液压泵性能测试实验台设计.pdf

2 0 1 1年 l 0月 第 3 9卷 第 2 0期 机床与液压 MAC HI NE TOOL ＆ HYDRAUL I CS 0c t ． 2 01 l Vo l _ 3 9 No ． 2 0 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 2 0 ． 0 2 8 液压泵性能测试实验台设计 郑 明辉 ，江 吉彬 ，郭螵 1 ．福建工程学院机 电及 自动化工程 系，福建福州 3 5 0 1 0 8 ； 2 ．泊姆克 天津液压有限公司，天津 3 0 0 4 6 1 摘要液压泵作为液压系统的动力元件，是工程机械产品的重要部件之一。液压泵性能测试实验台是进行液压泵产品 质量检测的必要设备，是泵产品质量监控的主要保障。设计了液压泵性能测试实验台，介绍液压系统组成、工作原理和特 点，并进行了数据测试及分析。 关 键词 液压泵 ；性能测试 ；实 验台 中图分类号 T H 3 2 5 文献标识码 B 文章编 号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 2 0 0 7 63 De s i g n o f Pe r f o r ma n c e Te s t Be nc h f o r Hy d r a ul i c Pump Z HE NG Mi n g h u i ，J I ANG J i b i n ，GUO Bi a o 1 ． D e p a r t m e n t o f E l e c t r o me c h a n i e a l a n d A u t o m a t i o n E n g i n e e r i n g ，F u j i a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， F u z h o u F u j i a n 3 5 0 1 0 8 ，C h i n a ；2 ． P e r mc o T i a n j i n H y d r a u l i c I n c 。 ，L t d ，T i a n j i n 3 0 0 4 6 1 ，C h i n a Ab s t r a c t Hy d r a u l i c p u mp a s h y d r a u l i c s y s t e m s p o we r p a r t ， i s o n e o f i mp o r t a n t p a r t s o f e n g i n e e r i n g ma c h i n e r y p r o d u c t ． T h e h y d r a u l i c p u mp p e r f o r ma n c e t e s t b e n c h i s t h e n e c e s s a r y d e v i c e f o r h y d r a u l i c p u mp p r o d u c t q u a l i t y e x a mi n a t i o n w h i c h i s t h e ma i n s a f e g u a r d o f p u mp p r o d u c t q u a l i t y ．A h y d r a u l i c p u mp p e rf o r ma n c e t e s t b e n c h w a s d e s i g n e d ． T h e c o mp o s i t i o n， w o r k i n g p rin c i p l e a n d c h a r a e t e r i s t i e s o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m we r e i n t r o d u c e d ． Da t a t e s t a n d a n aly s i s w e r e c a r r i e d o n ． Ke y wo r d sHy d r a u l i c p u mp； P e rf o rm a n c e t e s t ；Be n c h 液压泵作为液压系统的动力元件，将原动机输入 的机械能转换为压力 能输出，为执行元件提供压力 油 。液压泵 工 作可 靠 ，在 液 压 系统 中得 到 了广 泛应 用，其性能品质直接影响到设备中液压系统的工作可 靠性 ，在液压传动中占有极其重要的地位。液压泵计 算机辅助测试 C o m p u t e r A i d e d T e s t ，简称液压泵 C A T，所涉及的范围包括液压 、自动控制 、微型计算 机 、测试技术 、数字信 号处理 、可靠性等学科 ，是利 用计算机建立一套数据采集和数字控制系统，与实验 台连接起 来 ，由计 算 机 对 各试 验 参 数 ，如 压力 、流 量 、温度 、转 速 、转矩等进行数据采集 、量化 和处 理 并输出测试结果。