实验二、液压泵的静态性能测试实验指导书.doc

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实验二 液 压 泵 性 能 实 验
§1 实 验 目 的
1．深入理解液压泵的静态特性。着重测试液压泵静态特性中：
①实际流量q与工作压力p之间的关系即q—p曲线；
②容积效率ην、总效率η与工作压力p之间的关系即ην—p和η--p曲线；
③输入功率Ni与工作压力p之间的关系即Ni--p曲线。
2．了解液压泵的动态特性。液压泵输出流量的瞬时变化会引起其输出压力的瞬时变化，动态特性就是表示这两种瞬时变化之间的关系。
3．掌握液压泵工作特性测试的原理和方法，学会使用本实验所用的仪器和设备。
§2 实 验 原 理
一、液压泵的空载流量与理论流量
液压泵的出口压力为最低时所测到的输出流量叫空载（零压）流量，即在测试回路中，节流阀开口为最大时的流量计中的读数值。
泵的理论流量是不考虑泄漏时，单位时间内输出油液的体积，它等于泵的排量与其转速的乘积。泵在额定转速下的理论流量常以额定转速下的空载流量代替，因空载时泵的泄漏可以忽略。
额定流量是指泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量，它总是小于泵的理论流量。
二、液压泵的流量----压力特性
液压泵的额定压力是指液压泵可长期连续使用的最大工作压力，它反映了泵的能力。超过此值就是过载。但不超过规定的最高压力（泵能力的极限），还可短期运行。
液压泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力，即油液克服负载而建立起来的压力，它随负载的增加而增高。在实验中我们以节流阀作为负载，使节流阀具有不同的开口，则泵出口压力就有对应的不同值，在一系列的压力值下，测量出对应不同的流量值，就得出油泵的流量—压力特性：q = f1（p）。
实验油温越高、压力越大，其实测流量值就越小。
三、液压泵的容积效率、总效率----压力特性
1．容积效率ηv：液压油泵的实际流量与理论流量的比值称为容积效率，它表示液压泵容积损失大小的程度。
ην＝q／qt＝1-q泄/qt＝1-（k泄·p/V·n）= f2（p）。
式中：实际流量q＝60·Δν／Δt，单位为L/min。其中，Δν--油液体积（L），Δt--时间（s）。理论流量qt＝0.001V·n＝q空，单位为L/min。其中，V--油泵排量（mL/r），n—转速（r/min）。
液压油泵的容积效率随着输出油压力的升高而降低。
2．.总效率η：液压油泵的输出功率与输入功率的比值称为液压油泵的总效率。
η＝Nt／Ni＝ην·ηm= f3（p）。
式中：油泵的输出功率Nt＝（q·p）/60= f4（p），单位为KW。其中，p为实际工作压力（MPa）。
油泵的输入功率Ni＝P·ηd= f5（p），单位为KW。其中，P为电机输入功率（功率表的读数），ηd为电机效率，两者之间的联系可查电动机效率曲线（略）。实验计算时，ηd一般取80％。
油泵的机械效率ηm，反映油液在泵内流动时液体粘性引起的摩擦转矩损失和泵内机件相对运动时机械摩擦引起的摩擦损失之和。若摩擦转矩损失越大，则泵的机械效率越低。要直接测定ηm比较困难，一般是测出ην和η，然后算出ηm。
液压泵的主要性能指：额定压力、额定流量、容积效率、总效率、压力脉动、噪声、温升、振动和寿命等。
§3 实 验 装 置
实验装置的液压系统原理图，如图3-1所示。该实验系统是秦川QCS003B型教学实验台中的一部分（括号内序号所指），也可由温州巨林液压传动综合教学实验装置拼装组成。主要包含：被试油泵1（8）、安全阀2（9）、节流阀3（10）、流量计4（20）和压力表（p6）。
1（8）
2（9）
3（10）
4（20）
温度计
滤油器
油箱
压力表
（P6）
D
电动机输入功率表

图2-1液压泵性能实验液压系统原理图
§4 实 验 方 案
一、液压泵静态特性实验
实验内容为实际流量--工作压力（q—p）特性、容积效率--工作压力（ην—p）特性、总效率--工作压力（η—p）特性和输入功率--工作压力（Ni—p）特性。上述四项特性是反映不同工作压力下的q、ην、η和Ni的变化规律。
设定参数：
1．被试液压泵1（8）的工作压力p（MPa）。在定量叶片泵0～6.5MPa（齿轮泵0～6MPa）范围内p的设定点不应少于8点，一般可设为0、1、2、3、4、5、6、6.5等8点。工作压力p应通过节流阀3（10）改变其通流截面积获得。压力值的大小由压力表（p6）显示。试验时避免长期超载工作，且每一设定压力调好后需运行1分钟左右再测有关参数。
2．油温。在静态特性测试中，建议温升控制在±5℃以内。
待测参数：
1．液压泵输出油液流过一定体积Δν（L）所需要的时间Δt（s）。
2．电动机的输入功率P（Kw）和查出对应P的电动机效率ηd。
建议在同一设定条件下，测试次数不少于2次。
调定参数：调定安全阀2（9）的压力为7.5Mpa。方法：先拧松安全阀2（9）至全开，接着拧紧节流阀3（10）至关闭，然后调节安全阀至7.5Mpa，再迅速打开节流阀至全开。
计算项目：
1． 泵的实际流量q＝60·Δν／Δt，单位为L/min。
2． 泵的输出功率Nt＝（q·p）/60，单位为KW。
3． 泵的输入功率Ni＝P·ηd，单位为KW。
4． 泵的容积效率ην＝q／qt。
5． 泵的总效率η＝Nt／Ni。
6． 泵的机械效率ηm＝η／ηv。
二、液压泵动态特性实验（暂不做）
§5 成 果 和 计 算
一、实验条件
液压泵型号： ；额定压力： Mpa；额定排量： mL/r；
额定转速： （r/min）；液压油牌号： 。
二、原始数据和计算结果
表2-1 液压泵静态特性实验的原始数据和计算结果见
调定
参数
设 定 参 数
实验次数
待 测 参 数
计 算 结 果
P2（9）
/MPa
油温
/℃
P
/ MPa
Δν
/L
Δt
/s
P表
/KW
ηd
q
L/min
Nt
/KW
Ni
/KW
ην
％
η
％
ηm
％
7.0

0
a

b

1
a

b

2
a

b

3
a

b

4
a

b

5
a

b

6
a

b

6.5
a

b

三、液压泵的性能测试报告
1.根据测试数据、查找数据和计算数据，在算术坐标纸上画出各特性曲线，即
q = f1（p）、N t = f2（p）、N i = f3（p）、ην= f 4（p）、η= f5（p）
2.了解实验中所用液压元件的作用。
3.从画出的各种曲线中得到什么？在选择和使用液压泵时应注意什么？

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