(高清版)GBT 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）

第2部分：液压泵(简化法)Part2:Simplifiedmethodfo国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T41980.2—2022 I Ⅱ 1 1 1 2 3 3 3 410测试步骤 511数据表示 12标注说明 6附录A(资料性)被试泵压力波动测试过程的说明 7附录B(规范性)测试报告样表 I Ⅱ 1液压传动系统和元件中第2部分：液压泵(简化法)GB/T786.1流体传动系统及元件图形符号和回路图第1部分：图形符号(GB/T786.1—GB/T17446流体传动系统及元件词汇(GB/T17446—2012,ISO5598:2008,IDT)GB/T41980.1液压传动系统和元件中压力波动的测定方法第1部分：液压泵(精密法)ISO9110-1液压传动测量技术第1部分：通则(Hydraulicfluidpower-Measurementtech-niques—Part1:Generalmeasurementprinciples)2Bc流体中的声速(修正值)EKZn谐波数n=1,2,3…N压力波动的n次谐波幅值(即峰峰值的1/2)压力波动谐波从f₁到fma的均方根(RMS)平均值最大的泵出口测试压力最小的泵出口测试压力qPt35.3压力波动的谐波分量应建立为频率的函数，可使用快速傅里叶变换(FFT)窄带频谱分析仪来实现。根据ISO9110-1,分析应满足最小10kHz6一般规定警告：管路压力取决于测试回路中泵的流量和节流孔的尺寸。过小的节流孔尺寸可能导致极高的7.1Ds和Ls的值可通过以下方式获得：a)使用泵出口的直径作为Ds的近似值，并使用公式(2)从泵出口腔容积Vs的滴定测量值计 (2)c)按测量被试泵内部阻抗流程(如GB/T41980.1)的结果进行估计。 (3) (4)8有效的频率和压力范围 (5)8.2通过本测试流程可测量的最小泵出口压力为pmin,见公式(6)。48.3本测试流程可测量的最高频率为2.5kHz或fmx,取较小值，通过公式(7)计算fmmx: (7)8.4pma应小于泵制造商允许的泵最大出口压力，并应符合6.6的要求。8.5在泵的出口压力范围为pmin～pmx、泵激频率范围为f₁~fm或2.5kHz(取较小值)时，使用本测试流程可获得符合精度要求的压力波动测量值。如果在8.2中pmi的计算值比pma大，则无法使用本测试流程获得有效的压力波动测量值。9测试回路9.1测试回路如图1所示，被试泵可以是单泵、多级泵(可含有升压泵、增压泵)。标引序号说明：1——被试泵；3——内径大于5DL。注：管路和节流孔符号仅用于说明，不符合GB/T786.1.图1测试回路原理图9.2从泵出口到测试管路入口的过渡长度应小于泵出口通道长度Ls的20%,压力传感器和压力表安装在泵出口和测试管路入口之间。如果在规定的距离内无法实现从泵出口到测试管路入口的过渡，则本文件不适用。GB/T41980.1可能适用。9.3安装压力传感器，使其传感面朝上，基本与流体相切。9.4进行压力波动测量时，应将出口压力表与测试回路断开。压力表开关应尽量靠近测试管路，以尽量减少支路的影响。9.5泵和终端节流孔之间的测试管路内径用公式(8)估算：5GB/T41980.2—2022管路内径应选择等于D₁或下一级较小的标准管路尺寸。管路壁厚应符合6.6的要求。9.6测试管路长度LL应符合公式(9)界定的范围： (9) (10) (11)9.10终端节流孔下游的管路内径应大于5DL。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。11数据表示11.1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f₁~fmx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。6“压力波动测试符合GB/T41980.2—2022《液压传动系统和元件中压力波动的测定方法第27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j:虚数单位向量(√-1)8标引序号说明：1——被试泵；2——压力传感器图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x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Zr直接相关。泵源阻抗由Zs表示。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般认为这种影响可能是由于在这些阀入口处容腔造成的。本文件采取了相应措施避免这种效应出现在终端节流孔Zr的容腔中。通过这种措施，公式(A.1KELLER5]通过管路长度L₁、特征阻抗Z。和终端节流孔阻抗Zr给出了计算液压流动阻抗的公9GB/T41980.2—2022EDGE6]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其中且包含传输管路效应回路阻抗如图A.3所示。