yàn)常用加載方法1.被試泵2.整流油路3.供油泵4.溢流閥5.加載節(jié)流閥圖2.7液壓泵（馬達(dá)）加載油路圖如果將被試泵的動(dòng)力源采用高速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)，則上述油路就變成了雙向液壓馬達(dá)的加載油路了。原來的被試泵就成了加載泵，通過節(jié)流，改變加載泵系統(tǒng)中的壓力，壓力的大小對(duì)應(yīng)著泵軸要求輸入的轉(zhuǎn)矩大小，這就給被試馬達(dá)軸施加了負(fù)載。但此方法只適合于高速液壓馬達(dá)的試驗(yàn)。因?yàn)楫?dāng)被試馬達(dá)低速運(yùn)行時(shí)，加載泵輸出流量小，由于泵本身的容積漏損和其他消耗，將導(dǎo)致系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定，甚至加不上負(fù)載。為此，要求采用如圖2.8所示油路。在加載泵的輸出油路上并聯(lián)補(bǔ)償泵3。當(dāng)被試馬達(dá)低速運(yùn)行時(shí)，就能保證有足夠的流量通過加載溢流閥4，確保加載系統(tǒng)中壓力的建立和穩(wěn)定。為了壓力的穩(wěn)定，有時(shí)在泵輸出油路上還并聯(lián)一定容積的蓄能器。1.被試液壓馬達(dá)；2.加載泵；3.補(bǔ)償泵；4.加載溢流閥；5.壓力表圖2.8液壓馬達(dá)低速試驗(yàn)加載油路圖2.3.4本系統(tǒng)加載方法的確定試驗(yàn)臺(tái)采用單作用變量泵10和雙向馬達(dá)6的油路,試驗(yàn)方案如下圖2.9所示。而對(duì)于雙向液壓馬達(dá)6（擬選用高速馬達(dá)進(jìn)行試驗(yàn)）的加載則采用液壓泵4后接一個(gè)溢流閥13進(jìn)行加載，在泵的輸出油路中串聯(lián)溢流閥13，以改變加載泵系統(tǒng)的中的壓力，壓力的大小則對(duì)應(yīng)著泵軸要求輸入的轉(zhuǎn)矩大小，這就給被試馬達(dá)軸施加了負(fù)載。在加載泵的輸出油路上并聯(lián)補(bǔ)償泵15.當(dāng)被試馬達(dá)低速運(yùn)行時(shí)，就能保證有足夠的流量通過加載溢流閥13，確保加載系統(tǒng)中壓力的建立和穩(wěn)定。圖2.9液壓臺(tái)實(shí)驗(yàn)原理圖液壓泵、馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力源裝置設(shè)計(jì)液壓動(dòng)力源裝置組成液壓動(dòng)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(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成。本設(shè)計(jì)中因?yàn)榱髁考肮β蕽M足系統(tǒng)所需，故未使用蓄能器組件。液壓泵的規(guī)格確定以及與之相匹配的電動(dòng)機(jī)的選定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(hào)元件名稱作用1液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能2原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）驅(qū)動(dòng)液壓泵工作3聯(lián)軸器連接原動(dòng)機(jī)和液壓泵4傳動(dòng)底座安裝和固定液壓泵及原動(dòng)機(jī)液壓泵規(guī)格的確定：（參考圖2.1）液壓泵4：根據(jù)課題要求：液壓試驗(yàn)臺(tái)最大試驗(yàn)壓力為31.5MPa，考慮到壓力損失等因素，一般選用≥35MPa，=40MPa的柱塞泵。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(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、壓力高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛。本設(shè)計(jì)也采用軸向柱塞泵?？紤]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(dòng)、伺服、液控、壓力補(bǔ)償、恒功率等方式。查閱《液壓設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊》，本系統(tǒng)采用A7V160斜軸式軸向柱塞泵。圖3.1斜軸式軸向柱塞泵其參數(shù)如下：表3-2A7V160型號(hào)排量最大壓力MPa轉(zhuǎn)速A7V160160401000～3000滿足課題的設(shè)計(jì)要求。與液壓泵4相匹配的電動(dòng)機(jī)，根據(jù)下式選定：≥(3-1)式中—電動(dòng)機(jī)的額定功率—所選電動(dòng)機(jī)額定功率；—變量柱塞泵的額定壓力；—變量柱塞泵達(dá)到額定壓力時(shí)，輸出的流量；—變量柱塞泵的機(jī)械效率，可取0.7~0.9（當(dāng)較小時(shí)取較小值，當(dāng)較大時(shí)取較大值）。這里，取。式中—變量柱塞泵的排量（單位：）；n—變量柱塞泵的額定轉(zhuǎn)速（單位：）按（式3-1）可得≥則所選電動(dòng)機(jī)的額定功率≥109.4KW，且額定轉(zhuǎn)速要與液壓泵轉(zhuǎn)速相匹配，。查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)（ZBK22007-88）。Y系列電動(dòng)機(jī)是按照國際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國際互換性的特點(diǎn)。則選擇Y315S-4，額定功率為110KW，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速為1480r/min。Y315S-4電動(dòng)機(jī)外形及安裝尺寸如表3.3所示：圖3.2Y315S-4電動(dòng)機(jī)外形及安裝尺寸表3.3Y315S-4電動(dòng)機(jī)外形及安裝尺寸型號(hào)HABCDEFGY315S-450840621680m61702271GDKAAABACADBBHAHD2828120744645576676458651270液壓泵10①泵的工作壓力的確定考慮到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 (3-2)式中—液壓泵最大工作壓力；—執(zhí)行元件最大工作壓力；—進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)簡單系統(tǒng)可取0.2~0.