GB/T 41980.2-2022 液压传动 系统和元件中压力波动的测定方法 第2部分:液压泵(简化法).pdf

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GB/T 41980.2-2022 液压传动 系统和元件中压力波动的测定方法 第2部分:液压泵(简化法).pdf

4q √πK√Pmir

使用该节流孔直径进行测试,将使泵出口压力近似等于Pmx 9.9 终端节流孔应位于测试管路末端的接头人口处,避免在测试管路末端和终端节流孔人口间产生任 何显著容腔。 9.10 )终端节流孔下游的管路内径应大于5D,。

10.1安装直径为D。.m的测试管路终端节流孔,按9.7的要求确定。 10.2打开压力表开关,将泵转速和人口油温调整到所需的测试值。 10.3测量并记录实际的泵出口平均压力。 10.4关闭压力表开关。 10.5测量压力波动的谐波分量。只记录泵激频率的前10个谐波。记录每个谐波的峰值。舍弃高于 2.5kHz或fmx(取较小值)的任何谐波。 10.6按照9.9的规定,关闭被试泵并安装直径为Do.min的测试管路终端节流孔,重复10.2~10.5。 10.7如果需要泵出口平均压力在Pmn和Pmx之间的压力波动数据,则在Do.min和Do.mx范围内尽可能 选用较多的测试管路终端节流孔直径,并对每个终端节流孔重复10.2~10.5。 10.8如果需要其他测试条件(即驱动转速、被试泵排量、油温等)下的压力波动数据,则按9.5确定测 试管路直径,按9.7和9.8确定终端节流孔直径,并对新的测试管路重复10.2~10.7。8.2~8.4的要求 应与相应的测试管路直径、终端节流孔直径和工作条件匹配。

名企住宅机电安装工程专项培训,标准化示范!85页可下载.pdf11.1记录10.5中被试泵各运行条件下获得的泵激频率的谐波。该数据在报告中作为压力波动的幅 值(即峰峰值的1/2)。 11.2计算f~fm或2.5kHz(取较小值)之间泵激频率的整数谐波的整体RMS(均方根)平均压力波 动幅值。舍弃10次谐波以上的压力波动测量值。可以通过公式(12)计算:

11.3 所有压力波动测量和试验条件应按照GB3100的单位表示。 11.4 报告中试验信息和条件应使用附录B中的表格。

P²+²+p+..+p² RMS 一 八 2

GB/T 41980.2—2022

当选择遵守本文件时,宜在测试报告、产品样本和销售文件中使用以下说明: “压力波动测试符合GB/T41980.2一2022《液压传动系统和元件中压力波动的测定方法 第2 部分:液压泵(简化法)》”

当选择遵守本文件时,宜在测试报告、产品样本和销售文件中使用以下说明: “压力波动测试符合GB/T41980.2一2022《液压传动系统和元件中压力波动的测定方法 第 :液压泵(简化法)》”

GB/T41980.2 2022

附录A (资料性) 被试泵压力波动测试过程的说明

本文件可通过简单的测试直接提供无压力偏差的泵的压力波动测量。本文件类似于 ANSI/(NFPA)T2.7.2:1995[7,该方法适用于许多常用工业液压泵压力波动的测量,其适用的频率和 压力范围没有本文件广泛,但测试数据可进行有效对比,有利于选择对噪声有特殊要求的泵。当被试泵 运行在其预期应用的环境中时,本文件规定的方法也可以使用,以便与制造商的实验室测量进行比较。

A.3本文件测试流程说明

假设小直径(标准尺寸)的短钢管和节流孔连接到泵的出口端,当管路和孔口的复合阻抗Z大于 被试泵的源阻抗Zs时,测得的压力波动不受测试管路的影响,只依赖于被试泵产生的压力波动特性。 测试管路如图A.1所示

GB/T 41980.2—2022

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图A.1测试回路原理图

图A.2 液压回路阻抗的表达形式

图A.2中的距离r和L表示传输管路的测量结果,特征阻抗Z。与泵出口腔和终端节流孔阻抗 Z直接相关。泵源阻抗由Zs表示。 通过区分孔上压降的方程,可以得到终端节流孔阻抗公式(A.1):

