轴向柱塞变量泵综合性能测试CAT试验台设计
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摘要液压马达是液压系统的一种执行元件,它将液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能。
其主要应用于注塑机械、船舶、卷扬机、工程机械、建筑机械、煤矿机械、矿山机械、冶金机械、船舶机械、石油化工、港口机械等。
液压马达和液压泵从工作原理上来说,都是通过密封工作腔的容积变化来实现能量转换的,只不过液压马达的密封工作腔容积由小变大时输入的是压力油,密封工作腔容积由大变小时排出的是低压油。
液压马达在输入的压力油作用下,直接或间接对转动部件施加压力并产生扭矩,以克服负载实现转动;同时液压马达的回液腔向油箱(开式系统)或泵的吸液口(闭式系统)回液,并降低压力。
不同结构类型的液压马达,其主要的差别是扭矩产生的方式不一样。
本课题的目的是了解斜盘式轴向柱塞液压马达的工作原理,在此基础上,设计一款小型液压马达。
本课题研究的斜盘式轴向柱塞马达属于可逆的液压元件。
同一元件既可作油马达使用,又可作油泵使用。
这种马达具有结构紧凑、体积小、重量轻、工作压力高、效率高等优点。
它同其它元件(阀、液压缸等)可组成闭式或开式液压系统。
对斜盘式轴向柱塞马达的研究,对于液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪音、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。
因此对斜盘式轴向柱塞马达的研究具有重大的价值和意义。
关键词:液压马达;斜盘;液压;柱塞AbstractHydraulic motor is a kind of actuators of hydraulic system, it can convert the fluid pressure provided by hydraulic pump into mechanical energy (turning moment and rotating speed). Hydraulic motor is also called oil motor, and it is mostly applied to Plastic Injection Machinery, shipping, winch, engineering machinery, building machinery, coal mine machinery, mining machinery, metallurgical machinery, marine machinery, petrochemical engineering, harbour machinery and so on. The working principles of hydraulic motor and hydraulic pump are both achieving energy conversion by changing volume of the annular seal space. But the volume of the annular seal space of hydraulic motor becomes bigger and bigger when high pressure oil enters, and the volume of the annular seal space of hydraulic motor becomes smaller and smaller when low pressure oil gets out. Hydraulic motor directly or indirectly puts pressure on rotatable parts and generates torsion under the pressure of high pressure oil, in order to overcome the load to achieve rotation. At the same time, the liquid cavity of hydraulic motor returns oil to oil tank ( open-type system ) or oil suction ( close-type system ), in order to reduce pressure. The main differences among different kinds of hydraulic motors are the ways of generating torque. The purpose of this task is understanding the working principle of axial piston hydraulic motor, and designing a small hydraulic motor on this basis. The axial piston hydraulic motor is reversible hydraulic component. The same element can be used both as hydraulic motor and hydraulic pump. This kind of hydraulic motor has the