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)取0.5~1.5MPa，本設(shè)計(jì)中取0.5MPa。故取②泵的流量確定液壓泵的最大流量應(yīng)為≥(3-3)式中—液壓泵的最大流量；—同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值；—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取=1.1~1.3，現(xiàn)取=1.2，則③選擇液壓泵的規(guī)格查閱《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊》，選用跟液壓泵4一樣的A7V160斜軸式軸向柱塞泵。與液壓泵10相匹配的電動(dòng)機(jī)的選定：電動(dòng)機(jī)依然選擇Y315S-4，由前面可知，這個(gè)型號(hào)的電動(dòng)機(jī)符合條件，此處不再贅述。液壓泵（供油泵）15：根據(jù)課題要求，供油泵的壓力不需要很大，P=5MPa，排量V>125ml/r。則查閱《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊》，選用YB型葉片泵。圖3.3YB型葉片泵其參數(shù)如下：表3-2YB-C171B型葉片泵參數(shù)型號(hào)排量額定壓力MPa額定轉(zhuǎn)速YB-C171B12971000滿足課題的設(shè)計(jì)要求。與液壓泵15相匹配的電動(dòng)機(jī)，根據(jù)下面公式進(jìn)行選定：≥(3-4)式中—電動(dòng)機(jī)的額定功率—所選電動(dòng)機(jī)額定功率；—葉片泵的額定壓力；—葉片泵達(dá)到額定壓力時(shí)，輸出的流量；—葉片泵的機(jī)械效率，可取0.6～0.8（當(dāng)較小時(shí)取較小值，當(dāng)較大時(shí)取較大值）。這里，取。式中—葉片泵的排量（單位：）；n—葉片泵的額定轉(zhuǎn)速（單位：）按（式3-1）可得≥則所選電動(dòng)機(jī)的額定功率≥18.8KW，且額定轉(zhuǎn)速要與液壓泵轉(zhuǎn)速相匹配，。查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)（ZBK22007-88）。Y系列電動(dòng)機(jī)是按照國際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國際互換性的特點(diǎn)。則選擇Y200L2-6，額定功率為22KW,同步轉(zhuǎn)速為1000r/min，滿載轉(zhuǎn)速為970r/min。Y200L2-6電動(dòng)機(jī)外形及安裝尺寸如表3.4所示：表3.4Y200L2-6電動(dòng)機(jī)外形及安裝尺寸型號(hào)HABCDEFGY200L2-631830513355m1101649KABACADHD19395420315475775電動(dòng)機(jī)以及液壓泵布置方式的選擇3.3.1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(dòng)力源、非上置式液壓動(dòng)力源及柜式液壓動(dòng)力源。柜式液壓動(dòng)力源功率較小，本課題的液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)功率較大，故不考慮柜式液壓動(dòng)力源。下面分別對(duì)上置式和非上置式兩種液壓動(dòng)力源布置方式作一個(gè)比較。（1）上置式液壓動(dòng)力源上置式液壓動(dòng)力源分為臥式液壓動(dòng)力源和立式液壓動(dòng)力源。1）臥式液壓動(dòng)力源：泵組布置在油箱之上的上置式液壓動(dòng)力源，當(dāng)電動(dòng)機(jī)臥式安裝，液壓泵置于油箱之上。特點(diǎn)：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(jìn)油口處產(chǎn)生過大的真空度，造成吸空或氣穴現(xiàn)象。2）立式液壓動(dòng)力源：電動(dòng)機(jī)立式安裝，液壓泵置于油箱內(nèi)，如圖3.4所示。特點(diǎn)：上置式液壓動(dòng)力源占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝動(dòng)力源，噪聲低且便于收集漏油。這種結(jié)構(gòu)在中、小功率液壓站中被廣泛采用。圖3.4上置式液壓動(dòng)力源（2）非上置式液壓動(dòng)力源非上置式液壓動(dòng)力源一般將泵組布置在底座或地基上,如圖3.5所示。特點(diǎn)：非上置式液壓動(dòng)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(dòng)力源裝置高度低，便于維護(hù)，但占地面積大。因此，適用于泵的吸入允許高度受限制，傳動(dòng)功率較大，而使用空間不受限制以及開機(jī)率低，使用時(shí)又要求很快投入運(yùn)行的場所。圖3.5非上置式液壓動(dòng)力源（3）液壓動(dòng)力源裝置的比較上置式及非上置式液壓動(dòng)力源裝置各有特點(diǎn)，現(xiàn)做一比較，列表如下：表3.5上置式與非上置式液壓動(dòng)力源裝置的綜合比較項(xiàng)目上置立式上置臥式非上置式震動(dòng)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(shè)滴油盤需另設(shè)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(dòng)機(jī)有同軸度要求泵與電動(dòng)機(jī)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(yán)格泵與電動(dòng)機(jī)有同軸度要求;吸油管與泵的連接處密封要求嚴(yán)格應(yīng)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(dòng)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(shè)計(jì)的液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)功率較大，故采用：非上置式液壓動(dòng)力源。