(高清版)GBT 41980.1-2022 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）

液压传动系统和元件中国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布国家市场监督管理总局 I Ⅱ 1 1 1 35泵的安装 3 4 5 89测试报告 10标注说明(符合本文件) 附录A(资料性)双压力/双系统方法 附录B(规范性)测试表格 参考文献 22I——更改了双压力/双系统法液压试验回路和测量系统图及说明(见图4),以适应我国的技术——将图2按照GB/T786.1—2021进行了重新绘制(见7.1);Ⅱ 动，但需要使用复杂的测试系统和信号处理技术，实施相对困难，仅有提案国英国采用。因此1液压传动系统和元件中第1部分：液压泵(精密法)本文件适用于稳态条件下，泵激频率在50Hz～400Hz的范围内的所有类型和尺寸规格的容积本文件以计算高阻抗压力波动作为示例。测试程序的方法和理论基础解释在附录A中给出。测a)超过10个单独的泵激频率谐波的源流量脉动(标准诺顿模型中)幅值(m³/s)和相位(°);c)超过10个单独的泵激频率谐波的源阻抗幅值(N·s/m⁵)和相位(°);d)超过10个单独的泵激频率谐波的高阻抗压力波动(MPa),压力波动谐波f₁~fno的均方根平下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不GB/T17446流体传动系统及元件词汇(GB/T17446—2012,ISO5598:2008,IDT)3术语和定义2由轴旋转速度(每分钟转数)除以60得出的频率(单位为赫兹)。34仪表b)平均压力；c)平均出口流量；测试精度应符合表1的规定。%%平均压力%℃b)线性度L≤±1%。仪器不应受到稳态压力的影响。使用高通滤波器滤除任何稳态信号分量频率引入超过1%的幅值误差或2°的相位误差。由于压力波动的谐波分量可能超过3.5kHz,应使用合适的仪器测量压力波动的谐波幅值和相位(或其实部和虚部)。仪器应能够同时获取两个压力传感器的压力波动。系统1和系统2(见附录A)的a)幅值±1%:c)频率士0.5%。使用通用型分析记录仪通过后处理计算机计算时域数据的离散傅里叶变换(DFT)进行频谱分析。5泵的安装4信号应是泵轴每转一圈发生的电脉冲，并且具有边界清楚的上升沿和下降沿。泵轴转速、平均出口压力和流体温度均设置为所需测试条件的值。每次表2的规定。平均压力士2.0℃平均流量通过安装在加载阀2(参见图2～图4)的出口管路上的容积式流量计测量。平均出口压力通过安装在加载阀1(参见图2～图4)前过渡接头中的压力传感器测量。5性质8—背压阀67.5进口压力表(静态测量)应使用波尔登管式压力表。压力表应安装在与进口接头相同的高度处，否则应校准压力表的高连接泵出口和基准管的过渡接头的内径应等于基准管的内径，任何点的误差不能超过10%。布置基准管应是均匀的、刚性直金属管。基准管的内径应不小于泵出口直径的80%且不大于120%。基准管的支撑应使管道振动最小。基准管的长度(特别是两个压力传感器之间的距离)L,应根据泵激的频率范围约为200Hz～3500Hz,基准管的最佳长度约为150mm。基准管(和延长管)长度的选择见附录A。7延长管是安装在加载阀1和加载阀2之间的管道，通过系统1和系统2的切换(见图A.1),改变基810——背压阀；8测试程序8.1概述本方法假定基准管中所测流体中的声速已知。基准管内的声速使用附录A中的方法确定。a)首先，通过调节加载阀1使平均出口压力为预定值后，系统1的两个压力波动信号p₀(t)和p₁b)通过调节加载阀2使平均出口压力到预定值后，系统2中的两个压力波动信号p(t)和pi(t),使用和a)相同方式同时采样。c)通过离散傅里叶变换计算压力波动的谐波分量值P₀、P₁、P%和Pí,泵激频率的谐波分量记录到10倍频程或3.5kHz(以较低者为准)。