advantages of compact structure, small volume, light-weight, high working pressure and high workpiece ratio. It can compose closed type hydraulic system and open type hydraulic system with other hydraulic component. The research on axial piston hydraulic motor is very important to reducing energy consumption of hydraulic system, increasing the efficiency of hydraulic system, reducing noise of hydraulic system, improving the working performance of hydraulic system and ensuring the reliability of hydraulic system. So the research on axial piston hydraulic motor has the important value and significance.Key words: hydraulic motor; swash plate; hydraumatic; plunger目录概述 (4)第1章设计方案选定 (13)1.1 液压马达排量计算 (15)1.2确定斜盘倾角α、柱塞直径d、柱塞分布圆直径D和柱塞数z (16)1.3 柱塞的详细设计 (17)1.4 滑靴尺寸的确定 (19)1.5 压盘及斜盘尺寸的确定 (20)1.6 主要零件的材料与技术要求 (22)1.7 缸体的强度计算 (23)1.8 主要零件的材料与技术要求 (24)第2章主要零部件的设计 (27)2.1 花键设计 (27)2.2 弹簧的设计 (28)2.3 导向平键的设计 (29)2.4 中心传动轴的强度校核 (29)2.5 滚动轴承的强度校核 (29)第3章结论 (31)谢辞 (33)参考文献 (34)概述液压马达和液压泵在结构形式上的分类完全一样,都有齿轮式、叶片式、柱塞式、螺杆式等类型。
摘要水泵是人类把自然能转变为有用功的发明之一,水泵种类繁多、使用广泛,属于通用类机械。
然而由于液体在泵内流动情况十分复杂,运行工况因时因地都有变化要确保水泵在较高的效率范围内安全经济的运行,就必须了解水泵基本原理、性能变化规律,及时检测水泵性能参数,掌握水泵的实际性能曲线,更好地为生产实践服务,以达到节能的目的。
目前获得水泵性能参数及这些参数之间的相互关系,主要依赖于性能试验。
为了测定离心泵的各项性能参数,从而绘制离心泵性能曲线。
我设计了离心泵性能测试开式试验台,通过此次试验可以熟悉离心泵试验装置的布置以及各种仪表仪器的原理及使用方法。
通过该试验台对离心泵流量、扬程、轴功率、效率等的测定可以绘制出离心泵性能曲线,进而达到对离心泵性能的深入了解。
本文研究的系统符合国家标准GB/T3216《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》。
关键词:水泵性能参数性能测试实验装置AbstractHuman nature is the pump can turn into one of invention,pumps,phyletic,widely use belongs to. However,due to liquid flow within the pump is extremely complex,operating conditions are changing to ensure also describes in high efficiency water within the scope of the safe and economic operation,we must understand the basic principle,the performance of water pump,timely detection performance parameters of the pump,master of actual performance curve,better service for the production practice,in order to achieve the purpose of saving energy.Now get pump performance parameters and the relationship between these parameters,mainly rely on performance tests. To determine the performance parameters of the centrifugal pump,thus rendering centrifugal pump performance curve. I designed the centrifugal pump performance testing,through the test bench type can be familiar with centrifugal pump test equipment layout and various instrument