3.3.2液壓泵組連接方式的選擇確定液壓泵組連接方式，實(shí)際上是要考慮液壓泵與原動(dòng)機(jī)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(fù)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(qū)動(dòng)型連接和間接驅(qū)動(dòng)連接。液壓泵經(jīng)聯(lián)軸器或采用花鍵連接由原動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，稱為直接驅(qū)動(dòng)型連接。如果液壓泵不能經(jīng)聯(lián)軸器由原動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，而需要通過齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)或皮帶傳動(dòng)間接驅(qū)動(dòng)，則稱為間接驅(qū)動(dòng)連接。本課題設(shè)計(jì)中液壓泵組采用的是電動(dòng)型的驅(qū)動(dòng)方式，即以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。故考慮直接驅(qū)動(dòng)型連接。下面對(duì)直接驅(qū)動(dòng)型連接中兩種連接方式的特點(diǎn)作一個(gè)比較：（1）聯(lián)軸器連接適用場合：泵組在結(jié)構(gòu)上一般不能承受額外的徑向和軸向載荷，并且使泵軸與驅(qū)動(dòng)軸之間嚴(yán)格對(duì)中，軸線的同軸度誤差不大于0.08（2）花鍵連接原動(dòng)機(jī)與液壓泵之間采用特殊的軸端帶花鍵連接孔的原動(dòng)機(jī)，將泵的花鍵軸直接插入原動(dòng)機(jī)軸端。此種連接方式在省去聯(lián)軸器的同時(shí)，還可以保證兩軸間的同軸度。（3）聯(lián)軸器的選擇本課題設(shè)計(jì)中，液壓泵的泵軸與電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸之間需要嚴(yán)格對(duì)中，同軸度要求較高，故采用：聯(lián)軸器連接。通過計(jì)算后，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，選用型號(hào)為HT8彈性套柱銷聯(lián)軸器和HT10彈性套柱銷聯(lián)軸器。3.3.3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(duì)四種安裝方式作一個(gè)比較。（1）角形支架臥式安裝如圖3.6，液壓泵直接裝在角形支架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(dòng)機(jī)（Y90L-4-1）相連。液壓泵與電動(dòng)機(jī)的同軸度需通過在電動(dòng)機(jī)底座下和角形支架上加裝的調(diào)整墊片來實(shí)現(xiàn)。圖3.6角形支架臥式安裝（2）鐘形罩立式安裝如圖3.7，通過液壓泵（YB1-32）上的軸端法蘭實(shí)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(dòng)機(jī)（Y112M-685）連接，依靠鐘形罩上的止口保證液壓泵與電動(dòng)機(jī)的同軸度。此種方式安裝和拆卸均較方便。圖3.7鐘形罩立式安裝（3）腳架鐘形罩臥式安裝如圖3.8所示，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。1-電動(dòng)機(jī)2-腳架3-液壓泵圖3.8腳架鐘形罩臥式安裝（4）支架鐘形罩臥式安裝如圖3.9所示，這種安裝方式中，電動(dòng)機(jī)（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(dòng)機(jī)一并安裝再基座上。液壓泵與電動(dòng)機(jī)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3.9支架鐘形罩臥式安裝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(dòng)力源的方案，故采用：支架鐘形罩臥式安裝。3.3.4液壓泵液壓泵組的傳動(dòng)底座在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，還應(yīng)考慮檢修的方便性。要在合適的部位設(shè)置滴油盤，以防油液污染工作場地。圖3.10T形槽安裝底板如圖3.10所示，本設(shè)計(jì)采用T形槽安裝底板,液壓泵組可安裝固定在上面，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(nèi)，防止了油液污染試驗(yàn)場地。試驗(yàn)完畢后，可以擦除油槽內(nèi)收集的油液，保持了場地的清潔。本設(shè)計(jì)中T形槽安裝底板的尺寸：長1.85米，寬1米液壓元件的選型以及測量裝置的選型液壓馬達(dá)的選型已知馬達(dá)參數(shù)：V=125ml/r，P=31.5MPa，n=1500r/min，參閱《液壓設(shè)計(jì)手冊》，選用A6V型斜軸式柱塞馬達(dá)。其具體參數(shù)為：表4.1A6V型斜軸式柱塞馬達(dá)參數(shù)型號(hào)排量（ml/r）壓力/MPa最高轉(zhuǎn)速（r/min）最大轉(zhuǎn)矩A6VM160最大最小額定最高4500809/1016160333540圖4.1A各種控制閥的選型4.2.1換向閥根據(jù)q=Vn=125ml/r×1500r/min=187.5l/min，查閱《液壓設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊》選擇WEH10型電液換向閥，圖4.2WEH10型電液換向閥外形尺寸圖4.2.2溢流閥根據(jù)q=Vn=125ml/r×1500r/min=187.5l/min，查閱《液壓設(shè)計(jì)手冊》，選擇DBD型直動(dòng)溢流閥。