RU41812U1

RU41812U1 - HYDRAULIC TEST STAND

Info

Publication number: RU41812U1
Application number: RU2004120155/22U
Authority: RU
Inventors: Н.А. Маслов; Н.В. Мокин
Original assignee: Сибирский государственный университет путей сообщения
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2004-11-10

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к устройствам для испытания гидравлических машин, и может найти применение при производстве и ремонте гидромоторов и насосов-гидромоторов, преимущественно на малых ремонтных предприятиях.Техническая задача - повышение точности определения КПД испытываемого гидромотора.Стенд для испытания гидромоторов включает насос, бак, фильтр, предохранительный клапан, соединенный с напорной линией насоса, нагрузочное устройство, выполненное в виде маховика, измерительную систему, содержащую датчик частоты вращения маховика и датчики давления и расхода рабочей жидкости, установленные в напорной линии насоса, соединенные через модуль ввода с вычислительным устройством. 1 ил.The utility model relates to mechanical engineering, namely, devices for testing hydraulic machines, and can be used in the manufacture and repair of hydraulic motors and hydraulic pumps, mainly in small repair enterprises. The technical task is to increase the accuracy of determining the efficiency of the tested hydraulic motor. The bench for testing hydraulic motors includes pump, tank, filter, safety valve connected to the pressure line of the pump, a load device made in the form of a flywheel, a measuring system containing yes snip flywheel speed and pressure sensors, the working fluid flow rate established in the pressure line of the pump connected via the input module to the computing device. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к устройствам для испытания гидравлических машин, и может найти применение при производстве и ремонте гидромоторов и насосовгидромоторов, преимущественно на малых ремонтных предприятиях.The utility model relates to mechanical engineering, namely, devices for testing hydraulic machines, and can be used in the manufacture and repair of hydraulic motors and hydraulic pumps, mainly in small repair enterprises.

Известен стенд для испытания гидромоторов (см. кн.: В.К.Свешников. Станочные гидроприводы. Справочник. М., 1995, с. 423), содержащий нагрузочное устройство в виде порошкового тормоза, насос, бак, предохранительный клапан, соединенный с напорной линией насоса, манометры, термометр, тахометр, обратный клапан, распределитель, мерную емкость для измерения утечек, мерный бак с краном для слива масла.A well-known test bench for hydraulic motors (see book: V.K.Sveshnikov. Machine hydraulic drives. Handbook. M., 1995, p. 423), containing a load device in the form of a powder brake, pump, tank, safety valve connected to the pressure pump line, pressure gauges, thermometer, tachometer, non-return valve, distributor, measuring tank for measuring leaks, measuring tank with a crane for draining the oil.

Недостатками данного стенда является высокая энергоемкость порошкового тормоза, необходимость в его водяном охлаждении, а также высокая стоимость.The disadvantages of this stand are the high energy intensity of the powder brake, the need for water cooling, as well as the high cost.

Наиболее близким аналогом по технической сущности является стенд для испытания гидромоторов (см. кн.: Ю.Ф.Пономаренко. Испытание гидропередач. М., 1968, с. 147), содержащий нагрузочное устройство в виде тормозной гидромашины с регулируемым дросселем, установленным в ее напорной линии, насос, бак, фильтр, предохранительный клапан, соединенный с напорной линией насоса.The closest analogue in technical essence is a test bench for hydraulic motors (see book: Yu.F. Ponomarenko. Test of hydraulic transmissions. M., 1968, p. 147), containing a load device in the form of a brake hydraulic machine with an adjustable throttle installed in it pressure line, pump, tank, filter, safety valve connected to the pressure line of the pump.

Недостатком указанного стенда является то, что КПД тормозной гидромашины неизвестен, а это не позволяет с требуемой точностью определить КПД испытываемого гидромотора и оценить качество его изготовления или ремонта, а также высокая стоимость тормозной гидромашины, что является серьезным препятствием на пути возможного использования стенда на малых ремонтных предприятиях.The disadvantage of this stand is that the efficiency of the brake hydraulic machine is unknown, and this does not allow to determine the required efficiency of the tested hydraulic motor and evaluate the quality of its manufacture or repair, as well as the high cost of the brake hydraulic machine, which is a serious obstacle to the possible use of the stand on small repair enterprises.