principle and method of use. Through the test of centrifugal pump capacity and head,the shaft power,efficiency of determination can draw the centrifugal pump performance curves of centrifugal pump,and the deep understanding of the performance.This research system complies with the state standard of GB/T3216 the centrifugal pump,mixed flow pump,axial vortex pumps and test methods.Keywords:pumps performanceparameters performancetesting test equipment目录前言 (1)1 绪论 (2)1.1 课题来源及意义 (2)1.2 国内外水泵测试技术发展概况 (3)1.3 离心泵的工作原理 (4)1.4 离心泵的主要参数 (5)2 离心泵的测试原理及方法 (6)2.1性能试验各个参数的测量原理及计算 (6)2.1.1 参数测量原理 (6)2.1.2 参数测试过程 (9)2.2 汽蚀试验原理及方法 (12)2.2.1 试验原理 (12)2.2.2 试验方法 (13)3 系统总体方案设计 (16)3.1 设计目标 (16)3.2系统方案的设计原则 (16)3.2.1 需要采集的变量 (17)3.2.2 试验装置设计方案对比 (18)3.2.3 管道和水池的设计 (20)3.3 阀门的设计 (23)3.3.1 阀门的种类及特点 (23)3.3.2 阀门的调节机构的选择 (25)3.3.3 阀门的选择 (26)3.4 泵的选型设计 (28)3.4.1泵的选型原则 (28)3.4.2泵的具体选择 (29)3.5 电动机的选型设计 (30)3.6 联轴器的选型设计 (31)3.7 转速仪的选型设计 (32)3.7.1转速仪的基本原理 (32)3.7.2具体选型 (32)4 测试仪表的选择 (34)4.1流量计的种类及特点 (34)4.1.1 流量计的选择 (35)4.1.2 流量计的选型原则 (37)4.1.3 流量计的具体选择 (37)4.2 压力仪器的种类及选择 (38)4.2.1 压力仪器的种类 (38)4.2.2 压力变送器的选型原则 (39)4.2.3 压力变送器的具体选择 (39)4.3 取力孔的设计 (40)5 实验指导书 (42)5.1 实验目的 (42)5.2实验内容 (42)5.3 实验台介绍 (42)5.4 实验原理、方法和手段 (43)5.5 实验步骤 (44)5.6 实验注意事项 (44)5.7 实验报告 (44)5.7.1 实验报告要求 (44)5.7.2实验数据记录及处理 (45)结束语 (47)致谢 (48)参考文献 (49)附录 (50)外文资料与中文翻译 (50)前言自从首次采用泵装置输送和提升水开始。
液压泵综合试验台设计摘要本文介绍了利用变频调速技术,通过微机进行综合测控的液压泵试验台的设计方法,并给出了该试验台对JB P - 40 泵的测试结果, 说明了该系统设计的合理性和有效性。
随着现代技术的发展,液压传动的应用越来越广泛。
尤其是高压、高速、大功率的场合,液压技术的应用更为普通,与此同时,人们对液压元件的质量也提出了更高的要求。
国内外厂商研制了许多新型的液压元件,这些新型的元件都需要进行全面的性能测试,因此就要求有高性能的试验装置。
本系统正是为了满足我院研制的JBP 系列新型径向柱塞泵的综合试验而设计的。
JBP 泵是由我院设计的新型径向柱塞泵, 该泵具有压力高、噪声低、寿命长、结构简单、对介质污染敏感小等特点,为了使该成果尽快转化,投入市场,需要对该泵进行全面的性能测试。
我们参照JB2147 - 85 液压泵型式试验标准[ 1 ] 所列的测试项目来进行试验台的设计。
系统要求测试泵在不同输入转速下的输出压力、流量、温度等多种参数,数据处理量大,为此我们应用变频调速技术和微机测控技术完成了试验台系统的总体设计。
通过实践证明系统设计是合理的,能获得令人满意的实验结果。
该系统设计主要分为两大部分: ( 1) 具有变频调速性能的液压系统设计; ( 2 ) 微机测控系统设计。
1液压系统设计试验台液压系统基本结构如图 1 所示。
1. 1 动力驱动部分设计液压泵试验台的动力源部分,我们采用了先进的变频调速技术。
变频器选用SAN EN 通用型全数字式变频器,该变频器内部配置了16 位微处理器,可以方便地和计算机进行接口,实现自动控制。
变频技术和液压技术的结合是目前液压传动的一个新的发展方向[ 2 ] , 我们的实验台通过应用这一新技术, 除了可进行常规的液压泵型试验外, 还可进行以下几个方面的研究:) 以软件方式控制液压泵的恒流量输出。
1将不同压力下液压泵的泄露量输入计算机, 给出控制函数,用来设定变频器的频率,改变泵的输入转速,补尝泄露,实现恒流。
液压泵试验台系统设计摘要:设计了一种液压泵试验台系统,包括液压系统、电控系统和计算机测控系统,对系统的相关元件进行了选型,整个系统简单实用,能可靠、快捷地对液压泵的性能参数进行测试。
关键词:液压泵试验台;液压系统;电控系统;计算机测控系统;1、液压技术的背景我国的液压泵的发展与我国液压工业发展是完全同步的,大致经历了三个阶段,每个阶段大致为12年左右。