其通徑：20工作壓力：P：40MPa；O：31.5MPa流量：250介質(zhì)：礦物液壓油或磷酸酯液壓油其外形尺寸如圖4.3所示：圖4.3溢流閥外形通徑/mm連接板閥固定螺釘L1L2L3L4L530G306/1M10╳110-10.91805.52513085L6L7L8B1B2H1H235358510013060904.2.3單向閥根據(jù)q=Vn=125ml/r×1500r/min=187.5l/min，查閱《液壓設(shè)計(jì)手冊》，選擇其外形尺寸如下：圖4.4單向閥外形尺寸表4.2單向閥的外形尺寸參數(shù)通徑/mm尺寸/mmB1B2L1L2L3L4H1H2閥固定螺釘（GB70-85）3012096.812884.22842.1160.5484-M10長70-截止閥根據(jù)課題中所要求流量，查閱《液壓設(shè)計(jì)手冊》，選擇YJF-L20H,其外形尺寸如下：圖4.5截止閥外形尺寸其參數(shù)如下表：表4.3截止閥的各種參數(shù)型號(hào)HmaxhLdDMYJF-L20H202100120Ф60Ф120M27×24.3過濾器4.3.1過濾器的選用以及規(guī)格的確定（1）過濾器的種類按照過濾器在液壓系統(tǒng)中安放部位的不同，過濾器有很多種類。本設(shè)計(jì)中用到的有高壓過濾器和回油過濾器，其作用如表4.3所示。表4.4系統(tǒng)中采用過濾器的類型及作用序號(hào)類型作用1高壓過濾器保護(hù)液壓泵以外的液壓元件2回油過濾器濾除液壓元件磨損后生成的污物（2）過濾器的過濾精度過濾器額主要性能指標(biāo)有：過濾精度（濾處各種不同尺寸的污染顆粒的能力）、壓降特性和納垢容量（壓力降達(dá)到其規(guī)定限值之前，可以濾除并容納的污染物數(shù)量）。按照過濾精度的不同，過濾器又可分為粗過濾器、普通過濾器、精過濾器和特精過濾器等4類，各類的過濾精度及其使用的液壓系統(tǒng)見表4.4。表4.5各類過濾器的過濾精度（單位：μm）類型過濾精度適用系統(tǒng)及元件粗過濾器≥100重型設(shè)備、低壓液壓系統(tǒng)普通過濾器10~100機(jī)床、液壓機(jī)、船舶等設(shè)備的液壓系統(tǒng)，齒輪泵、葉片泵，一般液壓閥、疊加閥、插裝閥等精過濾器5~10一般電液伺服、比例液壓系統(tǒng)、柱塞泵、工業(yè)伺服閥、比例閥特精過濾器1~5航空航天設(shè)備、飛船的精密電液伺服系統(tǒng)、高性能伺服閥等本課題設(shè)計(jì)的液壓試驗(yàn)臺(tái)屬于精度要求比較高的液壓設(shè)備，系統(tǒng)壓力也較高，故選用精過濾器。一般液壓系統(tǒng)的回油管路和壓油管路都使用精過濾器。查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，推薦系統(tǒng)壓力大于14~20MPa的重型設(shè)備液壓系統(tǒng)采用過濾精度為20的過濾器。（3）過濾器濾芯的選擇過濾器的工作能力，取決于濾芯的有效過濾面積、濾芯本身的性能、油的粘度與溫度、過濾前后油的壓力差以及油中固體顆粒的含量。過濾器出入口壓差越大，阻力越小時(shí)，過濾器的出油能力越大。油液流經(jīng)濾芯的速度越低，表面壓力越小，則過濾精度越高。應(yīng)盡可能選擇液壓阻力小的濾芯，以延長濾芯的濾清周期。過濾器的設(shè)計(jì)主要根據(jù)工作壓力和過濾精度的要求選擇濾芯材料，按所要求的流量及選擇的濾芯材料來計(jì)算過濾面積。過濾器的濾芯有很多類型，查閱《液壓設(shè)計(jì)手冊》，本設(shè)計(jì)中選擇型號(hào)為ZU1-H63×200FP的ZU型紙質(zhì)過濾器。其參數(shù)為：流量：63L/min壓力：32MPa精度圖4.6ZU型紙質(zhì)過濾器表4.6紙質(zhì)過濾器的特點(diǎn)及用途類型特點(diǎn)過濾精度/mm壓差/MPa用途紙質(zhì)過濾器濾芯由厚0.35～0.70.005~0.030.35用于精過濾，可在38MPa高壓下工作由表中可以看出：紙質(zhì)過濾器的過濾精度很高，可在較高壓力下使用，完全滿足本設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)的要求。但容易阻塞，使用時(shí)需要時(shí)常清洗及更換濾芯。4.3.2過濾器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置過濾器可以安裝在液壓系統(tǒng)中的許多地方，每個(gè)安裝方式都有各自的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中過濾器在液壓系統(tǒng)的使用有一處：過濾器安裝在液壓泵的吸油管路上。圖4.7濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置冷卻器的設(shè)置液壓系統(tǒng)工作時(shí)，因各種損失，有時(shí)使液壓油液產(chǎn)生大量的熱量，直接影響系統(tǒng)的正常工作，這些熱量單憑一般的液壓油箱散發(fā)是不夠的。因此，需設(shè)置冷卻設(shè)備。液壓系統(tǒng)中冷卻器的常用冷卻方式有水冷和風(fēng)冷兩種。本設(shè)計(jì)中采用的是型號(hào)為2LQFWA-12F水冷式油冷卻器（圖4.8），并安裝在油箱旁邊。圖4.82LQFWA-12F水冷式油冷卻器油箱的選擇通常油箱可分為整體式油箱、兩用油箱和獨(dú)立油箱3類。獨(dú)立油箱是應(yīng)用最為廣泛的一類油箱，最常用于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，它通常做成矩形的，也有圓柱形的或油罐形的。其優(yōu)點(diǎn)在于：獨(dú)立油箱的熱量主要通過油箱壁靠輻射和對(duì)流作用散發(fā)，油箱散熱性較好。故采用該種油箱。油箱還有開式油箱與閉式油箱之分。開式油箱應(yīng)用最廣，油箱中液面與大氣相通，為減少污染，油箱頂蓋上應(yīng)設(shè)置通氣過濾器（圖4.9）。本設(shè)計(jì)中也采用開式油箱。1.清洗孔法蘭蓋2.油箱體3.放油孔4.回油口5.濾氣網(wǎng)6.隔板7.油箱底8.液壓泵吸油口9.液壓泵安裝臺(tái)10.吸油過濾器11.液位計(jì)12.通氣過濾器圖4.9開式油箱油箱的容量是油箱的最基本參數(shù)。