齿轮泵试容积效率试验台设计
齿轮泵试容积效率试验台设计
1 绪论
在人类对自然规律的探索和认识过程中，科学试验是必不可少的一个重要环节。可以说没有试验也就没有现代科学。当然科学试验中人是一直居于主导地位的。人们在获得感性认识的基础上，必须通过头脑的综合和思维，上升成为理性认识，提出假设和广义的规律性结论。为了检验和验证理性结论的正确性，人们还须主动地、积极地投身到科学试验中去，用理论来指导试验的进行，并由试验结果的分析中来不断充实、验证和发展理论，增加理论的深度和广度。因此，对于每一个献身于科学的人，特别是工程技术人员，都应对所从事的学科中的实验技术给以充分的重视。
科学技术的飞速发展加速了液压技术的进步，扩大了液压技术的应用范围，因而对它的元件和系统的性能要求也就愈来愈高。 齿轮泵是为液压传动提供加压液体的一种液压元件，是整个液压系统的心脏，它的性能直接影响着整个液压系统的性能,它的功能是把动力机(如电动机和内燃机等)的机械能转换成液体的压力能。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。液压系统中常用的泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵3种。齿轮泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀，运转平稳，噪音小，工作压力和容积效率比齿轮泵高，结构比齿轮泵复杂。柱塞泵：容积效率高，泄漏小，可在高压下工作，大多用于大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高，价格贵，对油的清洁度要求高。一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵，如螺杆泵等，但应用不如上述3种普遍。另外，液压泵的性能测试是辨别产品优劣、改进结构设计、提高工艺水平、保证系统性能和促进产品升级的重要手段。因此，为了确定其完整的性能参数、品质指标等所进行的测试、实验工作，也就需要满足更高的要求。这就对液压泵试验台提出更高的要求，此次设计我们主要针对CBN-F300齿轮泵容积效率试验台机械结构及液压系统的出厂试验进行设计。
2 容积效率试验台设计
2.1 齿轮泵试验台的发展状况
在传统测试中，各种设备都是用的机械式的测试设备，其测试精度很不高，不能自动修正，误差累计严重。所使用的液压液也是低级的液压液，没有登记要求，固然测试结果没有很高的准确性。另外，在传统的一些液压试验台对温度没有做到严格的要求，是一种很粗犷的开放环境，温度变化比较大，这就使得测试结果同样变化较大。其次是管接头还没有用上现在的一些新型管式接头，以致产生了很大的外部泄露。最后，随着人工工资的不断上升、齿轮泵的测试项目增多，因此操作过程繁复，运算量大，加上度数视差，测量精度更加难以保证。所以说传统的齿轮泵试验台只能满足测试很低的精度要求，已不满足现代生产对齿轮泵高精度的测试工作了。
在二十一世纪的今天，液压技术本身不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展来不断扩大其应用的领域，以满足不断发展的生产要求。我国的液压及气动技术是在新中国建立后才发展起来的。从1952年上海机床厂试制出我国第一个液压元件—齿轮泵起，迄今大致经历了仿制国外产品、自行设计开发和引进消化提高等几个发展阶段。
近年来，通过技术引进和科研攻关，产品水平也得到提高，研制和生产出了一些具有先进水平的产品，如高压柱塞泵、齿轮泵、叶片泵，通用阀门、叠加阀、电液伺服阀、电气伺服阀，无油润滑气动元件、低功率电磁气动阀等。通过科研攻关，在液压元件和系统CAD、污染控制、比例和伺服技术、故障诊断方面取得了一系列成果。