第一阶段是从1965年到1978年左右,这一阶段为创建与自主开发阶段。
在70年末先后开发出通轴式轴向柱塞泵、内曲线式低速大扭矩液压马达、高压齿轮泵、球塞马达、叶片泵等等。
上海液气总公司下属液压泵厂、液压件厂、高压油泵厂等生产了各种规格的斜盘式、斜轴式轴向柱塞泵、叶片泵、径向式马达等等。
在这一阶段开发的CY、ZB泵迄今仍在我国的液压产品市场中,中高压领域占据着一定地位。
第二阶段是1978~1990年这一阶段是以引进国外先进技术为标志。
在78至87年引进的27项中有17项是液压泵的项目,包括重型柱塞泵、轻型柱塞泵与马达、斜轴式柱塞泵与马达、高压叶片泵与马达、齿轮泵、内啮合齿轮泵、双斜盘液压马达等等。
这说明通过这些引进,将我国生产液压泵的性能、参数上了一个台阶,基本上进入25~31.5Mpa的额定压力范围。
当然也说明我国液压泵的发展中与国际差距相比,泵方面的差距比阀的差距更大些。
然而在这一阶段,尽管技术引进产品性能有了发展,但消化并进一步开发上有差距,产品质量上与国外产品有差距。
第三阶段是1990年至今,这一阶段是以与国外著名厂商合资、合作与提高质量为中心,在国内生产的液压泵在性能与质量上都有相当程度的提高。
工程机械液压泵是在工程机械液压系统中为液压缸和液压马达提供压力油的一种液压元件。
由于当前工程机械需求量日益增加,市场对工程机械液压泵,尤其是高品质的工程机械液压泵的需求越发迫切。
对生产高品质的液压泵而言,性能测试是非常重要的环节,因此搭建性能良好的试验台非常关键。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)1 绪论1.1 国内CY系列轴向柱塞泵发展概况就市场发展需求来看,我国目前大量使用的CY系列轴向柱塞泵,2003年全国的总产量达到了20万台[1-2]。
这类泵的最大特点是采用大轴承支承缸体,具有压力高、工艺性好、成本低、维修方便等优点,比较适合国情,因此,市场需求量大,也成为当今我国应用最广的开式油路轴向柱塞泵。
CY型轴向泵从1966年开始设计以来,前人总结经验摸索,经过CY14-I,CYI4-lA,CYI4-IB几个发展阶段,每一个发展时期泵的性能、寿命都得到提高,品种也不断丰富。
但是,从1982年CY14-1B轴向泵定型以来,已经过去20余年的时间,该泵的结构发展依旧停滞、变化不大。
由于近年来,世界上各家公司的柱塞泵技术已有长足进步,加上国内市场经济的蓬勃发展,对使用CY14-1B泵的更高要求,迫切需要符合市场经济的轴向柱塞泵,因此对CY14-1B轴向泵进行更新,开发一种噪声更低、自吸性能更好、节能、省料、使用更可靠的轴回柱塞泵就显得迫在眉睫,这就是CY14-1BK轴向柱塞泵[3-7]。
早期的斜盘式轴向泵的压力都只有7MPa,但现代液压传动系统注重效率和经济,均要求更高的压力。
目前市场上的定量斜盘式轴向柱塞泵的压力均已达21--48 MPa,这是因为我们在各自的发展过程中,工业在进步,突破了一些关键技术[8-10]。
2003年产量估计有近20万台,各行各业中应用非常广泛,特别是应用于CY14-1B斜盘型开式轴向柱塞泵。
从1972年开始设计研制,到1982年定型,但是从此之后的20多年的时间里,泵的结构基本是没有什么变化,甚至出现有些厂家生产20余年,没有任何改进。
但是世界上的柱塞泵发展不会因为国内的不进步发展而停止不前的,柱塞泵的各个方面有了长足的进步,然而CY14-1 B轴向泵的使用中也依然发现不少的问题,柱塞在工作是压排油液终了之余,柱塞底腔仍有一些油液未排除,当柱塞进入吸入行程时,这样便导致损失了一部分吸入容积,降低了容积效率。
1 直轴式轴向柱塞泵工作原理与性能参数1.1直轴式轴向柱塞泵工作原理直轴式轴向柱塞泵主要结构如图1.1所示。
柱塞的头部安装有滑靴,滑靴底面始终贴着斜盘平面运动。
当缸体带动柱塞旋转时,由于斜盘平面相对缸体平面(xoy面)存在一倾斜角γ,迫使柱塞在柱塞腔内作直线往复运动。
如果缸体按图示n方向旋转,在180︒~360︒范围内,柱塞由下死点(对应180︒位置)开始不断伸出,柱塞腔容积不断增大,直至上死点(对应0︒位置)止。
在这过程中,柱塞腔刚好与配油盘吸油窗相通,油液被吸人柱塞腔内,这是吸油过程。
随着缸体继续旋转,在0︒~180︒范围内,柱塞在斜盘约束下由上死点开始不断进入腔内,柱塞腔容积不断减小,直至下孔点止。
在这过程中,柱塞腔刚好与配油盘排油窗相通,油液通过排油窗排出。
这就是排油过程。
由此可见,缸体每转一跳各个往塞有半周吸油、半周排油。
如果缸体不断旋转,泵便连续地吸油和排油。
图1.1 直轴式轴向柱塞泵工作原理=2(19.50.2)(19.50.22)94≈0.84(L) 不计容积损失时,泵的理论流量tb Q 为2max 4b b x b q n d s Zn π===0.84×15001000100010070.2.15000.95v Qn (ml/r )p C1370.2206p C 是常数,对进口无预压力的油泵p C =5400,这里取p C =9100故符合要求。
排量是液压泵的主要性能参数之一,是泵几何参数的特征量。
相同结构型式的系列泵中,排量越大,作功能力也越大。
因此,对液压元件型号15。
b Q =100-3=97ml/min )b Q 为柱塞泵泄漏流量。
轴向柱塞泵的泄漏流量主要由缸体底面与配油盘之间﹑滑靴与斜盘平面之间及柱塞与柱塞腔之间的油液泄漏产生的。
此外,泵吸油不足﹑柱塞腔底部无效容积也造成容积损失。
泵容积效率97%=0.94~0.98,故符合要求。
2b b p q π==66120.8410 1.610(.2N m b p 为泵吸﹑排油腔压力差。