油箱的容量通常為液壓泵每分鐘排出體積額定值的3～5倍。對(duì)于安裝位置受到限制的行走機(jī)械和設(shè)置冷卻裝置的設(shè)備,油箱的容量可選擇偏小值,對(duì)于固定設(shè)備,空間位置不受限制及沒有冷卻裝置,依靠油箱散熱的設(shè)備,則應(yīng)選擇偏大值。根據(jù)油箱容量經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)定，在本設(shè)計(jì)中，Q≥3q=1440L,則選擇Q=1600L的油箱，同時(shí)長1600mm，寬1000mm，高1000mm。各種測量裝置的選擇4.6.1流量傳感器的選型如圖4.10所示，本設(shè)計(jì)選用橢圓齒輪流量計(jì)，其基本參數(shù)為：型號(hào)：LC-A40介質(zhì)溫度：-20℃~+公稱壓力：1.6MPa脈沖當(dāng)量：0.1L/P準(zhǔn)確度等級(jí)：0.2流量范圍：2.5~15L/m3介質(zhì)粘度：2—200MPa圖4.10橢圓齒輪流量計(jì)4.6.2壓力傳感器的選型壓力傳感器是將流體壓力轉(zhuǎn)換為電參量的轉(zhuǎn)換器件，它能感受流體壓力的變化并能把其轉(zhuǎn)換為與壓力成一定關(guān)系的電信號(hào)輸出。其典型結(jié)構(gòu)由感壓元件，以及內(nèi)部激勵(lì)電路等組成。感壓部分直接承受被測壓力的作用;轉(zhuǎn)換部分將被測壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；激勵(lì)部分則供給傳感器穩(wěn)定電源，因?yàn)槎鄶?shù)傳感器都是“無源”的，必須外加恒壓電源。本設(shè)計(jì)中選擇型號(hào)為JYB-KH的精巧型壓力傳感器。圖4.11壓力傳感器外形尺寸其主要技術(shù)參數(shù)如下：輸出形式：4~20mADC供電電源：+24VDC準(zhǔn)確度：±0.5%介質(zhì)溫度：-20℃環(huán)境溫度：-10℃響應(yīng)時(shí)間：≥30ms過載壓力：2倍過程連接：M20×1.5外螺紋4.6.3轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的選型本設(shè)計(jì)中選擇GB-DTS系列扭矩傳感器.圖4.12轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器圖4.13標(biāo)準(zhǔn)扭距傳感器外形尺寸圖主要性能及電氣指標(biāo)：扭矩精度：＜±0.5%F·S＜±0.3%F·S＜±0.1%F·S頻率響應(yīng)：100μs非線性：＜±0.2%F·S重復(fù)性：＜±0.1%F·S回差：＜0.1%F·S零點(diǎn)時(shí)漂：＜0.2%F·S零點(diǎn)溫漂：＜0.2%F·S/10輸出阻抗：350Ω±1Ω、700Ω±3Ω、1000Ω±5Ω（可選）絕緣阻抗：>500MΩ靜態(tài)超載：120%150%200%(可選)使用溫度：－10℃～儲(chǔ)存溫度：－20℃～電源電壓：±15V±5%總消耗電流：＜200mA頻率信號(hào)輸出：5KHZ—15KHZ額定扭矩：10KHZ±5kHZ（正反雙向測量值）信號(hào)占空比：（50±10）%液壓試驗(yàn)臺(tái)控制裝置設(shè)計(jì)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(gè)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集成。5.1.1有管集成有管集成是液壓技術(shù)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(diǎn)：連接方式簡單，不需要設(shè)計(jì)和制造油路板或油路塊。缺點(diǎn)：當(dāng)組成系統(tǒng)的控制元件較多時(shí)，要求有較多的管子和管接頭，上下交叉，縱橫交錯(cuò)。占用空間加大，從而使整個(gè)系統(tǒng)布置相當(dāng)不便，安裝維護(hù)和故障診斷困難系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，壓力損失大，且容易產(chǎn)生泄漏，混入空氣及振動(dòng)噪聲等不良現(xiàn)象。5.1.2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(nèi)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(shí)現(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)：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(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)中液壓試驗(yàn)臺(tái)的控制裝置采用無管集成。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?zhǔn)健B加閥式和插裝式等五種主要形式。本設(shè)計(jì)中液壓控制裝置選用的是塊式集成的形式。5.2.1塊式集成的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(dá))的管接頭外，其余3面安裝標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)部的通道孔實(shí)現(xiàn)，塊的上下兩面為塊間疊積結(jié)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(gè)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(shí)現(xiàn)，如圖5.1所示。1.單泵或雙泵供油進(jìn)口2.集成塊前面3.集成塊左側(cè)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(guān)12.二位二通電磁換向閥13.調(diào)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(cè)面19、20.雙、單泵供油進(jìn)油口21.