目前，我国的液压、气动工业已能为冶金、工程机械、机床、化工机械、纺织机械等部门提供品种较为齐全的产品。因而也扩大了液压及气动技术的应用，许多工业部门先后制成了多种液压或气动的专用机械设备，建立了液压及气动元件流水生产线，实现了机械和生产过程的自动和半自动控制，改善劳动条件、提高工效等方面正在发挥着愈来愈大的作用。
应当指出，我国液压、气动工业在产品品种、数量级技术水平上，与国际水平以及主机行业的需求还有不少差距，每年还需进口大量液压、气动元件。因而，国家十分重视液压气动工业的发展，在产业政策中，把液压气动基础元件产品列入机械工业技术改造和生产重点支持之列。
2.2齿轮泵试验台的研究意义
通过摸索设计齿轮泵试验台来给成品齿轮泵做出厂试验，测试成品液压泵的各种性能：如排量检查试验、超载试验、冲击试验、···等，由此来确定齿轮泵的各项性能参数和品质指标等。
齿轮泵是液压系统中将机械能转换为液压能的能量转换元件，它是由原动机驱动把输入的机械能转换成液压能再以压力和流量的形式输送到系统中去。齿轮泵作为液压系统的动力源(或动力元件) 是整个液压系统的心脏它的性能的好坏对整个液压系统有重要的影响并将直接影响到系统的稳定性。随着液压技术和计算机控制技术的进一步发展船舶工程与各类机械工程对高性能高品质液压泵的要求量越来越大，因此对液压泵动态性能测试研究有重要的实际意义。
整个液压容积效率试验台系统可分为液压与控制、测试两大部分。液压系统部分包括液压动力源，液压控制元件，工作台面及被测元件等;而控制、测试系统部分则包含操作、控制、测试系统以及相应的数据库管理及报表功能等。试验台的操作、控制、测试系统主要由计算机、PLC和各类传感器组成，在整个试验过程中负责对系统压力、流量、油温等信号进行监测，并具有数据采集功能。本次设计重点在液压系统。
齿轮泵容积效率试验台主要用于液压泵的出厂检验和部分性测试，计算泵的容积效率参数，依次来判断泵的性能和参数是否符合设计和出厂要求。
齿轮泵容积效率试验台是用于对齿轮泵进行性能测试的，是辨别产品优劣、改进结构设计提高工艺水平保证系统性能和促进产品升级的重要手段。但是齿轮泵性能测试涉及的参数多精度要求高并且有些参数需要间接处理同时测试过程中还有很多相关条件需要保障。齿轮泵的性能测试方法分为仪器仪表加人工的传统方法和机电液一体化与计算机技术相结合的现代方法。目前国内液压泵在出厂前一般所进行的出厂试验比较简单尚无法通过试验数据进行系统性能分析。
3 齿轮泵容积效率试验台元件选择
7.油箱顶盖板顶盖板上应设通气孔，使液面与大气相通。通气孔处应设空气滤清器，它既能 过滤空气，又可利用其下面的滤网作加油时的过滤装置。
8.油箱底板应适当倾斜，并在最低位置处放置放油塞或放油阀。在相壁易见位置设置液面指 示器。在油箱侧壁应开设用于安装、清洗、维护的窗口，平时可用密封垫及盖板封死，需要时打开。
9. 泵吸油管口所装滤油器底面与油箱底面应保持一定距离，其侧面离箱壁的距离应大于3倍 管径，滤油器底面距离油箱底板应大于2倍管径，距离最低液面应大于70mm，以使油液能从滤油器的四周、上下面进入滤油器。回油管口所装的滤油器底面距离最低液面应大于200mm，距离油箱底板距离应大于2～3倍管径，其侧面离箱壁的距离也应大于3倍管径，避免飞溅起泡。回油管口应切成450斜口，以增大出油口面积，其斜口应面向箱壁以利于散热、减缓流速和沉淀杂质。阀的泄漏油管应在油的液面以上，不宜插入油液中，以免增加漏油腔的背压。各进、回油管口通过顶盖的孔，均须装密封圈，以防止油液污染。
10. 油箱的内壁必须进行加工处理。新油箱必须经喷丸、酸洗和表面清洗，其内壁可涂一层与 油液相容的塑料薄膜或耐油涂料。
1 绪论