Технической задачей, поставленной в настоящей полезной модели, является повышение точности определения КПД испытываемого гидромотора.The technical problem posed in this utility model is to increase the accuracy of determining the efficiency of the tested hydraulic motor.

Эта задача достигается тем, что в стенде для испытания гидромоторов, содержащем нагрузочное устройство, насос, бак, фильтр, предохранительный клапан, соединенный с напорной линией насоса, нагрузочное устройство выполнено в виде маховика, взаимодействующего с испытуемым гидромотором и он снабжен измерительной системой, содержащей датчик частоты вращения маховика и датчики давления и расхода рабочей жидкости, установленные в напорной линии насоса, соединенные через модуль ввода с вычислительным устройством.This task is achieved by the fact that in the test bench for hydraulic motors containing a loading device, a pump, a tank, a filter, a safety valve connected to the pressure line of the pump, the loading device is made in the form of a flywheel interacting with the tested hydraulic motor and it is equipped with a measuring system containing a sensor flywheel speed and pressure and flow rate sensors installed in the pressure line of the pump, connected through an input module to a computing device.

Повышение точности определения КПД испытываемого гидромотора обеспечивается благодаря использованию нагрузочного устройства выпол ценного в виде маховика и измерительной системы, которая позволяет с малой погрешностью определять величину вращающего момента на валу гидромотора, по которой судят о величине КПД.Improving the accuracy of determining the efficiency of the tested hydraulic motor is ensured through the use of a loading device, which is valuable in the form of a flywheel and a measuring system, which allows with a small error to determine the magnitude of the torque on the shaft of the hydraulic motor, which is used to judge the value of the efficiency.

Такое техническое решение позволяет не только повысить точность определения КПД испытываемого гидромотора, но и оценить параметры функционирования гидромотора в диапазоне частот от нулевой до заданной (например, номинальной).Such a technical solution allows not only to increase the accuracy of determining the efficiency of the tested hydraulic motor, but also to evaluate the functioning parameters of the hydraulic motor in the frequency range from zero to the specified (for example, nominal).

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого стенда для испытания гидромоторов в режиме гидромотора.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific implementation. The drawing shows a schematic diagram of the proposed stand for testing hydraulic motors in the mode of a hydraulic motor.

Стенд содержит насос 1, всасывающую 2, напорную 3 и сливную 4 линии, бак 5 с жидкостью, фильтр 6, установленный во всасывающей линии 2, предохранительный клапан 7, соединенный с напорной линией 3, обратный клапан 8, установленный между всасывающей и напорной линиями 2 и 3, маховик 9 с тормозом 10, измерительную систему 11, состоящую из датчика 12 частоты вращения маховика 9, датчиков давления 13 и расхода 14 жидкости, установленных в напорной линии 3 насоса 1 и подсоединенных The stand comprises a pump 1, a suction 2, a pressure 3 and a drain 4 lines, a tank 5 with liquid, a filter 6 installed in the suction line 2, a safety valve 7 connected to the pressure line 3, a check valve 8 installed between the suction and pressure lines 2 and 3, a flywheel 9 with a brake 10, a measuring system 11, consisting of a sensor 12 for the speed of the flywheel 9, pressure sensors 13 and flow rate 14 of the fluid installed in the pressure line 3 of pump 1 and connected

через модуль ввода 15 (выполненный в виде аналого-цифрового преобразователя) к вычислительному устройству 16.through the input module 15 (made in the form of an analog-to-digital converter) to the computing device 16.

Испытываемый гидромотор 17 соединяется с маховиком 9 при помощи шпонки (на черт. не показана).The tested hydraulic motor 17 is connected to the flywheel 9 using a key (not shown in the drawing).

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

Перед началом испытаний ' вал гидромотора 17 соединяют с маховиком 9, вход гидромотора - с напорной линией насоса 3, а его выход - со сливной линией 4.Before starting the test, the shaft of the hydraulic motor 17 is connected to the flywheel 9, the input of the hydraulic motor to the pressure line of the pump 3, and its output to the drain line 4.