基塊圖5.1塊式集成液壓控制裝置的結(jié)構(gòu)5.2.2塊式集成的優(yōu)點(diǎn)塊式集成有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）可簡化設(shè)計(jì)可用標(biāo)準(zhǔn)元件按典型動(dòng)作組成單元回路塊，選取適當(dāng)?shù)幕芈穳K疊積于一體，即可構(gòu)成所需液壓控制裝置，故可簡化設(shè)計(jì)工作。（2）設(shè)計(jì)靈活、更改方便因整個(gè)液壓系統(tǒng)由不同功能的單元回路塊組成，當(dāng)需要更改系統(tǒng)、增減元件時(shí)，只需更換或增減單元回路塊即可實(shí)現(xiàn)，所以設(shè)計(jì)時(shí)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(gè)平面及各種孔的加工。與前述油路板相比，集成塊尺寸要小得多，因此平面和孔道的加工比較容易，便于組織專業(yè)化生產(chǎn)和降低成本。（4）結(jié)構(gòu)緊湊、裝配維護(hù)方便由于液壓系統(tǒng)的多數(shù)油路等效成了集成塊內(nèi)的通油孔道，所以大大減少了整個(gè)液壓裝置的管路和管接頭數(shù)量，使得整個(gè)液壓控制裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，外形整齊美觀，便于裝配維護(hù)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)泄漏少，穩(wěn)定性好。（5）系統(tǒng)運(yùn)行效率較高由于實(shí)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(yùn)行時(shí)，壓力損失小，發(fā)熱少，效率較高。塊式集成的主要缺點(diǎn)：集成塊的孔系設(shè)計(jì)和加工容易出錯(cuò)，需要一定的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。塊式集成設(shè)計(jì)靈活、更改方便；易于加工、專業(yè)化程度高；結(jié)構(gòu)緊湊、裝配維護(hù)方便；系統(tǒng)運(yùn)行效率較高，但塊式集成的集成塊的孔系設(shè)計(jì)較難，需要一定的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)，故設(shè)計(jì)時(shí)需小心謹(jǐn)慎。液壓集成塊的設(shè)計(jì)（1）把“液壓試驗(yàn)臺(tái)原理圖”（圖2.9）的回路劃分為若干單元回路，每個(gè)單元回路一般由三至四個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設(shè)計(jì)液壓單元集成回路時(shí)，優(yōu)先選用通用液壓壓單元集成回路，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。本設(shè)計(jì)中集成快的回路比較復(fù)雜，所以采用液壓單元集成回路單獨(dú)設(shè)計(jì)的方法。（2）把各液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路，液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)的液壓集成回路請見圖紙。本設(shè)計(jì)中液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)的液壓集成塊共由2塊組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成，和液壓回路進(jìn)行比較后，分析出的工作原理與原理圖相同，說明液壓集成回路能夠達(dá)到正常工作的目的。圖5.2集成塊1的孔道關(guān)系圖5.3集成塊2液壓元件孔道關(guān)系設(shè)計(jì)專用集成塊時(shí)，要注意其高度應(yīng)比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm，以避免上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊的緊固。本設(shè)計(jì)中與液壓油管連接的液壓油孔采用米制管螺紋。液壓試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)壓力損失估算液壓系統(tǒng)壓力估算方法由于流動(dòng)液體具有粘性，以及液體流動(dòng)時(shí)突然轉(zhuǎn)彎和通過閥口會(huì)產(chǎn)生相互撞擊和出現(xiàn)漩渦等，液體流動(dòng)時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生阻力。為了克服阻力，液體流動(dòng)時(shí)需要損耗一部分能量。這種能量損失可用液體的壓力損失來表示。液體壓力損失有兩部分組成：沿程壓力損失和局部壓力損失。6.1.1沿程壓力損失紊流時(shí)計(jì)算沿程壓力損失的公式與層流時(shí)的相同，即 (6-1)式中—管道長度（）；—管道內(nèi)徑（）；—管內(nèi)液壓油的密度（）；—管內(nèi)平均流速（）；—沿程阻力系數(shù)。紊流時(shí)的沿程壓力阻力系數(shù)可以根據(jù)油液不同從手冊中查得。6.1.2局部壓力損失液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突然變化的截面以及閥口等處時(shí)，液體流速的大小和方向?qū)⒓眲“l(fā)生變化，因而會(huì)產(chǎn)生漩渦。并發(fā)生強(qiáng)烈的紊動(dòng)現(xiàn)象，于是產(chǎn)生流動(dòng)阻力，因此造成的壓力損失稱為局部壓力損失。液流經(jīng)過上述局部裝置時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)很復(fù)雜，影響的因素也很多，局部壓力損失值初少數(shù)情況能從理論上分析和計(jì)算外，一般都依靠實(shí)驗(yàn)測得各類局部障礙的阻力系數(shù)，然后進(jìn)行計(jì)算。局部壓力損失計(jì)算一般按如下算式 (6-2)式中—管內(nèi)液壓油的密度（）；—管內(nèi)平均流速（）；—局部阻力系數(shù)，局部阻力系數(shù)可以根據(jù)管道入口處和出口處的不同形式或者擴(kuò)大和縮小形式從手冊中查得。