液压泵马达性能测试系统毕业设计

山东科技大学学士学位论文I摘要在高压、高速、大功率的制造行业，机、电、液一体化的设备在整个机械设备中所占的比重越来越大。液压实验台作为一种检测液压元件的必须设备，可对液压泵，液压马达，液压阀等各种液压元件进行测量。本毕业设计的主要任务是设计一简单试验台系统，以对液压泵和液压马达进行性能测试，主要是容积效率和机械效率等性能指标。本文在详述国内外液压试验台研究现状的基础上，对液压泵和液压马达的性能测试系统进行了设计，包括对总的设计系统原理图以及电控图等进行了详尽的设计、计算以及选型等。本文对液压泵和液压马达性能测试系统进行设计，具有很大的必要性，液压泵和液压马达作为液压系统的动力元件和执行元件，是整个液压系统的心脏，其质量、性能的好坏直接影响着液压系统的可靠性，进而影响生产设备的正常运行。因此,对液压泵和马达进行精确的性能测试，是辨别产品优劣、改进结构设计、提高工艺水平、保证系统性能和促进产品升级的重要手段。关键词：液压试验台；液压泵；液压马达；性能测试山东科技大学学士学位论文IIAbstractInthefieldofthehigh-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;山东科技大学学士学位论文III目录摘要………………………………………………………………IAbstract…………………………………………………………II第一章绪论……………………………………………………11.1本课题的研究意义………………………………………………11.2国内外液压泵、马达性能测试系统研究现状…………………21.2.1液压泵、马达试验台液压系统研究现状…………………31.2.2液压泵、马达试验台计算机测控系统研究现状……………41.3本课题的主要研究内容……………………………………………7第二章液压泵、马达试验台的总体方案设计………………82.1液压泵、马达性能测试系统原理………………………………82.1.1液压泵、马达实验分类……………………………………82.1.2液压泵、马达型式试验、出厂试验………………………82.2液压试验台系统原理……………………………………………102.3液压试验台的设计………………………………………………112.3.1加载方法的选择研究………………………………………122.3.2液压泵实验常用加载法……………………………………122.3.3液压马达实验常用加载方法………………………………152.3.4本系统加载方法的确定……………………………………16第三章液压泵、马达试验台动力源装置设计………………183.1液压动力源装置组成……………………………………………183.2液压泵的规格确定以及与之相匹配的电动机的选定…………183.3电动机以及液压泵布置方式的选择……………………………24山东科技大学学士学位论文IV3.3.1液压泵布置方式的选择……………………………………243.3.2液压泵连接方式的选择……………………………………273.3.3液压泵组装方式的选择……………………………………283.3.4液压泵组传动底座的设计…………………………………30第四章液压元件以及测量装置的选型…………………………324.1液压马达的选型…………………………………………………324.2各种控制阀的选型………………………………………………334.2.1换向阀……………………………………………………334.2.2溢流阀………………………………………………………344.2.3单向阀………………………………………………………354.2.4截止阀………………………………………………………364.3过滤器…………………………………………………………374.3.1过滤器的选用以及规格的确定……………………………374.3.2过滤器在液压系统中的安装位置…………………………394.4冷却器的设置……………………………………………………404.5油箱的选择………………………………………………………404.6各种测量装置的选择……………………………………………414.6.1流量传感器的选型…………………………………………414.6.2压力传感器的选型…………………………………………424.6.3转矩转速传感器的选型……………………………………43第五章液压试验台控制装置设计……………………………465.1液压控制装置的分类…………………………………………465.1.1有管集成……………………………………………………465.1.2无管集成……………………………………………………465.2液压集成块概述……………………………………………47山东科技大学学士学位论文V5.2.1块式集成的原理………………………………………475.2.2块式集成的优点………………………………………485.3液压集成块的设计……………………………………………49第六章液压实验台系统压力损失估算………………………526.1液压系统压力估算方法………………………………………526.1.1沿程压力损失………………………………………………526.1.2局部压力损失………………………………………………526.1.3液压系统总压力损失………………………………………53第七章液压泵、马达性能试验…………………………………547.1液压泵（马达）性能试验项目的确定…………………………547.1.1排量验证试验……………………………………………547.1.2效率试验…………………………………………………547.1.3冲击试验…………………………………………………557.1.4变量特性试验……………………………………………577.1.5其他试验项目……………………………………………587.2液压泵、马达性能参数的确定及试验方法…………………597.2.1液压泵性能表达式及参数……………………………597.2.2液压马达性能表达式及参数…………………………60第八章总结……………………………………………………62参考文献……………………………………………………63致谢……………………………………………………………66附录一…………………………………………………………67附录二…………………………………………………………68附录三英文文献及翻译翻译………………………………69山东科技大学学士学位论文1第一章绪论随着科学技术的飞速发展,液压传动技术被广泛应用到各类机械中,尤其是在高压、高速、大功率的制造行业,机、电、液一体化的设备在整个机械设备中所占的比重越来越大。液压实验台作为一种检测各种液压元件的必须设备，可对液压泵，液压马达，液压阀等各种液压元件进行测量。通常在各类液压元件制造厂都配备有大型的、多功能的液压试验台，在其他行业如冶金、矿山、港口、船舶、交通运输、汽车制造等，使用液压元件较多、较频繁的行业也配备有液压试验台。另外，各相关专业的高等院校为了教学和科研，也会配备液压实验台。1.1本课题研究的意义液压泵和马达作为液压系统的动力元件和执行元件，是整个液压系统的心脏，它们的性能直接影响着整个液压系统的性能。因此液压泵、马达性能的精确测试有着非常重要的意义。液压泵和马达的性能测试是辨别产品优劣、改进结构设计、提高工艺水平、保证系统性能和促进产品升级的重要手段。但是液压泵和马达性能测试涉及的参数多、精度要求高，并且有些参数需要间接处理，另外测试过程中还有很多相关条件需要保障，传统的测试方法已经很难满足性能测试越来越高的要求。但是走向二十一世纪的液压技术本身不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展来不断扩大其应用的领域，以满足未来的要求。其发展方向主要有以下几个方面：节能、减少污染、降低泄漏、主动维护、机电一体化技术和与计算机技术结合的相关技术（例如液压CAD、CAT等）。因此近年来液压泵、马达性能测试逐步淘汰了传统的仪表加人工的测试方法，转向液压技术结合最新的虚拟仪器测试技术、可靠性技术、山东科技大学学士学位论文2最先进的计算机技术，以及数字信号处理方法和现代控制理论，进而形成了新型液压泵、马达计算机辅助测试技术。从国内外液压泵、马达试验台的发展来看，尽管许多元件制造商和科研机构已经研究开发了许多性能良好的试验台。但是这些试验台还存在着诸多的不足之处。第一，它们大都不是针对液压泵、马达全面性能测试的。只是针对液压泵、马达的某一类或者某一些特性开发的。比如只是测效率或者排量。这样必然造成重复开发，浪费大量的人力物力。第二，这试验台主要是原来试验台的升级，没有采用液压测试的新技术新元件。新的技术层出不穷，只是传统的改造已经不能大幅度提升试验台的综合性能，无法满足性能测试越来越高的要求。第三，液压马达试验台也多共用液压泵试验系统，不能够反映真实的马达工作情况，影响了液压马达性能测试的效果，达不到实际使用的需求。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，液压计算机辅助测试（以T）技术在液压系统状态监测中的应用越来越广泛。液压CAT，所涉及范围包括液压