公式(A.1)在CLAAR2和THEISSEN等3对频率高达450Hz的可调节流阀进行的测试中得到 独立验证。McCANDISH等表明,这种节流阀的阻抗在高频下可能低于公式(A.1)所描述的阻抗, 般认为这种影响可能是由于在这些阀人口处容腔造成的。本文件采取了相应措施避免这种效应出现在 终端节流孔Z的容腔中。通过这种措施,公式(A.1)适合4kHz频率下压力波动的测量。 KELLER通过管路长度L、特征阻抗Z。和终端节流孔阻抗Z给出了计算液压流动阻抗的公 A?

星压力损失和管路的泄漏为零,则可以通过公式(

Zrcos()+jZosin() Ze=Zo Zcos()+jZsin()

EDGE6证明泵源阻抗Zs是一条短的变化线,并具有与公式(A.2)相同的形式。假设泵出口腔的 特征阻抗Zos与泵出口通道直径Ds相关,管路长度由泵出口通道长度Ls确定,终端节流孔阻抗Zrs取 决于平均泵出口压力与该压力下平均流量损失之比(即基于泵的容积效率),泵源阻抗可通过公式 (A.4)计算:

包含传输管路效应回路阻抗如图A.3所示,

Zrscos()+jZossin() Zs=Zos Zoscos()+jZrssin() Zos ZTs=

Zos= 4pc πD? ZTs= p q(p)

图A.3 包含传输效应回路的阻抗表示

通过公式(A.7)计算测试管路人口处的压力波动幅值(即连接出口的传输管路的人口处)

QsZsZE Zs+Z

QsZsZe的乘积无限大(相当于堵塞出口)时,泵出口会产生压力波动。测试管路入口处的压力波 动幅值P:与理论高阻抗压力波动幅值P:的比值,可以通过推导得到公式(A.8):

PE PB Zs+ZE

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公式(A.8)中压力波动比PE/PB仅取决于泵出口处的液压流动阻抗Ze和泵源阻抗Zs。如果ZE 比Zs大很多,则压力波动比几乎为1(即0dB),且泵出口测得的压力波动几乎等于理论高阻抗压力 PB。Ze>Zs的情况后文称为“低误差”。如果可以获得Zs的测量值,则可通过公式(A.9)计算泵的流 量脉动幅值Qs。 典型泵回路中的关系如图A.4所示。

在这些回路中,管路内径D,约为泵出口通道直径Ds的1.1倍,测试管路长度L,约为泵出口通道 长度Ls的4.6倍。这种出口回路对于此类泵的典型用户安装是常见的。在两个频率范围中测试管路 输人阻抗Ze小于泵源阻抗Zs。这两个范围是0.02kHz~1.2kHz以及1.75kHz~2.25kHz。在这些 范围内,测得的压力波动误差非常大。甚至在Z大于Zs的频率范围的其余部分,也不会使误差减小。

图A.5高频率的影响

上,如果L=Ls,则Ze和Zs曲线几乎以相同的临界频率平行。此外,如果D=Ds且LL=Ls,则ZE 将具有与所有频率对应的Zs相似的形状和幅值。在这种情况下,Ze和Zs的形状只会因为它们各自 的终端阻抗的大小而有所不同。 由公式(A.2)和公式(A.3)可知,当管路直径D远小于Ds时,使得Ze相对于泵源阻抗Zs较大。 因此选择小直径且长度较短的测试管路可减小测试误差。图A.6显示了选择D,=0.28Ds和LL= 1.0Ls时的影响结果。 图A.6显示,在100Hz~2.5kHz频率范围之间,泵出口处测得的压力波动与理论高阻抗压力波动 之间的差异非常小。

图A.6泵出口测量值和高阻抗压力波动的比较

下是本文件所使用的原则。测试管路的直径按9.5中的计算公式选择,以便使其特征阻抗Z。等 口平均测试压力下的终端阻抗ZT。

Zo=ZT 城 2pcg D= 2 πp

单一管路测试过程中允许压力从Pmn到Pmx变化。在9.5中用(Pmin+Pmx)/2作为Zo=Z的压 力,并用它代替公式(A.12)中平均测试压力p,可得:

以这种方式选择管路直径具有提高Ze和Zs相关性的作用,并且Ze随频率的变化相对较小。 图A.7为根据公式(A.13),取管路直径D.为2mm~32mm范围内的不同值时所对应的流量和平均测 试压力的关系曲线。其中声速c和流体质量的密度p分别为1302m/s和908kg/m”。 测试管路长度按9.6中的公式选择,以便测试管路内的一阶谐振频率与泵源阻抗的一阶谐振频率 一致,此处为L.=Ls的位置。这使Ze和Zs的临界频率相等,减少了这两条曲线相交的次数,从而减 少了测量误差。

8.2中,泵的出口压力最小值Pmin,是指低于该压力时,在泵的基频f下公式(A.8)中压力波动 幅值大于一3dB。类似的,8.3的最大频率上限fmax是在泵出口压力为Pm时压力波动比率的幅 一3dB的频率。在A.3中描述了最小压力和最大频率公式的推导

图A.7不同管径下流量和平均测试压力的变化曲线

根据ISO10767早期版本的本文件测试的轴向柱塞泵,其压力波动平均值的均方根(RMS)与泵日 平均压力的关系如图A.8所示。它显示了从基频到4kHz的被试泵压力波动的所有谐波的整 S平均值。图A.8中的两条线是驱动轴转速分别为1500r/min和1800r/min时所采集的数据。

平均压力波动的均方根(RMS)与泵的出口压力

这些压力波动数据的谱分布和泵源阻抗的相关理论知识是预测其他阻抗管路中泵压力波动的必要 内容。

从公式(A.8)中测得泵出口压力波动与理论高阻抗压力波动之比为:

由公式(A.14)和公式(A.15)得:

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ZE 1 Ze+Zs √2

当回路终端节流孔阻抗Z近似等于测试管路特征阻抗Z。时,具有终端阻抗的传输管路的人口阻 抗Z:近似等于其在管路谐振频率附近时的终端节流孔阻抗ZT。

由公式(A.4)得到的泵源阻抗Zs的一般公式为

Zrscos()+jZossin() Zs=Zos Zoscos()+jZrssin()

如果泵的容积效率较高(即当ZTs>>Zos时),则泵源阻抗Zs可简化为如下形式:

求解方程(A.22)可得频率表达式如下

cos()+isin() Zgcos()+isi() [cos()] Zs=Zos [isi(%)] 4.pc Zs = πDjtan(s)

中的Zs是关于频率的周期函数,在下列情况时

当误差等于一3dB时,频率分布将略高于或低于频率最大值w.mx,为计算误差等于一3dB时的泵 出口压力,将公式(A.17)和公式(A.21)代人公式(A.16)中得:

弛 1 √ πDjtan() g)+ 4pc πDtan()

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() 1 ..….(A.26) (2)+] xDita() 4pc ()= 4pc [πD3tana() ·( A.27 ) 2p 4pc πD'tan() (A.28) q 2pcq p (A.29) πDstan(%s)

() ()+ 4pc [πxDstan() ()= 4pc [πD'ta() 2p 4pc q πD'tan() 2pcq P πDtan(s)

在泵的基频为f,泵的被测压力波动与高阻抗压力波动之差为一3dB时的泵出口测试压力的最小 值为:

2pcq πDstan( (2πfLs

在任何泵出口压力大于或等于Pmn时,从f升高到频率略低于泵源阻抗的二阶共振频率的误差 一3dB。这是f之上的下一个更高的频率,其中被测压力波动与高阻抗压力波动之间相差在 dB以上。该最大频率fm低于泵源阻抗的二阶共振频率等于f,可通过公式(A.31)计算。

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DB11/T 948.3-2013标准下载A.9 被测压力波动与背压压力波动的比例曲线

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表B.1~表B.3给出了测试报告的样表。

50米T梁预制施工方案表B.1~表B.3给出了测试报告的样表。

表B.1被试泵压力波动测试信息表

表B.2被试泵压力波动测试条件表

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