确定每个谐波的幅值峰值和相位或其实部和虚部。舍弃高于10倍频程或3.5kHz的谐波(以较低者为准)。Pí,=Re(Pí,)+jIm(P1.)98.3标准诺顿模型中源流量脉动Q,的评估源流量脉动的第i次谐波分量Q,,用公式(1)计算：=Re(Q,)+jIm(Q,,i)Q,的谐波幅值|Q,.|和相位值∠Q.由公式(2)和公式(3)计 (2)∠Q,.=(180/π)×arctan{Im( (3)源阻抗的第i次谐波分量Z,用公式(4)计算：=Re(Z,)+jIm(Z,;)……Z,的谐波幅值|Z,I和相位的值∠Z,可由公式(5)和公式(6)计算： (5)∠Z,=(180/π)×arctan{Im(Z.)/Re(Z,. (6)8.5修正模型中源流量脉动Q.*的评估假定泵内通道等效为一根均匀管路，具有与基准管相同的特征阻抗Z。,通过公式(7),使用测量的泵源流量脉动Q,和源阻抗Z,计算修正模型中流量脉动的谐波分量Q,*:=Re(Q,·)+jIm(Q,“)Q,的第i次谐波幅值|Q..*|和相位值∠Q,· (8) (9)修正模型中近似逼近源流量脉动Q,*的时域波形q.(t)·可以通过相对相位下的各正弦分量求和GB/T419高阻抗压力波动的谐波幅值|Pb,是由测量的源流量脉动值Q,和源阻抗Z,通过公式(11)计算： (11)每种工况下，平均高阻抗压力波动幅值的总均方根值Pb,RMs,使用从f₁到f¹o或3.5kHz(以较低9测试报告通用信息和测试信息应按照附录B中表B.1和表B.2的形式记录。9.2测试结果a)标准诺顿模型中的源流量脉动的谐波幅值Q..和相位值∠Q.,压力波动的单次谐波直到第10次谐波或3.5kHz,取较低者(类似于表B.3);b)标准诺顿模型中源流量脉动Q,的幅值和相位谱，压力波动的单次谐波直到第10次谐波或3.5kHz,取较低者(示例见图B.1);c)标准诺顿模型中源阻抗的谐波幅值|Z,.I和相位值∠Z,,压力波动的单次谐波直到第10次谐波或3.5kHz,取较低者(类似于表B.3);d)标准诺顿模型中源阻抗Z,的幅值和相位谱，压力波动的单次谐波直到第10次谐波或3.5kHz,取较低者(示例见图B.2);e)修正模型中源流量脉动的谐波幅值|Q,·|和相位值∠Q.·,压力波动的单次谐波直到第10次谐波或3.5kHz,取较低者(类似于表B.3f)修正模型中源流量脉动Q,·的幅值和相位谱，压力波动的单次谐波直到第10次谐波或g)修正模型中源流量脉动的时域波形q.(t)·,用于表示两个压力波动周期(示例见图B.4);h)高阻抗压力波动的谐波幅值|PbI,压力波动的单次谐波，直到第10次谐波或3.5kHz,取较低者(类似于表B.3);i)高阻抗压力波动的谐波幅值|P1,压力波动的单次谐波，直到第10次谐波或3.5kHz,取较低者(示例见图B.5);j)平均高阻抗压力波动幅值的总均方根Pb.RMs,从f₁到f¹o或者3.5kHz,取较低者(类似于表GB/T41980.1—2022(资料性)A.1GB/T41980.1泵源流量脉动和阻抗测试程序的方法和理论基础的参考解释管),一个连接管(对于系统1长度为L。,对于系统2长度为L。+L。)和一个加载阀。在这样一个回路为对应系统1中的x=1和x=L,的位置处的压力波动和流量脉动，P6、Q%和Pi、Qi为对应系统2中w—压力波动的角频率；v——测试流体的运动黏度；ro——基准管的内径。由泵出口(即x=0处)的流量连续性原理推导：的泵源流量脉动Q,等于公式(A.7)中的Q!,即：因此，在这些前提条件下，可从公式(A.1)～公式(A.8)导出用于评估源流量脉动Q,和源阻抗Z,=Re[Q,:]+jIm[Q,.]=Re[Z,]+jIm[Zs,]a)系统1b)系统2a)x(nr)是离散的时间信号，也就是说x(nrb)角频率w是一个离散的角频率w,并且以一个规定的间隔N存在，频率变化范围从0到采样角频率w,,如公式(A.11)所示：wk=w,k/N=2πf,k/n=2πk/nr……(A.11)f.