6.1.3液壓系統(tǒng)總壓力損失在求出液壓系統(tǒng)中各段管路的沿程壓力損失和各局部壓力損失后，整個(gè)液壓系統(tǒng)的總壓力損失應(yīng)為所有沿程壓力損失和所有局部壓力損失之和，即 (6-3)或(6-4)液壓泵、馬達(dá)性能試驗(yàn)7.1液壓泵(馬達(dá))性能試驗(yàn)項(xiàng)目的確定由于不同類型的液壓泵（馬達(dá)）有不同的測試方法標(biāo)準(zhǔn)，即使是同一類型、不同額定壓力的液壓泵的測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)行性能測試或?qū)ζ渲泄餐捻?xiàng)目進(jìn)行測試。根據(jù)前一節(jié)所述的試驗(yàn)內(nèi)容，參照各類液壓泵試驗(yàn)的國家標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮現(xiàn)有的試驗(yàn)條件確定試驗(yàn)項(xiàng)目為：氣密性檢查、排量驗(yàn)證試驗(yàn)、效率試驗(yàn)、自吸試驗(yàn)、高溫試驗(yàn)、超速試驗(yàn)、超載試驗(yàn)、滿載試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)和效率檢查試驗(yàn)。7.1.1排量驗(yàn)證試驗(yàn)按GB7936的規(guī)定進(jìn)行。GB7936規(guī)定排量驗(yàn)證試驗(yàn)分為以下幾步：第一，使液壓泵空載，即使液壓泵的負(fù)載為零，或液壓泵的輸出壓力不超過額定壓力的5%或不超過0.5MPa；第二，在液壓泵的最低許用轉(zhuǎn)速到額定轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)設(shè)定均勻的5檔轉(zhuǎn)速，測量每檔轉(zhuǎn)速n下泵的流量ｑ；第三，計(jì)算泵的空載排量。7.1.2效率試驗(yàn)按照國標(biāo)JB/T7042—93規(guī)定，效率試驗(yàn)主要有以下幾步：（1）在最大排量、額定轉(zhuǎn)速下，使被試泵的出口壓力逐漸增加至額定壓力的25%左右。待測試狀態(tài)穩(wěn)定后，測量與效率有關(guān)的數(shù)據(jù)；（2）按上述方法，使被試泵的出口壓力約為額定壓力的40%、55%、70%、80%、100%時(shí)，分別測量與效率有關(guān)的數(shù)據(jù)；（3）轉(zhuǎn)速約為額定轉(zhuǎn)速的100%、85%、70%、55%、40%時(shí)，在上述各試驗(yàn)壓力點(diǎn)，分別測量與效率有關(guān)的數(shù)據(jù)；（4）繪出等效率特性曲線圖或繪出性能曲線圖；（5）額定轉(zhuǎn)速下，進(jìn)口油溫為20~35℃和70~80℃時(shí)，分別測量空載壓力至額定壓力范圍內(nèi)至少6個(gè)等分壓力點(diǎn)的容積效率；（6）繪出效率、流量、功率隨壓力變化的特性曲線圖。圖7.1容積效率曲線圖7.2總效率曲線7.1.3沖擊試驗(yàn)（一）定量和手動(dòng)變量泵在最大排量、額定轉(zhuǎn)速下，沖擊頻率為10~30次/min，沖擊波形符合圖7.3規(guī)定，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（二）恒功率變量泵在40%額定功率額定轉(zhuǎn)速下，沖擊頻率為10~30次/min，沖擊波形符合圖7.4規(guī)定，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（三）恒壓變量泵額定轉(zhuǎn)速、額定壓力、流量在10%qvmax≤q≤80%qvmax之間連續(xù)進(jìn)行恒壓段沖擊（階躍）循環(huán)試驗(yàn)，其波形如圖7.2所示。圖7.3沖擊波形圖圖7.4沖擊波形圖（四）其他變量型式按最大功率的的變量特性或用戶要求試驗(yàn)。做沖擊試驗(yàn)時(shí)，被試泵的出口油溫為30℃～60℃。7.1.4變量特性試驗(yàn)（一）恒功率變量泵恒功率變量泵的特性試驗(yàn)主要有以下幾步：（1）最低壓力轉(zhuǎn)換點(diǎn)的測定：調(diào)節(jié)變量機(jī)構(gòu)使被試泵處于最低壓力的轉(zhuǎn)換狀態(tài)，測量泵出口壓力；（2）最高壓力轉(zhuǎn)換點(diǎn)的測定：調(diào)節(jié)變量機(jī)構(gòu)使被試泵處于最高壓力轉(zhuǎn)換狀態(tài)，測量泵出口壓力；（3）恒功率特性的測定：根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)節(jié)變量機(jī)構(gòu)，測量壓力、流量相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，繪制恒功率特性曲線（壓力–流量特性曲線）圖，見圖7.5；（4）其他特性按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行試驗(yàn)（二）恒壓變量泵恒壓靜特性試驗(yàn)：最大排量、額定轉(zhuǎn)速下加載，繪制不同調(diào)定壓力下的流量–壓力特性曲線。如下圖7.6所示：調(diào)定壓力：33%pn、66%pn、100%pn輸出流量：0100%qv2注：①上下行曲線分別不得少于10個(gè)點(diǎn)；②試驗(yàn)系統(tǒng)中的安全閥不得開啟；③pn——額定壓力。（三）其他型變量泵按圖樣及其技術(shù)要求或用戶要求進(jìn)行試驗(yàn)圖7.5壓力–流量特性曲線圖7.6壓力–流量特性曲線7.1.5其他試驗(yàn)項(xiàng)目其它試驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)簡單，本文不再詳細(xì)敘述。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：(1)氣密性檢查和跑合氣密性檢查和跑合應(yīng)該在試驗(yàn)前進(jìn)行氣密性檢查：在被試泵內(nèi)腔充滿壓力為0.16MPa的干凈氣體，浸沒在防銹液中停留1min以上。跑合：在額定轉(zhuǎn)速或試驗(yàn)轉(zhuǎn)速下，從空載壓力開始逐級(jí)加載，分級(jí)跑合。跑合時(shí)間和壓力分級(jí)根據(jù)需要確定，其中額定壓力（變量泵為70%節(jié)流壓力）下跑合時(shí)間不少于2min。