При включении насоса 1 возрастающая часть потока рабочей жидкости из бака 5, проходя через фильтр б, идет через насос 1, датчик расходаWhen you turn on the pump 1, the increasing part of the flow of working fluid from the tank 5, passing through the filter b, goes through the pump 1, the flow sensor

4, датчик давления 13 и гидромотор 17, убывающая часть потока проходит через предохранительный клапан 7, а маховик 9, приводимый во вращение валом испытываемого гидромотора 17, разгоняется.4, the pressure sensor 13 and the hydraulic motor 17, the decreasing part of the flow passes through the safety valve 7, and the flywheel 9, driven into rotation by the shaft of the tested hydraulic motor 17, is accelerated.

Сигналы с датчиков 12 частоты вращения маховика 9, давления 13 и расхода 14 поступают через модуль ввода 15 на вычислительное устройство 16, где с малым шагом Δt регистрируются текущие значения расхода, давления жидкости на входе гидромотора и частоты вращения валов гидромотора 17 и маховика 9. По приращению угловой скорости Δω_м за промежуток времени Δt вычислительное устройство 16 определяет текущие значения углового ускорения разгона 6 вала гидромотора и маховика, а затем и среднее за время Δt значение вращающего момента Т_М на валу гидромотора. Текущие значения КПД гидромотора вычислительное устройство 16 определяет по совокупности вышеперечисленных параметров:The signals from the sensors 12 of the rotational speed of the flywheel 9, pressure 13 and flow rate 14 are fed through the input module 15 to the computing device 16, where, with a small step Δt, the current values of the flow rate, fluid pressure at the inlet of the hydraulic motor and the speed of the shafts of the hydraulic motor 17 and the flywheel 9 are recorded. increment of the angular velocity Δω _m for the period of time Δt, the computing device 16 determines the current values of the angular acceleration of acceleration 6 of the shaft of the hydraulic motor and the flywheel, and then the average time Δt of the torque T _M on the shaft of the hydraulic motor. The current values of the efficiency of the hydraulic motor, the computing device 16 determines the totality of the above parameters:

где Р_м ^вых и Р_м ^вх - мощность на выходе (на валу) и входе (в напорной линии) гидромотора;where R _m ^o and R _m ^I - output power (on the shaft) and inlet (in the pressure line) of the hydraulic motor;

Т_м и n_м - вращающий момент и частота вращения вала гидромотора;T _m and n _m - torque and frequency of rotation of the shaft of the hydraulic motor;

Р_м ^вых и Р_м ^вх - давление жидкости на входе и выходе (в сливной линии) гидромотора;R _m ^o and R _m ⁱⁿ - fluid pressure at the inlet and outlet (in the drain line) of the hydraulic motor;

Q_м ^вх - расход жидкости на входе гидромотора.Q _m ^I - the fluid flow rate at the inlet of the hydraulic motor.

Определение КПД испытываемого гидромотора осуществляется по угловому ускорению разгона е и моменту инерции маховика I:The efficiency of the tested hydraulic motor is determined by the angular acceleration of acceleration e and the moment of inertia of the flywheel I:

где Т_П- момент сил трения в подшипниковых опорах маховика.where T _P - the moment of friction in the bearings of the flywheel.

Величины I и Т_П имеют постоянное значение и во время испытаний не меняются.The values of I and T _P have a constant value and do not change during the tests.

Угловое ускорение разгона вала гидромотора и маховика:Angular acceleration of acceleration of a shaft of a hydraulic motor and a flywheel:

где ω_М и n_М - угловая скорость и частота вращения вала гидромотора;where ω _M and n _M are the angular velocity and frequency of rotation of the shaft of the hydraulic motor;

t - время;t is the time;

Δn_м и Δt - приращение частоты вращения вала гидромотора и соответствующее ему приращение времени.Δn _m and Δt is the increment of the rotational speed of the hydraulic motor shaft and the corresponding time increment.

Измерение величин Δn_м и Δt с малой погрешностью обеспечивает высокую точность расчетов по формулам (1), (2), (3), по которым вычислительное устройство 16 строит графики изменения главного диагностического параметра - полного КПД в функции времени η=f(t) и частоты вращения вала гидромотора η=f(n_м).Measurement of Δn _m and Δt with a small error provides high accuracy of calculations according to formulas (1), (2), (3), according to which computing device 16 constructs graphs of changes in the main diagnostic parameter - total efficiency as a function of time η = f (t) and the rotational speed of the hydraulic motor shaft η = f (n _m ).

