常见的液压元件测试台大都采用交流电机作为实验台的动力传动机,交流电机的特点是具有单一转速,并且转速不能调控。这样就给液压元件(特别是液压泵和马达)的测试带来很大不便,单一转速下所测得的数据仅仅是被测对象某一种转速下的数据,这对了解、确定被测对象的综合性能是远远不够的。这是长期以来液压件测试中的一大缺憾。少量也有用可控硅控制直流电机作为传动装置的,能起到变速目的,但因传动装Page2置占地面积大、造价昂贵,很少被采用。本液压元件测试台采用了先进的变频器控制变频电机作为实验台的动力传动机,为测试系统提供5Hz~50Hz较大的转速范围,并可实现无级调控。完全可以满足测试件对转速的要求。而变频电机与功率相同的普通交流电机相比体积一样大小。轻便的变频器更可以方便地布置于控制室内的控制柜下,操作方便。本实验台采用的是日本进口的变频器,标称功率是45kW,额定扭矩为286Nm,恒转矩下可在5Hz~50Hz,恒功率下可在50Hz~100Hz频率范围内实现无级调速。此外,本实验台选用了先进的电液比例控制阀(比例压力阀6,比例流量阀7)来控制系统的压力和流量。也就是说,可以实现在控制室内通过控制输入比例阀的电信号(电流或电压)来控制试验流量和试验压力。先进的比例控制技术不仅测试精度高、准确,而且可实现遥控和无级调控。该测试台比例压力阀的*高工作压力为31.5MPa.由于系统流量既可通过变频器调控、又可通过比例控制阀来调控,因此该实验台也叫“双变量多功能液压元件测试台”。
为简化油路,减少占地面积,系统中的压力阀、流量阀、单向阀及换向阀等元件集中布置在一阀块上(见双点划线所围部分)。另外还设有超载和超温安全保护装置。为确保系统具有恒定试验油温,设置了水冷却器14.实验台液压源在室内布置,其占地面积不能太大。
若按自然散热考虑,由油箱的*小散热面积公式a=H/k(T-T0)(m2)计算确定的油箱体积太大,无法布置。必须设冷却器解决散热问题。冷却器的散热功率H2应等于系统*大发热功率H与油箱散热功率H1之差,即H2=H-H1(W),因此冷却器必需的散热面积A为:A=H2/k$T(m2),(1)式中:$T??油液与冷却水之间的平均温差,$T=(t1+t2)/2-(t′1+t′2)/2;t1、t2??油液进、出口温度,K;t′1、t′2??冷却水进、出口温度,K;k??冷却器的传热系数,W/m2K,多管式k=116W/m2K.
液压系统的各种能量损失,主要是容积损失和机械损失,几乎都转变为热能,使油温升高。系统单位时间发热量可用下式求得:H≈N(1-G)(W),(2)式中:H??系统单位时间发热量,W;N??系统功率,N=45kW;G??系统总效率,取G=0.8.计算结果冷却器面积A为1.6m2,*终选取了型号为2LOFW-A17A的冷却器,其散热面积是1.7m2。
结论该试验台新建刚1a多,已对JBP径向柱塞泵(山西省攻关项目并申报专利)完成了包括型式试验、效率试验、*大排量验证、变量特性试验、自吸试验、噪声试验、超速、超载及冲击试验等各项试验。经实践检验证明,该测试台各项性能指标良好,达到了设计要求。