在人类对自然规律的探索和认识过程中，科学试验是必不可少的一个重要环节。可以说没有试验也就没有现代科学。当然科学试验中人是一直居于主导地位的。人们在获得感性认识的基础上，必须通过头脑的综合和思维，上升成为理性认识，提出假设和广义的规律性结论。为了检验和验证理性结论的正确性，人们还须主动地、积极地投身到科学试验中去，用理论来指导试验的进行，并由试验结果的分析中来不断充实、验证和发展理论，增加理论的深度和广度。因此，对于每一个献身于科学的人，特别是工程技术人员，都应对所从事的学科中的实验技术给以充分的重视。
科学技术的飞速发展加速了液压技术的进步，扩大了液压技术的应用范围，因而对它的元件和系统的性能要求也就愈来愈高。 齿轮泵是为液压传动提供加压液体的一种液压元件，是整个液压系统的心脏，它的性能直接影响着整个液压系统的性能,它的功能是把动力机(如电动机和内燃机等)的机械能转换成液体的压力能。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。液压系统中常用的泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵3种。齿轮泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀，运转平稳，噪音小，工作压力和容积效率比齿轮泵高，结构比齿轮泵复杂。柱塞泵：容积效率高，泄漏小，可在高压下工作，大多用于大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高，价格贵，对油的清洁度要求高。一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵，如螺杆泵等，但应用不如上述3种普遍。另外，液压泵的性能测试是辨别产品优劣、改进结构设计、提高工艺水平、保证系统性能和促进产品升级的重要手段。因此，为了确定其完整的性能参数、品质指标等所进行的测试、实验工作，也就需要满足更高的要求。这就对液压泵试验台提出更高的要求，此次设计我们主要针对CBN-F300齿轮泵容积效率试验台机械结构及液压系统的出厂试验进行设计。
2 容积效率试验台设计
2.1 齿轮泵试验台的发展状况
在传统测试中，各种设备都是用的机械式的测试设备，其测试精度很不高，不能自动修正，误差累计严重。所使用的液压液也是低级的液压液，没有登记要求，固然测试结果没有很高的准确性。另外，在传统的一些液压试验台对温度没有做到严格的要求，是一种很粗犷的开放环境，温度变化比较大，这就使得测试结果同样变化较大。其次是管接头还没有用上现在的一些新型管式接头，以致产生了很大的外部泄露。最后，随着人工工资的不断上升、齿轮泵的测试项目增多，因此操作过程繁复，运算量大，加上度数视差，测量精度更加难以保证。所以说传统的齿轮泵试验台只能满足测试很低的精度要求，已不满足现代生产对齿轮泵高精度的测试工作了。
在二十一世纪的今天，液压技术本身不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展来不断扩大其应用的领域，以满足不断发展的生产要求。我国的液压及气动技术是在新中国建立后才发展起来的。从1952年上海机床厂试制出我国第一个液压元件—齿轮泵起，迄今大致经历了仿制国外产品、自行设计开发和引进消化提高等几个发展阶段。
近年来，通过技术引进和科研攻关，产品水平也得到提高，研制和生产出了一些具有先进水平的产品，如高压柱塞泵、齿轮泵、叶片泵，通用阀门、叠加阀、电液伺服阀、电气伺服阀，无油润滑气动元件、低功率电磁气动阀等。通过科研攻关，在液压元件和系统CAD、污染控制、比例和伺服技术、故障诊断方面取得了一系列成果。
