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

汪寶生，汪天生

（1廣東伊之密精密機械股份公司，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)測試系統(tǒng)的設(shè)計

汪寶生1，汪天生2

（1廣東伊之密精密機械股份公司，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)實際需求并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計液壓泵及馬達(dá)測試系統(tǒng)，對其液壓系統(tǒng)原理做了詳細(xì)的介紹，并介紹了其計算機輔助測試系統(tǒng)以及采用LabVIEW軟件編寫系統(tǒng)界面，對設(shè)計安裝好了的測試系統(tǒng)進行測試，取得了良好的效果。

液壓系統(tǒng)；液壓泵；液壓馬達(dá)；計算機輔助測試

1 引言

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

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

圖1 測試臺液壓系統(tǒng)原理圖

2 測試系統(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、泵測試或加載泵油路、馬達(dá)測試油路。

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液壓泵的控制液壓油的來源。油液通過液壓泵7經(jīng)單向閥給被測閉式泵、加載泵、自吸較弱的泵進行供油，其設(shè)定壓力由15-2溢流閥進行設(shè)定。油液通過泵8經(jīng)單向閥輸送給被測泵的控制系統(tǒng)，其控制壓力由15-1溢流閥進行設(shè)定。由于此液壓回路要求穩(wěn)定，脈動性小，可以選擇葉片泵。

2.2 液壓泵測試油路

圖2 輔助油路

圖3 液壓泵測試油路

如圖3所示，當(dāng)被測試泵為開式泵時，由電機帶動的被測泵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)要測泵的排量時啟動二位三通電磁換向閥，不需要測泵的排量關(guān)閉電磁換向閥，這時油液不經(jīng)過流量計，這樣可以延長流量計的使用壽命。當(dāng)被測泵為閉式泵時，被測泵由電機19帶動，經(jīng)整流油路、電磁比例溢流閥、電磁換向閥、直接或流量計、過濾器，最后流回油箱。

2.3 馬達(dá)測試油路

圖4 馬達(dá)測試油路

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、流量計流回油箱，液壓馬達(dá)由液壓加載泵進行加載，通過轉(zhuǎn)速扭矩傳感器檢測出馬達(dá)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。

3 計算機輔助測試系統(tǒng)

計算機輔助測試系統(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)采集卡以及計算機組成，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轉(zhuǎn)換成電信號再將信號放大傳入采集卡供計算機處理。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公司開發(fā)的LabVIEW軟件。LabVIEW（LaboratoryVirtual instrument Engineering）是一種圖形化的編程語言，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)的庫函數(shù)。這是一個功能強大且靈活的軟件。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程都生動有趣。

圖5 計算機輔助測試系統(tǒng)框圖

4 系統(tǒng)測試

圖6為維修后的液壓泵測試結(jié)果顯示界面，被測泵型號為A7VO160LRD/63R-NZB01，此泵由力士樂公司生產(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，立即使排量最小。測試過程中將壓力切斷器調(diào)到31.5MPa。其測試結(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

本測試臺有以下特點：第一，本測試臺將液壓泵、馬達(dá)的測試集成到同一個測試臺節(jié)省了大量的測試空間的同時節(jié)約了成本，使本測試臺性價比更高；第二，采用整流油路，對閉式泵的測試中，測試左右變量時不用人工換向，減輕了勞動強度；第三，本系統(tǒng)采用兩套測量裝置，可以測量雙節(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，測試馬達(dá)是可以自動實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的測試。

圖6 系統(tǒng)顯示界面

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

［2］韓紅宇，呂海杰，徐濤.BM系列液壓馬達(dá)檢測實驗臺的設(shè)計［J］.農(nóng)機化研究2008（1）：91-94.