(2)壓力振擺試驗(yàn)在最大排量、額定壓力、額定轉(zhuǎn)速工況下，觀察并記錄泵出口壓力振擺值。(3)自吸試驗(yàn)在最大排量、額定轉(zhuǎn)速、空載壓力工況下，測量吸入口真空度為零時(shí)的排量，以此為基準(zhǔn)，逐漸增加吸入阻力，直至排量下降1%時(shí)，測量其真空度。(4)低溫試驗(yàn)使被試泵和進(jìn)口油溫處于－20℃(5)高溫試驗(yàn)在額定工況下，進(jìn)口油溫為90℃(6)超速試驗(yàn)在額定轉(zhuǎn)速的115%工況下，分別在額定壓力和空載壓力下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15min。試驗(yàn)時(shí)被試泵的進(jìn)口油溫為30℃～60(7)超載試驗(yàn)在30℃～60(8)滿載試驗(yàn)在額定壓力、額定轉(zhuǎn)速下做連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。試驗(yàn)時(shí)被試泵的進(jìn)口油溫為30℃～60(9)效率檢查試驗(yàn)測量額定壓力、額定轉(zhuǎn)速下的容積效率和總效率。7.2液壓泵（馬達(dá)）性能參數(shù)的確定及試驗(yàn)方法7.2.1液壓泵性能表達(dá)式及參數(shù)試驗(yàn)油路是為一定的試驗(yàn)?zāi)康姆?wù)的，離不開具體的試驗(yàn)內(nèi)容，要求測試液壓泵的各種性能指標(biāo)，而這些指標(biāo)又與各種參數(shù)有關(guān)。有關(guān)液壓泵的主要性能表達(dá)式有：排量：(7-1)式中q為泵輸出的實(shí)際流量(L/min)；n為泵軸轉(zhuǎn)速(r/min)；泵的空載排量Vi為空載時(shí)測出的排量最大值。泵軸輸入的理論轉(zhuǎn)矩T:(7-2)其中為泵的出口壓力（MPa），為泵的進(jìn)口壓力（MPa）。容積效率：(7-3)機(jī)械效率：(7-4)泵軸輸入功率：(7-5)其中為泵軸輸入轉(zhuǎn)矩（）;n為泵的轉(zhuǎn)速（r/min）泵的輸出功率：(7-6)其中為泵的進(jìn)出口壓力差(MPa),q為泵實(shí)際輸出流量(L/min).總效率：(7-7)實(shí)際輸出流量q：(7-8)漏損流量：(7-9)7.2.2液壓馬達(dá)性能表達(dá)式及參數(shù)液壓馬達(dá)的排量：(7-10)在空載條件下測出的流量和轉(zhuǎn)速，即認(rèn)為是液壓的空載排量。泵的空載排量為空載時(shí)測出的排量最大值。泵軸輸入的理論轉(zhuǎn)矩(7-11)其中為泵的出口壓力(MPa)；為泵的進(jìn)口壓力(MPa)。容積效率：(7-12)或者(7-13)機(jī)械效率：(7-14)因?yàn)闉橐簤厚R達(dá)軸輸出轉(zhuǎn)矩(N.m)；為在沒有漏損和摩擦損失的情況(理想情況)下，為克服液壓馬達(dá)負(fù)載而輸入的“液壓轉(zhuǎn)矩”。(7-15)其中為液壓馬達(dá)本身內(nèi)部摩擦等造成的阻力矩。所以(7-16)總效率：(7-17)總結(jié)隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助測試系統(tǒng)(CAT系統(tǒng))正越來越廣泛地應(yīng)用于液壓測試領(lǐng)域。CAT技術(shù)是計(jì)算機(jī)與常規(guī)測試系流結(jié)合的一門綜合性技術(shù)。運(yùn)用CAT技術(shù)可以提高系統(tǒng)的測試精度及測量速度，且能增強(qiáng)控制與數(shù)據(jù)處理能力，這是液壓試驗(yàn)臺(tái)將來的發(fā)展趨勢。在本次設(shè)計(jì)中，我設(shè)計(jì)了液壓試驗(yàn)臺(tái)的液壓系統(tǒng)部分，在參照了液壓泵和液壓馬達(dá)標(biāo)準(zhǔn)后，確定了液壓試驗(yàn)臺(tái)的總體方案；進(jìn)行了液壓元件的計(jì)算、選型和設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)了液壓試驗(yàn)臺(tái)的“心臟”部分——液壓控制裝置，即液壓集成塊。通過這次設(shè)計(jì)的研究工作，初步熟悉了進(jìn)行科研工作的程序，基本掌握了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行理論分析、研究和開發(fā)的思路與方法，為今后的實(shí)際工作打下了良好的基礎(chǔ)。特別是增強(qiáng)了自己對(duì)液壓方面的認(rèn)知能力，初步掌握了理論和實(shí)踐相結(jié)合的科研方法。當(dāng)然，在課題研究工作中的一些不足，還需要在以后的工作中加以改進(jìn)和補(bǔ)充。參考文獻(xiàn)楊超.基于虛擬儀器的液壓泵/馬達(dá)的性能測試系統(tǒng)研究[D].燕山大學(xué),2006.雷天覺.新編液壓工程手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.譚尹耕.液壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備與測試技術(shù)（修訂版）[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1997.楊培元,朱福元.主編.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.路甬祥.液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.張利平.液壓傳動(dòng)與控制[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2005.陳啟松.液壓傳動(dòng)與控制手冊[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2006.Hoffman,EdwardG.Jigandfixturedesign[M].Thomson/DelmarLearning,2004.Lambeck,RaymondP.,\o"Hydraulicpumpsandmotors:selectionandapplicationforhydraulicp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