目前，我国的液压、气动工业已能为冶金、工程机械、机床、化工机械、纺织机械等部门提供品种较为齐全的产品。因而也扩大了液压及气动技术的应用，许多工业部门先后制成了多种液压或气动的专用机械设备，建立了液压及气动元件流水生产线，实现了机械和生产过程的自动和半自动控制，改善劳动条件、提高工效等方面正在发挥着愈来愈大的作用。
应当指出，我国液压、气动工业在产品品种、数量级技术水平上，与国际水平以及主机行业的需求还有不少差距，每年还需进口大量液压、气动元件。因而，国家十分重视液压气动工业的发展，在产业政策中，把液压气动基础元件产品列入机械工业技术改造和生产重点支持之列。
2.2齿轮泵试验台的研究意义
通过摸索设计齿轮泵试验台来给成品齿轮泵做出厂试验，测试成品液压泵的各种性能：如排量检查试验、超载试验、冲击试验、···等，由此来确定齿轮泵的各项性能参数和品质指标等。
齿轮泵是液压系统中将机械能转换为液压能的能量转换元件，它是由原动机驱动把输入的机械能转换成液压能再以压力和流量的形式输送到系统中去。齿轮泵作为液压系统的动力源(或动力元件) 是整个液压系统的心脏它的性能的好坏对整个液压系统有重要的影响并将直接影响到系统的稳定性。随着液压技术和计算机控制技术的进一步发展船舶工程与各类机械工程对高性能高品质液压泵的要求量越来越大，因此对液压泵动态性能测试研究有重要的实际意义。
整个液压容积效率试验台系统可分为液压与控制、测试两大部分。液压系统部分包括液压动力源，液压控制元件，工作台面及被测元件等;而控制、测试系统部分则包含操作、控制、测试系统以及相应的数据库管理及报表功能等。试验台的操作、控制、测试系统主要由计算机、PLC和各类传感器组成，在整个试验过程中负责对系统压力、流量、油温等信号进行监测，并具有数据采集功能。本次设计重点在液压系统。
齿轮泵容积效率试验台主要用于液压泵的出厂检验和部分性测试，计算泵的容积效率参数，依次来判断泵的性能和参数是否符合设计和出厂要求。
齿轮泵容积效率试验台是用于对齿轮泵进行性能测试的，是辨别产品优劣、改进结构设计提高工艺水平保证系统性能和促进产品升级的重要手段。但是齿轮泵性能测试涉及的参数多精度要求高并且有些参数需要间接处理同时测试过程中还有很多相关条件需要保障。齿轮泵的性能测试方法分为仪器仪表加人工的传统方法和机电液一体化与计算机技术相结合的现代方法。目前国内液压泵在出厂前一般所进行的出厂试验比较简单尚无法通过试验数据进行系统性能分析。
3 齿轮泵容积效率试验台元件选择
7.油箱顶盖板顶盖板上应设通气孔，使液面与大气相通。通气孔处应设空气滤清器，它既能 过滤空气，又可利用其下面的滤网作加油时的过滤装置。
8.油箱底板应适当倾斜，并在最低位置处放置放油塞或放油阀。在相壁易见位置设置液面指 示器。在油箱侧壁应开设用于安装、清洗、维护的窗口，平时可用密封垫及盖板封死，需要时打开。
9. 泵吸油管口所装滤油器底面与油箱底面应保持一定距离，其侧面离箱壁的距离应大于3倍 管径，滤油器底面距离油箱底板应大于2倍管径，距离最低液面应大于70mm，以使油液能从滤油器的四周、上下面进入滤油器。回油管口所装的滤油器底面距离最低液面应大于200mm，距离油箱底板距离应大于2～3倍管径，其侧面离箱壁的距离也应大于3倍管径，避免飞溅起泡。回油管口应切成450斜口，以增大出油口面积，其斜口应面向箱壁以利于散热、减缓流速和沉淀杂质。阀的泄漏油管应在油的液面以上，不宜插入油液中，以免增加漏油腔的背压。各进、回油管口通过顶盖的孔，均须装密封圈，以防止油液污染。
10. 油箱的内壁必须进行加工处理。新油箱必须经喷丸、酸洗和表面清洗，其内壁可涂一层与 油液相容的塑料薄膜或耐油涂料。
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