图A.3包含传输效应回路的阻抗表示通过公式(A.7)计算测试管路入口处的压力波动幅值(即连接出口的传输管路的入口处):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PE与理论高阻抗压力波动幅值Ps的比值，可以通过推导得到公式(A.8):其中频率/kHz公式(A.8)中压力波动比Pe/Ps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Pg。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。0Z图A.4入口阻抗的复数值对压力波动比的影响在这些回路中，管路内径DL约为泵出口通道直径Ds的1.1倍，测试管路长度LL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入阻抗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Ze大于Zs的频率范围的其余部分，也不会使误差减小。ZzP[P。0频率/kHz图A.5高频率的影响如果出口管路长度缩短到2.7Ls,在内径相同的情况下，临界频率范围会变为更高的值，但仍会有很大的误差，如图A.5所示。通过观察图A.4和图A.5中的趋势，显然缩短测试管路可使Ze和Zs的曲线更接近平行。事实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D₁=0.28Ds和L₁=于泵出口平均测试压力下的终端阻抗Zr。Zo=Zr单一管路测试过程中允许压力从pmm到pm变化。在9.5中用(pmi+pmx)/2作为Zo=Zr的压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DL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/m³。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8.2中，泵的出口压力最小值pmim,是指低于该压力时，在泵的基频f率的幅值大于-3dB。类似的，8.3的最大频率上限fm是在泵出口压力为pm时压力波动比率的幅值大于-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。D₁D₁出口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体RMS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。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A.4有效测量范围根据允许被测压力波动Pe和高阻抗压力波动Ps之间最大有-3dB的误差，可得：GB/T41980.2—2022由公式(A.14)和公式(A.15)得：当回路终端节流孔阻抗Zr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入口阻抗ZE近似等于其在管路谐振频率附近时的终端节流孔阻抗Zr。由公式(A.4)得到的泵源阻抗Zs的一般公式为：如果泵的容积效率较高(即当Zrs>>Zos时),则泵源阻抗Zs可简化为如下形式：公式(A.21)中的Zs是关于频率的周期函数，在下列情况时达到最大值：求解方程(A.22)可得频率表达式如下：当误差等于-3dB时，频率分布将略高于或低于频率最大值wn,m,为计算误差等于-3dB时的泵出口压力，将公式(A.17)和公式(A.21)代入公式(A.16)中得：在泵的基频为f₁,泵的被测压力波动与高阻抗压力波动之差为-3dB时的泵出口测试压力的最小在任何泵出口压力大于或等于pm时，从f₁升高到频小于-3dB。这是f₁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-3dB以上。该最大频率fma低于泵源阻抗的二阶共振频率等于f₁,可通过公式(A.31)计算。泵出口压力范围从pmin～Pm以及从f₁~fmx的频率范围内的压力波动测量值与理论高阻抗压力试过程的数值模拟，正误差限制在约+1dB的范围。图A.9以频率的函数形式给出了本文件测得的压误差为0～-3dB。而当测试压力大于pmax/2时，最大总误差为+1dB~-3dB。000P(规范性)表B.1～表B.3给出了测试报告的样表。被试泵基本信息：型号或标识号：序列号：物料号：制造商名称：制造商地址：测试机构名称：测试机构地址：测试日期：测试地点：获得Ds和Ls的方法(见7.1)表B.2被试泵压力波动测试条件表(续)驱动轴转速：测试压力：泵入口油温：[1]BOWNS,D.E,EDGE,K.A.andTILLEY,D.G.TheAssessmentofPumpFluidBorneNoise.TheInstitutionofMechanicalEngineersConference:“Quietarewenow?"London,England,November1997.[2]CLAAR,L.M.VickersDevelopmentLaboratoryReportC—3907:TheImThrottlingValvetoHighFrequency,Pu