液压马达加载测试系统设计

摘 要：在国内外液压试验台研究现状的基础上，设计了液压马达精准性能的加载测试系统，对总的设计系统原理图以及电控图等进行了详尽的设计、计算以及选型。

关键词：液压试验台；液压泵；液压马达；性能测试

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.068

1 液压马达加载性能测试系统原理

液压马达测试过程中，主要性能指标包括额定输出压力，给定额定输出压力时的额定输出流量，马达的容积效率及其总体效率水平；液压马达的输入输出功率的额定值、转速的额定值及最低转速等内容[1]。

（1）液压马达加载测试系统设计原理。采用双向液压马达以及双向泵试验系统作为液压试验台的方案，具体规划如下：①供油系统。被试马达的油液由液压站高压柱塞泵提供，在控制室内调节比例泵控制器即可对高压柱塞泵进行变量控制。②加载系统。双向液压泵用于实现加载系统，系统的加载压力通过调节电磁比例溢流阀的电流来改变。辅助泵用于调节节流阀组向加载泵低压侧供油。③信号采集系统。液压泵和马达处的参数由转速传感器测出转速、扭矩和功率。液压油路中的各种参数的测定由压力传感器和温度传感器测出。（2）液压试验台的设计。由于液压系统的特殊工况，液压试验台采用分布式结构设计：试验台的动力源装置、控制装置、测试仪表及传感器和电气控制部分均采用分体式结构单独设计，通过油管、电缆线等把各个部分联系起来。

2 液压动力装置的选型与计算

（1）液压泵选型计算。确定液压泵最大工作压力。液压系统压力Pp应该小于液压泵最大工作压力P1与液压泵出口到液压执行元件的总压力损失之和。确定液压马达最大流量。被测试液压马达的最大流量Qmax应小于液压泵的流量Qp。确定液压泵规格。液压泵的额定压力应比求得的液压泵的最大工作压力大25%～60%，这里按25%，则系统中所使用的液压泵的额定压力为P0≥44MP，液压泵的最大工作压力Pp≥35.2MP，液压泵的流量Qp≥424L/min，根据液压泵的流量范围和液压压力，选A7V355MA型斜轴式轴向柱塞变量泵。

同理，液压泵选A7V160斜轴式轴向柱塞泵，补油泵选YB型叶片泵。

（2）与液压泵相匹配的电动机的选型。液压泵驱动电动机是根据液压泵的驱动功率进行选择的。与液压泵相匹配的电动机额定功率NH不小于157Kw；所选电动机的额定转速要与液压泵转速相匹配，nN=1500r/min。故选用Y系列（IP44）三相异步电动机。同理，与液压泵相匹配的电动机型号选Y180L-4型三相异步电动机；补油泵相匹配的电动机型号选用Y系列三相异步电动机Y160L-6[2]。

3 各类液压元件的选型

（1）各类控制阀的选型。液压阀根据系统工作压力和通过该阀的最大流量来选择。液压泵的最大流量确定溢流阀规格；通过最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求确定节流阀和调速阀；控制阀的额定流量要比实际的流量大。液压试验台加载时液压马达的额定压力定为20MPa，沿程压力损失根据经验定为1MPa，则电磁换向阀选择4WRZ30B型。（2）管路的选择。液压系统中元件与元件之间的连接和载能工作介质的输送借助于管路、软管、油路块孔道来实现。管道内径d=77.45mm ，油管选用80×12（外径80mm，壁厚2mm）无缝钢管。压油管路和回油管路的液压油流速分别选为6 m/s和2.6 m/s，压油管选取40×7无缝钢管，回油管选取65×8无缝钢管。

4 电控系统设计

被试泵的驱动电机较大所以启动时应采用Y-降压启动，且各个电机的启动顺序也不相同所以要设计电气控制系统，方便对各个电机的控制。电控系统布置如下图所示[3]。

图中五台电机依次是主电机、冷却电机、补油电机、控制油回路电机、调零电机。由于主电机的功率较大，启动时应该采用Y-降压启动。五台电机的启动顺序应该是辅助电机先启动主电机最后启动，而其他四台电机启动顺序无先后要求，为简化控制回路，设计这四台辅助电机同时启动。

5 总结

液压实验台作为一种检测液压元件的必须设备，可对液压泵，液压马达，液压阀等各种液压元件进行测量。本文主要针对液压马达的各项性能设计一套加载测试系统，包括对总设计系统原理图以及电控图等进行设计、计算以及选型。本加载测试系统操作方便，灵敏度高，为工业和科研中液压马达的精准性能测试提供了一种高精度的测试方法。