机电一体化 液压试验台

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扭矩传感器选型：
超速试验转速达到2700转，超载实验转矩约为1500N.m，选用JC2C型扭矩转速
传感器。额定转矩为2000N.m，使用转速范围为0~4000r/min。
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继电器选型：
冲击实验要求连续做10万次，冲击周期短， 换向阀就要来回切换10万次，普通的继电器触点 很快就会烧坏，本试验台选用固态继电器。 固态继电器，它是用半导体器件代替传统电 接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开 关器件，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入 控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输 入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出 端就能从断态转变成通态。 固态继电器工作可靠，寿命长，无噪声，无火花， 无电磁干扰，开关速度快，抗干扰能力强，且体 积小，耐冲击，耐振荡，防爆、防潮、防腐蚀， 以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。主 要不足是存在通态压降（需相应散热措施），有 断态漏电流，交直流不能通用，触点组数少。
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实验要求
中华人民共和国机械行业标准《JB/T 7043-2006》， 轴向柱塞泵耐久性要满足以下要求：
为了减小试验时间，一般不采用第一种方案。在进行 耐久实验前要先做额定工况的容积效率试验。耐久 实验完成后再次做效率试验，对比实验前后的效率 变化。
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实验要求
中华人民共和国机械行业标准《JB/T 70432006》，效率试验的做法如下：
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流量计选型：
本22吨柱塞泵的工程排量为224ml/r,超速试验时，转速可达2700r/min,所以瞬 时流量可达600L/min,即36m³ /h,所以选用8~40m³ /h椭圆齿轮流量计，4~20mA标准 电流信号输出型，为了保证流量计不被卡死，流量器前面需要安装配套的Y型过 滤器。漏损流量很小，选用小量程椭圆齿轮流量计。
泵耐久试验台机电系统设计
报告人：王天超（王总）
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提纲



试验台研发目的 实验要求 液压系统分析设计 设备选型 设备安装注意事项 控制系统设计 软件开发
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试验台设计的目的和意义

为试验22吨液压轴向柱塞泵的耐久性是 否符合中华人民共和国机械行业标准 JB/T 7043-2006，以及研究柱塞泵的其 它性能指标，因此设计了该试验台来测 试柱塞泵的各项性能。
温度传感器选型：
油箱油温、冷却水温和出口油温的测量均选用插入式，铠装两线制 Pt100,4~20mA 标准电流信号输出型温度传感器，三者的插入杆深度不同。测量油箱 油温传感器插入杆比较长，真正测量的是入口油温。
污染度（颗粒度）传感器选型：
油液污染度是指单位体积油液中固体颗粒污染物的含量，及油液中固体颗 粒污染度的浓度。对于其他污染物，如水和空气，则用水含量和空气含量表述。 油液污染度是评定油液污染程度的重要指标。 ISO4406:1999规定，对于用自动颗粒计数器的污染度等级采用>4μm，>6μm 和>14μm三个尺寸范围内的颗粒浓度等级来表示。对于用显微镜计数法，仍用 >5μm和>15μm的颗粒浓度等级表示。 本实验台选用24V供电，4~20mA输出，丝线制自动颗粒计数器，4~20mA 信号对应的>6μm标准的污染度等级，对应的等级量程为0~26。
仪器间通讯
1、PLC与平板电脑通讯：通讯工业以太网通讯，介质STP网 线。 2、噪声仪与平板电脑通讯：RS232串口 ，介质为自制串口 线（2357引脚，收发对调） 3、扭矩仪二次仪表与平板电脑通讯：RS232串口，介质为自 制串口线（235引脚） 4、采集模块ADAM4117与通讯模块ADAM4520之间通讯： 485口。 5、通讯模块ADAM4520与平板电脑通讯：RS232串口，介质 为自制串口线（235引脚） 6、二线、三线、四线制传感器与二次仪表通讯（接线）。
设备安装注意事项




Байду номын сангаас

电机主轴、扭矩仪主轴、被试泵主轴、马达主轴有较高 的同轴度。主轴线比较长，不能使用刚性联轴器。要使 用有弹性元件的挠性联轴器。 椭圆齿轮流量计，齿轮轴要保持水平。减少磨损，保证 使用精度，延长使用寿命。 高压测传感器的安装不但要使用生料带，平面密封时要 使用组合垫，有沉孔时要使用O型圈。 高压测温度传感器要使用高压套筒。既能防止泄露，又 能保护传感器。 高压柜安装位置要远离实验人员工作地点。
设备安装注意事项





电机主轴、扭矩仪主轴、被试泵主轴、马达主轴有较高 的同轴度。主轴线比较长，不能使用刚性联轴器。要使 用有弹性元件的挠性联轴器。 椭圆齿轮流量计，齿轮轴要保持水平。减少磨损，保证 使用精度，延长使用寿命。 高压测传感器的安装不但要使用生料带，平面密封时要 使用组合垫，有沉孔时要使用O型圈。 高压测温度传感器要使用高压套筒。既能防止泄露，又 能保护传感器。 高压柜安装位置要远离实验人员工作地点。
数字量输出输出通道
开关量输入点数： PLC：16点（+24V） 开关量输出点数： PLC：16点（+24V） 模拟量输入点数： PLC：8点（4~20mA可通过软件设置为其它标准模拟量信 号） ADAM4117：8点（4~20mA，可通过跳线调整为0~10V模拟 信号） 模拟量输出点数： PLC：4点（4~20mA或0~10V，由接线方式决定）
软件开发
软件开发采用LabWindows CVI开发平台，使用C语言编程。
主控界面：
参数设置：
实时数据及曲线
自由实验：
空载实验：
效率实验：
满载、超载实验：
冲击实验：
数据记录查看与绘图分析：
变压力效率试验 变油温效率试验 变转速效率试验
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满载试验：
超载试验：
超速试验：
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冲击试验：
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设备选型
变频器和电机选型：
选择160KW变频器，也选用额定功率为160KW的电机，定制的双输出轴的电 机。（国产电机外形大，震动和噪音更大，110dB）
压力传感器选型：
出口油压：泵的额定压力位35MPa,超载实验时压力可达到43.75MPa,故选 用量程为0~60MPa的压力传感器；做冲击实验时要求实时性高，采速率要高达 100次/s,所以要选择响应时间小于10ms的压力传感器。 入口真空度：轴向斜盘式柱塞泵的自吸能力标准要求大于等于16.7kPa,而 油箱液面高于泵入口，是正压，选用-50kPa~+50kPa的压力传感器，实时性要 求不高，选用响时间100ms的压力传感器 冷却水压：冷却水压小于1MPa（100m水柱）,选用0~10MPa正压传感器。 三种压力传感器均为，两线制4~20mA输出。