В качестве дополнительного диагностического параметра гидромотора используется гидромеханический КПД гидромотора:As an additional diagnostic parameter of the hydraulic motor, the hydromechanical efficiency of the hydraulic motor is used:

где q_м- рабочий объем гидромотора.where q _m is the working volume of the hydraulic motor.

Повышение точности измерения гидромеханического КПД гидромотора обеспечивается аналогично полному.Improving the accuracy of measuring the hydromechanical efficiency of the hydraulic motor is provided similarly to the full.

По результатам расчетов по формулам (1), (2), (3), (4) вычислительное устройство 16 строит графики изменения дополнительного диагностического параметра - гидромеханического КПД в функции времени η_MГМ=f(t) и частоты вращения вала гидромотора η_MГМ=f(n_м).According to the results of calculations by formulas (1), (2), (3), (4), computing device 16 constructs graphs of changes in an additional diagnostic parameter — hydromechanical efficiency as a function of time η _MGM = f (t) and motor speed η _MGM = f (n _m ).

По полученным графикам η=f(t), η=f(n_м), η_мгм=f(t) и η_мгм=НА,) судят о качестве изготовления или ремонта гидромотора.According to the obtained graphs η = f (t), η = f (n _m ), η _mgm = f (t) and η _mgm = ON,) judge the quality of manufacture or repair of the hydraulic motor.

По окончании испытаний насос 1 отключают, а остановку маховика 9 и гидромотора 17 производят тормозом 10. При торможении маховик 9 вращает вал гидромотора 17 и переводит его в режим насоса, при этом жидкость из бака 5, проходя через фильтр 6, идет через обратный клапан 8, датчик расхода 14, датчик давления 13, гидромотор 17.At the end of the test, the pump 1 is turned off, and the flywheel 9 and the hydraulic motor 17 are stopped by the brake 10. When braking, the flywheel 9 rotates the shaft of the hydraulic motor 17 and puts it into pump mode, while the liquid from the tank 5, passing through the filter 6, goes through the check valve 8 , flow sensor 14, pressure sensor 13, hydraulic motor 17.

Стенд целесообразно использовать для испытания быстроходных гидромоторов (аксиально-поршневых, пластинчатых, шестеренных). Уменьшить момент инерции маховика для тихоходного, например, радиально-поршневого или героторного гидромотора можно повышением частоты вращения маховика с помощью мультиплицирующей передачи.It is advisable to use the stand for testing high-speed hydraulic motors (axial-piston, plate, gear). To reduce the moment of inertia of the flywheel for a slow-moving, for example, radial-piston or gerotor hydraulic motor, you can increase the speed of the flywheel using a multiplier transmission.

Использование нагрузочного устройства, выполненного в виде маховика, соединенного с валом испытуемого гидромотора и измерительной системы обеспечивает:The use of a load device made in the form of a flywheel connected to the shaft of the tested hydraulic motor and the measuring system provides:

1. Высокую точность определения КПД испытываемого гидромотора без применения дорогостоящих измерителей крутящего момента.1. High accuracy in determining the efficiency of the tested hydraulic motor without the use of expensive torque meters.

2. Возможность оценки параметров функционирования гидромотора в широком диапазоне частот.2. The ability to evaluate the parameters of the hydraulic motor in a wide range of frequencies.

3. Снижение стоимости испытательного стенда, при возможности получения диагностической информации, достаточной для сравнения с нормируемыми показателями назначения.3. Reducing the cost of the test bench, with the possibility of obtaining diagnostic information sufficient to compare with the normalized indicators of appointment.

Claims

A stand for testing hydraulic motors comprising a pump, a tank, a filter, a safety valve connected to the pressure line of the pump and a load device, characterized in that the load device is made in the form of a flywheel, and it is equipped with a measuring system comprising a flywheel speed sensor and pressure sensors and the flow rate of the working fluid installed in the pressure line of the pump, connected through an input module with a computing device.