齿轮泵性能试验台的研究

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Study of Performance Test Bed for Gear PumpGUO Shan-xin，CHEN Shu-mei，YU Guang-zhi(Fuzhou University，Fuzhou 350002，China)Abstract： The key components of the gear pump hydraulic system，the R ＆ D， design，manufacture and testing have a stringent set ofstandards. Requirements to do the form of tests and factory tests according to the IBfr77041-2006 hydraulic gear pump ”perform anceindicators，the type test also known as product qualification test，the main assessment to verify that the new design or improved products atless than or equal to the rated conditions performance or examination to verify the new design or improved products ability to adapt tochanges in external conditions，requires that the system has a higher measurement accuracy； factory test quality control for product testingmanufacturing and assembly quality， requires a system of durable and low fault low-cost. Th is article describes the system components，principles and characteristics of the above-mentioned characteristics of the gear pump perform ance test bed，gives the system diagram。

Key words：gear pump； perform ance test； test bench； data acquisition an d processingU 日IJ百液压泵作为工程机械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。泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性，在液压传动中占有及其重要的地位。齿轮泵因其结构简单，工作可靠，在液压系统中得到了广泛应用。本文主要介绍齿轮泵性能测试试验台的组成及工作原理。

1 试验台的组成及工作原理该试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、试验参数控制与测量等功能。

收稿日期：2012-05-11作者简介 ：郭善新(1981-)，男，山西朔州人，工程师 ，工程硕士，现从事液压试验台和齿轮泵的设计与开发。

1.1 动力驱动系统动力驱动系统由交流电机、转矩转速传感器和传动泵架组成。变频调速器控制交流电机，使被试泵获得不同的旋转方向和转速，传动泵架采用整体组织结构，通过过渡联接盘、轴套以及泵端盖快速压紧装置实现与被试泵的快速联接，使用于不同类型泵的安装。

1.2 液压控制系统如图 1所示液压控制系统由插装式溢流阀 1，比例调压阀6，直动式调压阀 7，插装式换向阀 8、9、10，二位四通电磁换向阀 10、11、12，压力阀组压力 2、3、4、5组成。完成被试泵的加载，压力、温度及流量信号的采集和压力冲击波的生成功能。压力油经过过滤器直接作用在压力阀和换向阀的先导级上，通过先导压力作用使被试液压齿轮泵生成加载压力 .有效解决了污染物造成压力阀导阀卡死现象。插装式溢流阀 1作为液压控制系统的安全阀，调定压力为 32MPa。通过电气对二位四通电磁换向阀 l3的控制，齿轮泵的压力加载通过高精密的比例调压阀6或耐用性的直动式调压阀 7来调节。通过电气对二位四通电磁换向阀 11、12的控制，47液 压气动 与 密封/2013年第 O1期可实现齿轮泵试验过程中，不同试验项 目中压力参数的有级自动设定。为了保证流量测量精度，系统中设置有两路流量计(LC-A20和 LC-A50)，通过控制插装式换向阀 8、9、10可实现不测流量 、10～60L/rain流量、60～400L/rain流量的选择。压力冲击波的生成是有冲击仪控制换向阀 14上电磁铁的通断实现的，且冲击频率可调，冲击次数自动记录。

1-插装式溢流阅 2、3、4、5-压力阀组 6-比例调压阀 7-远程调压阀8.9、10-插装式换向阀 11、12、13-二位四通电磁换向阀14-电磁换向阀 15-低噪音油泵电机组 16-板式散热器l7-电磁水阀 18-电动调节阀 19、20-流量计图 1 齿轮泵性能测试试验台液压系统原理图1.3 过滤温控循环系统过滤温控循环系统主要功能是保证进入被试泵吸油口的油液温度为设定的恒定值，并对系统油液进行两级过滤。使油液清洁度到达试验要求。低噪声油泵电机组 15从油箱吸人油液后 ，液压油经两级过滤器、板式散热器 16后，根据被试泵吸油 口流量大小要求，通过三通阀选择进入被试泵吸油口或直接回油箱。油箱进油口处设置电动调节阀 18.用来控制泵吸油口开口的大小，从而控制泵吸油的真空度。数字控温仪通过控制散热器上的电磁水阀启停 17，实现油液温度恒定。

1.4 漏油回收系统漏油回收系统由回收油箱中液位控制器 自动控制油泵电机组的启停，将被试泵试验拆装过程中泄漏油液经过滤器回收到主试验系统中去，它主要由电机油泵组、液位控制继电器和过滤器组成。