在测试过程中，计算机可以根据数 字反 馈或人工输入要求 ，对测试 过程进行控制 。利用 计算 机辅助装置对液压泵 性能进行智能测控是 当今液 压技术领域发展 的前 景。作者设计 了一种液压泵性能 测试实验 台，得到 了液压 泵 的容积 效率 、机械 效率 、 总效率和功率特性 ，并进行 了数据测试及分析 。 1 液压泵性能测试实验台的组成及工作原理 1 ． 1液 压 系统组 成 液压系统 回路是 液压 能传递的通道 ，液压能经这 条通道传递到各个执行元件，对液压泵性能测试有着 一 定的影响，如能耗、压降、压力波动、振动和噪声 等。同时液压系统 回路也是确定其功能的最基本保 证 。此 次设 计的实验 台主要 由动力驱动 系统 、液压控 制 系统 、过 滤温控 循环系统 、漏油 回收系统 、电气控 制 系统 、计算 机控制与测试系统等组成 ，实现被测试 泵的动力驱动、供油、液压加载、油液回收及电气控 制 、试 验参数控制与测试等功能 ，如 图 1 示 。 L l 一 电机2 ～ 变 量 泵3 ～ 安全 阀4 ～ 待测 液 压泵 驱 动 电机 5 一 待 测液压 泵6 一功 率 隔离 器 、测 速传 感 器7 一 安全 阀 组 8 一 压 力传 感器9 一流 量 传感 器1 0 、l 1 一 滤 油器 图 1 液压泵性能测试实验 台液 压系统原理 图 收稿 日期 2 0 1 0 0 9 2 1 基 金项 目福建省重大专项专题资助项 目 2 0 0 8 H Z 0 0 0 2 1 ；福建省教育厅 A类科技项 目 J A 0 9 1 8 1 作者简介 郑明辉 1 9 7 1 一 ，男 ，硕士 ，讲 师 ，研究 方向为机械工程。Em a i l y y 0 3 1 0 3 2 1 6 3 ． c o m。 7 8 机床与液压 第 3 9卷 2 数 据 测试 及 分析 根据泵的工作压力测试区间，由小至大设置若干 个测压点，使液压泵处于压力最小状态，由小到大调 节 压力进 行性能测试实验 ，测定数 据如 表 1 ，并 绘制 液压泵性 能曲线如图 3 。 表 1 液压泵性 能测试数 据表 褂 压力／ MPa 压 力／ MP a a 液压泵效率特性图 b 液压泵功率特性图 图3 液压泵性能曲线 分析图 3可知 在低压力时，泵 的容积效率较 高；在高压力时 ，泵的效率较低 ；流量、效率随着压 力的增大 而逐渐降低。根据 J B ／ T 5 8 2 1 1 ． 1 9 9 9 液压 泵产品质量分等要求 ，优等品容积效率 ， 7 ≥9 2 ％， 合格品容积效率 叼 19 0 ％。产品的出厂试验规范和 性能评价标准可以输入计算机，通过计算机对被试泵 的测试数据进行分析比较，生成产品的基本信息文件 存储于计算机的外部存储器，技术人员可以即时了解 产品基本信息及其质量等级。 3结束语 1 在 新 产 品开 发 和液 压 泵 的 基础 研 究 方 面 ， 通过该实验台测试可验证液压泵技术性能是否达到预 期设计 目标 ，分 析测试 数据和特性 曲线 ，可 以判断液 压泵 的结构方 案是否合理 、所用材料是否最佳 ，解决 包括齿轮 泵和叶片泵等设计 、加工 、材料等方面存在 的问题。对液压齿轮泵的效率低问题进行分析 ，有如 下现象 首先是螺钉孔位置出现渗油、大量滴油 ，因 为泵体形腔大，同时为了保证泵体的强度，泵体壁厚 加厚 ，造成铸造过程中冷却不均，则铸件易出现缩 松、气孔、裂纹等缺 陷；其次是液压齿轮泵前后泵 盖 、螺钉强度不够 ，令前后泵 盖强度 下降 ，与泵体端 面结合部无法贴紧，也易使微小粉尘累积于泵体与前 后盖结合部位的中间部分，在该部位的薄弱部分出现 漏油；第三，液压齿轮泵的吸油区与压油区之间的过 渡区太窄，各种压力损失增大，吸油不畅，容易在低 压区形成吸空的现象，同时泵体与前后泵盖结合部的 密封槽靠近吸油腔设计，导致密封圈被啃食、切断和 抽 空。 2 液 压泵制 造企业对 批 量产 品进行 质 量控 制 时，通过定期和随机抽样测试 ，验证产 品的质量稳 定性和可靠性 ，进而可以采取各种措施，改变铸件 材料 ，提高质量；为了提高泵体 内工作腔材质致密 性 ，可 以采用铁 模覆砂 型 芯 ；为 了改善 铸 件组 织 性 能，可以采用高效孕育剂 ；改变泵体与前后泵盖结 合部的密封槽结 构 ，减 少密封失 效。采用 以上措 施 ，消除潜在 问题 ，可保 证 产 品质 量 ，有助 于 开发 和稳 固市场 。 参考文献 【 1 】李兴成． 液压泵性能的计算机辅助测试 [ J ] ． 江苏技术 师范学院学报 自然科学版 ， 2 0 0 9 3 4 1 4 6 ， 5 2 ． 【 2 】姚洪， 宋兴元， 杨寅威 ， 等． 基于 P L C的液压泵性能测试 台[ J ] ． 煤矿机电， 2 0 0 7 6 1 0 1 1 0 2 ． 【 3 】沈培辉， 陈淑梅， 胡步发 ， 等． 液压泵性能测试的计算机 智能控制方法研究 [ J ] ． 福州大学学报 自然科 学版 ， 2 0 0 4 5 5 7 85 8 2 ．