液压传动教学实验中的液压泵性能实验

　　液压传动是一种用液体压力能来传递动力的传动方式,它具有功率密度大,工作平稳、便于实现频繁换向,易于实现过载保护、自润滑、寿命长,易于实现无级调速,易于实现自动化和元件的标准化及系列化等优点,因此在机床、飞机、船舶、工程机械、军事装备和钢铁工业机械中有着广泛的应用。目前国内的工科院校中多设有《液压传动》课,这是一门应用性很强的课程,因此实验课在这门课程的教学中起着非常重要的作用[1-2]。

　　在液压传动课程中液压泵是重点讲授的内容,大多数学生在液压传动的课堂教学当中对液压泵的性能有了初步的认识,他们知道液压泵是液压系统中将机械能转变为压力能的装置,其性能的优劣直接影响到液压系统的性能。但是对于机械设计制造及其自动化专业的本科生来讲,仅仅知道这些是不够的,有必要加深对液压泵性能的理解,使其掌握液压泵相关性能的影响因素和测试方法。基于此,某大学在《液压传动》课程中开设了液压泵性能测试实验。从学生反馈的信息来看,此实验的开设达到了开设之初的目的[3-4]。

　　1　液压泵性能实验

　　1·1　实验目的

　　(1)通过该实验使学生了解液压泵压力建立过程;

　　(2)通过该实验使学生了解液压泵的性能;

　　(3)使学生学习测量液压泵的压力、流量、效率、功率的方法。

　　1·2　实验装置及原理

　　(1)实验装置

　　液压泵性能实验是在液压泵/阀性能实验台上进行,其液压系统原理见图1。

　　在图1中M为交流电动机,作为能源装置带动液压泵YB为系统供油;先导式溢流阀Y1用于给液压泵加载,以建立起系统的压力;压力表P1用于测量液压泵YB的出口压力;流量计LC用于测量通过溢流阀Y1的流量q,即液压泵YB的输出流量。通过测量电动机的反作用力矩T和转速n可求得供给液压泵YB的功率。

　　(2)液压泵性能

　　液压泵的性能主要包括流量与容积效率特性、转矩与机械效率特性、功率与总效率特性。

　　①流量与容积效率特性

　　液压泵的实际输出流量q随着其工作压力p的提高而下降,其原因是泄漏量Δq随其压力的提高而增大,即液压泵的实际输出流量为

　　q =q_t-Δq =q_t-kp

　　式中:k为液压泵的泄漏系数, m⁵/(S·N)。

　　液压泵的容积效率ηvp是液压泵在不同工作压力时的实际流量q与理论流量qt的比值

　　②转矩与机械效率特性

　　液压泵的输入转矩为

　　T =Tt+TL

　　式中:Tt为液压泵的理论转矩, N·m;