1.5 测试系统如图2所示为齿轮泵性能测试试验台计算机测试48系统框图，测试系统由数字压力计、数字流量计、数字温度计、数字转速转矩仪组成 ，试验参数通过仪表显示.即可实现人工观察记录方式也可通过数据接口箱、数据采集卡、显示器、打愈与工控计算机实现计算机数据采集、处理和试验报告输出。计算机数据采集处理软件采用 Windows平台、形象化菜单，具备数据采集处理、打印输出、图形绘制、数据管理等功能。

r]-叵雨因～匦豆圜 -圆PLC 818-r-] I l-I压力传感器I--l数显仪表I-l - l--l lI l-区 ～ 驷 -匝 -l l鎏I-匡圈 ～ -医团 -I f- 匦圈 ～压困 -圆 -"l$算)tl I警l- 圃 ～-I PL-C[-匦 -l毳I J I- 圃 ～叵圆 -匦至回-l J l f- 匡囹 ～[二三圃 -匝至 -I I图2 计篁机测试 系统框图1.6 电气控制系统电气控制系统由电气控制柜、变频调速器柜和操作台组成。实现对主驱动电机的调速控制、所有三相异步鼠笼型电动机和电磁阀的启拓制。每台电动机均采用相应的自动开关作为过载和短路保护∝制回路电源有AC220V和 DC220V，控制电动机的接触器和中继线圈采用 AC220V，各种阀电源和报警信号采用DC24V电源。操作台上设有主电机正反转控制按钮、温控滤油电动机控制开关、试验工况选择开关及电压、电流、功率指示仪表。操作台上还设有油箱最高、最低液位报警和四个滤油器堵塞报警 ，报警时声光信号同时发生。

1.7 试验参数控制与测量等功能液压齿轮泵出厂试验参数的改变既可通过调节控制柜上的旋钮或开关实现控制。也可通过计算机系统实现试验工况、试验参数和试验过程的自动控制。其转速参量采用连续闭环控制。压力参数采用有级调节方式。液压齿轮泵性能试验参数的设定通过调节控制柜上的旋钮或开关来实现。

2 试验台的特点该试验台具有以下主要特点：(1)形式试验选高精度电比例调压回路，出厂试验选直动式远程调压回路：(2)双路测量系统，实现 0～60IJmin和60-400lJmin流量测量：(3)四档有级设定压力；(4)采用手动和半 自动控制，计算机采集、处理和Hvdraulics Pneumatics＆ Seals/No.01.2013液压系统热平衡匹配研究张 伟，贾福音，董孟娟(中国矿业大学 安全工程学院，江苏 徐州 221008)摘 要：液压传动广泛应用于各种工程机械，液压系统在工作时散热不足将导致系统温升超限，影响正常工作。该课题从解决某矿井用机械设备温升超限人手，对系统进行热平衡分析，在此基础上建立了热平衡时的散热器面积计算公式，求解出需要匹配的散热面积，利用 Matlab/Simulink对平衡时系统的能量，能量变化率及温度进行仿真 ，结果表明计算结果正确。该匹配方法可以在其它液压系统匹配散热器时作为参考。

关键词：液压系统；功率损失；热平衡分析；散热器面积；Simulink中图分类号：TH137.31 文献标识码：A 文章编号：1008-0813(2013)01-0049-03Research on Thermal Equilibrium M atch of Hydraulic SystemZHANG Wei，JIA ru-yin，DONG Me uan(College of Safety，China University of Mining and Technology，Xuzhou 22 1 008，China)Abstract：Hydraulic transmission is widely applied in variety of engineering machinery， shortage of heat dissipation lead to overrun of thetemperature rise，affect the normal work.This topic aims to solve temperature overrun of a mine machinery，use measurement method tocalculate the heating power of the system，give analysis of therm al equilibrium， Establish the therm al equilibrium calculation formula of theradiator area based on the analysis of the therm al equilibrium. simulate the thermal equilibrium use Matlab/Simulink. Calculates theradiator area required.The calculation formula established of the radiator area acts as a reference for other matching。

Key words： hydraulic system； power loss； thermal equilibrium analysis； radiator area； simulink0 前言液压系统是以液压油为工作介质来实现能量转换的，对-个液压系统来说，油液不可避免地产生压力损收稿日期：2012-05-09作者简介 ：张伟(1989-)，男 ，江苏徐州人，在读硕士，主要研究方向为机械安全。

失、容积损失和机械损失等 ，而这些损失都基本上转化为热能；特别是大功率闭式回路的工程机械进行长时间工作时，由于油液在系统内封闭循环，得不到良好的冷却，油液温升更为明显。因此，科学地进行系统设计，以使油液迅速达到热平衡，这对液压系统保持良好的工作特性具有不可低估的作用。本课题主要是针对某矿井用机械装置液压系统温升大的问题进行的研究。

打印输出试验数据：(5)主机变频调速，转速控制准确；(6)满足 C级测试精度。总体布局合理、美观，便于操作和维修。

3 结语(1)在新产品开发和齿轮泵的基础研究方面 ，通过测试可验证齿轮泵技术性能是否达到预期设计 目标。

通过对测试数据和特性曲线的分析，可判断齿轮泵的结构方案是否合理、所用材料是否最佳 ，解决齿轮泵设计、加工、材料等方面存在的潜在问题。

(2)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。

消除潜在问题，保证产品质量，提高用户对产品的信任，有助于开发和稳固市常