基于CAT技術(shù)液壓泵及馬達(dá)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

汪寶生，汪天生

（1廣東伊之密精密機(jī)械股份公司，廣東 佛山 528306；2寧波石上光電科技有限公司，浙江 寧波 315600）

基于CAT技術(shù)液壓泵及馬達(dá)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

汪寶生1，汪天生2

（1廣東伊之密精密機(jī)械股份公司，廣東 佛山 528306；2寧波石上光電科技有限公司，浙江 寧波 315600）

本文根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)液壓泵及馬達(dá)測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)其液壓系統(tǒng)原理做了詳細(xì)的介紹，并介紹了其計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試系統(tǒng)以及采用LabVIEW軟件編寫(xiě)系統(tǒng)界面，對(duì)設(shè)計(jì)安裝好了的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，取得了良好的效果。

液壓系統(tǒng)；液壓泵；液壓馬達(dá)；計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試

1 引言

液壓泵、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)的核心部分，其性能直接關(guān)系到整個(gè)液壓系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性［1］。據(jù)統(tǒng)計(jì)液壓泵與馬達(dá)的故障率占整個(gè)液壓系統(tǒng)故障率的30%，因此對(duì)液壓泵與馬達(dá)維修后的性能測(cè)試是十分必要的。由于液壓泵與液壓馬達(dá)的參數(shù)較多，精確度要求高，另外測(cè)試過(guò)程中很多相關(guān)條件需要保障，傳統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)越來(lái)越難以滿足現(xiàn)代液壓泵、馬達(dá)的測(cè)試要求。新型的液壓泵及馬達(dá)計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試方法逐漸替代傳動(dòng)的儀表加人工測(cè)試方法［2］。

本文根據(jù)企業(yè)需求和目前我國(guó)對(duì)液壓泵、馬達(dá)各種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)計(jì)的。測(cè)試系統(tǒng)主要由安裝臺(tái)、油箱、輔助液壓泵、操作系統(tǒng)和集成閥快組成。設(shè)計(jì)的測(cè)試系統(tǒng)能測(cè)試開(kāi)始泵、閉式泵以及一般的馬達(dá)，最高測(cè)試壓力可達(dá)35MPa，最大流量可達(dá)600L/min。

圖1 測(cè)試臺(tái)液壓系統(tǒng)原理圖

2 測(cè)試系統(tǒng)的液壓原理

液壓系統(tǒng)如圖1所示，主要由三部分組成：輔助油路、泵測(cè)試或加載泵油路、馬達(dá)測(cè)試油路。

2.1 輔助油路

輔助油路如圖2所示。主要給閉式泵提供具有一定壓力的液壓油和作為被測(cè)液壓泵的控制液壓油的來(lái)源。油液通過(guò)液壓泵7經(jīng)單向閥給被測(cè)閉式泵、加載泵、自吸較弱的泵進(jìn)行供油，其設(shè)定壓力由15-2溢流閥進(jìn)行設(shè)定。油液通過(guò)泵8經(jīng)單向閥輸送給被測(cè)泵的控制系統(tǒng)，其控制壓力由15-1溢流閥進(jìn)行設(shè)定。由于此液壓回路要求穩(wěn)定，脈動(dòng)性小，可以選擇葉片泵。

2.2 液壓泵測(cè)試油路

圖2 輔助油路

圖3 液壓泵測(cè)試油路

如圖3所示，當(dāng)被測(cè)試泵為開(kāi)式泵時(shí)，由電機(jī)帶動(dòng)的被測(cè)泵10向系統(tǒng)提供壓力油經(jīng)電磁比例溢流閥流回油箱，其壓力由電磁比例溢流閥設(shè)定。當(dāng)要測(cè)泵的排量時(shí)啟動(dòng)二位三通電磁換向閥，不需要測(cè)泵的排量關(guān)閉電磁換向閥，這時(shí)油液不經(jīng)過(guò)流量計(jì)，這樣可以延長(zhǎng)流量計(jì)的使用壽命。當(dāng)被測(cè)泵為閉式泵時(shí)，被測(cè)泵由電機(jī)19帶動(dòng)，經(jīng)整流油路、電磁比例溢流閥、電磁換向閥、直接或流量計(jì)、過(guò)濾器，最后流回油箱。

2.3 馬達(dá)測(cè)試油路

圖4 馬達(dá)測(cè)試油路

油液壓泵提供的具有一定壓力的液壓油經(jīng)電磁換向閥，流入液壓馬達(dá)，在經(jīng)電磁換向閥、流量計(jì)流回油箱，液壓馬達(dá)由液壓加載泵進(jìn)行加載，通過(guò)轉(zhuǎn)速扭矩傳感器檢測(cè)出馬達(dá)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。

3 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件主要由傳感器、放大器、數(shù)據(jù)采集卡以及計(jì)算機(jī)組成，其框圖如圖5所示。由壓力傳感器、流量傳感器等將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)再將信號(hào)放大傳入采集卡供計(jì)算機(jī)處理。軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。本文應(yīng)用軟件采用IN公司開(kāi)發(fā)的LabVIEW軟件。LabVIEW（LaboratoryVirtual instrument Engineering）是一種圖形化的編程語(yǔ)言，集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)函數(shù)。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過(guò)程都生動(dòng)有趣。

圖5 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試系統(tǒng)框圖

4 系統(tǒng)測(cè)試

圖6為維修后的液壓泵測(cè)試結(jié)果顯示界面，被測(cè)泵型號(hào)為A7VO160LRD/63R-NZB01，此泵由力士樂(lè)公司生產(chǎn)，額定最大排量為160L/r，額定壓力為35MPa，屬于恒功率控制，并帶有壓力切斷器，即當(dāng)壓力上升到調(diào)定壓力以上時(shí)，立即使排量最小。測(cè)試過(guò)程中將壓力切斷器調(diào)到31.5MPa。其測(cè)試結(jié)果如圖所示，從曲線圖和表格中的數(shù)據(jù)可以看出。

5 結(jié)束語(yǔ)

本測(cè)試臺(tái)有以下特點(diǎn)：第一，本測(cè)試臺(tái)將液壓泵、馬達(dá)的測(cè)試集成到同一個(gè)測(cè)試臺(tái)節(jié)省了大量的測(cè)試空間的同時(shí)節(jié)約了成本，使本測(cè)試臺(tái)性價(jià)比更高；第二，采用整流油路，對(duì)閉式泵的測(cè)試中，測(cè)試左右變量時(shí)不用人工換向，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；第三，本系統(tǒng)采用兩套測(cè)量裝置，可以測(cè)量雙節(jié)泵，比如日本川崎公司生產(chǎn)的K3V，K5V；第四，采用三位四通電磁換向閥，測(cè)試馬達(dá)是可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的測(cè)試。

圖6 系統(tǒng)顯示界面

［1］黃建龍。劉明哲，王華.液壓綜合試驗(yàn)臺(tái)及其監(jiān)控系統(tǒng)的研究［J］液壓與氣動(dòng)2007（10）：10-12.

［2］韓紅宇，呂海杰，徐濤.BM系列液壓馬達(dá)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)［J］.農(nóng)機(jī)化研究2008（1）：91-94.