——采样频率；t(=1/f.)——采样周期；=Re{X(k)}+jIm{X(k)},k=0,1因此，谐波X(k)的幅值|X(k)|和A.3确定基准管和延长管的长度基准管和延长管的长度基于以下考虑来确定。由于sin(pL,)约为0,所以当基准管的长度接近半和公式(4)也成为0/0的不定方程，与基准管L,的长度无关。些管路应在小于最大频率fm时的半波长前提下尽可能长。1390/(2×3500)=0.2m]。考虑存在非理想情况，假设裕度约为75%,基准管和延长管的最佳长度约方法1:测试液压流体中的声速值c。和测试流体质量密度p可以从流体制造商获得。测试流体中的声速E——杨氏模量；H——基准管的壁厚。如果测试流体中的声速值c。无法从流体制造商获得，那么可使用体积弹性模量B和测试流体的质量密度p来估算：方法2:如果测试流体的物理特性(如体积模量和质量密度)无法获得，则使用ISO15086-2中给出的方法A.5泵源流量脉动的相关理论标准诺顿模型中的源阻抗被定义为压力波动P。与泵内通道的流量脉动Qp负值的比值：从公式(A.20)和公式(A.21),可推出Z,:结合公式(A.17)和公式(A.23)可以得到：假定泵内通道等效为一根均匀管路，具有与基准管相同的特征阻抗Z,则下列关于传递矩阵参数TnT₂₂-T₁₂T₂=1T1=T₂T₁₂=Z?T₂从公式(A.29)可以看出Q,·可从Q,和Z,将泵内通道等效为均匀管路，其长度L。一般可由谐Q;=Q,cos(βaLa)……公式(A.32)与最初导出的Q,和Q,·之间关系的公式一致。A.6高阻抗压力波动从公式(A.33)可以看出，如果Z。的值无限大(相当于堵塞出口),泵出口处的压力波动P。就会(规范性)通用信息1)泵制造商的名称和地址1)制造商代码/型号i)制造日期或日期代码Iv)其他4)测试日期和地点5)符合性声明(见第10章)1)泵的类型(如轴向柱塞式、外啮合齿轮式)以及其他辅2)排量类型(如固定式或可变式)6)出口直径(mm)泵安装说明传动介质10)运动黏度(cSt)表B.2测试信息(续)11)流体密度(kg/m³)12)测试流体中的声速或有效等熵切线体积模量(MPa)13)基准管长度14)基准管内径15)延长管长度16)在基准管中改变驻波模式的方法(延长管或压力容17)用于监测泵运行状况的设备信息，包括类型、序列号18)用于压力波动测量的压力传感器的详细信息，包括类型、序列号和制造商19)用于频率分析的具体设备20)频率分析仪的带宽21)轴转速(r/min)22)进口处平均压力(MPa)23)泵的平均流量(L/min)24)泵进口处的流体温度(℃)一 — (一94.5)(一45.1)0图B.1标准诺顿模型中源流量脉动Q,幅值和相位测试结果(N=1500r/min,f₁=225Hz,Pa.o=14.0MPa,O=40℃),仅考虑高于10次谐波参考值0图B.2标准诺顿模型中源阻抗Z,的幅值和相位的测试结果(N=1500r/min,f₁=225Hz,Pa.o=14.0MPa,O=40℃),仅考虑高于10次谐波参考值1203图B.3修正模型中源流量脉动幅值和相位的测试结果(N=1500r/min,f,=225Hz,Pa.o=14.0MPa,O=40℃),仅考虑高于10次谐波参考值图B.4修正模型中测得的源流量脉动的时程曲线q(t)·(N=1500r/min,f₁=225Hz,Pa.=14.0MPa,O=40℃),仅考虑高于10次谐波参考值图B.5高阻抗压力波动的幅值|Pbr/min,f₁=225Hz,Pa.o=14.0MPa,0=40℃),仅考虑高于10次谐波参考值[1]GB/T786.1—2021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[2]ISO15086-2Hydraulicfluidpower—Determinationoftheofcompone