(高清版)GBT 41980.1-2022 液壓傳動 系統(tǒng)和元件中壓力波動的測定方法 第1部分：液壓泵（精密法）

液壓傳動系統(tǒng)和元件中國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局 I Ⅱ 1 1 1 35泵的安裝 3 4 5 89測試報告 10標(biāo)注說明(符合本文件) 附錄A(資料性)雙壓力/雙系統(tǒng)方法 附錄B(規(guī)范性)測試表格 參考文獻 22I——更改了雙壓力/雙系統(tǒng)法液壓試驗回路和測量系統(tǒng)圖及說明(見圖4),以適應(yīng)我國的技術(shù)——將圖2按照GB/T786.1—2021進行了重新繪制(見7.1);Ⅱ 動，但需要使用復(fù)雜的測試系統(tǒng)和信號處理技術(shù)，實施相對困難，僅有提案國英國采用。因此1液壓傳動系統(tǒng)和元件中第1部分：液壓泵(精密法)本文件適用于穩(wěn)態(tài)條件下，泵激頻率在50Hz～400Hz的范圍內(nèi)的所有類型和尺寸規(guī)格的容積本文件以計算高阻抗壓力波動作為示例。測試程序的方法和理論基礎(chǔ)解釋在附錄A中給出。測a)超過10個單獨的泵激頻率諧波的源流量脈動(標(biāo)準(zhǔn)諾頓模型中)幅值(m3/s)和相位(°);c)超過10個單獨的泵激頻率諧波的源阻抗幅值(N·s/m?)和相位(°);d)超過10個單獨的泵激頻率諧波的高阻抗壓力波動(MPa),壓力波動諧波f?~fno的均方根平下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不GB/T17446流體傳動系統(tǒng)及元件詞匯(GB/T17446—2012,ISO5598:2008,IDT)3術(shù)語和定義2由軸旋轉(zhuǎn)速度(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))除以60得出的頻率(單位為赫茲)。34儀表b)平均壓力；c)平均出口流量；測試精度應(yīng)符合表1的規(guī)定。%%平均壓力%℃b)線性度L≤±1%。儀器不應(yīng)受到穩(wěn)態(tài)壓力的影響。使用高通濾波器濾除任何穩(wěn)態(tài)信號分量頻率引入超過1%的幅值誤差或2°的相位誤差。由于壓力波動的諧波分量可能超過3.5kHz,應(yīng)使用合適的儀器測量壓力波動的諧波幅值和相位(或其實部和虛部)。儀器應(yīng)能夠同時獲取兩個壓力傳感器的壓力波動。系統(tǒng)1和系統(tǒng)2(見附錄A)的a)幅值±1%:c)頻率士0.5%。使用通用型分析記錄儀通過后處理計算機計算時域數(shù)據(jù)的離散傅里葉變換(DFT)進行頻譜分析。5泵的安裝4信號應(yīng)是泵軸每轉(zhuǎn)一圈發(fā)生的電脈沖，并且具有邊界清楚的上升沿和下降沿。泵軸轉(zhuǎn)速、平均出口壓力和流體溫度均設(shè)置為所需測試條件的值。每次表2的規(guī)定。平均壓力士2.0℃平均流量通過安裝在加載閥2(參見圖2～圖4)的出口管路上的容積式流量計測量。平均出口壓力通過安裝在加載閥1(參見圖2～圖4)前過渡接頭中的壓力傳感器測量。5性質(zhì)8—背壓閥67.5進口壓力表(靜態(tài)測量)應(yīng)使用波爾登管式壓力表。壓力表應(yīng)安裝在與進口接頭相同的高度處，否則應(yīng)校準(zhǔn)壓力表的高連接泵出口和基準(zhǔn)管的過渡接頭的內(nèi)徑應(yīng)等于基準(zhǔn)管的內(nèi)徑，任何點的誤差不能超過10%。布置基準(zhǔn)管應(yīng)是均勻的、剛性直金屬管?；鶞?zhǔn)管的內(nèi)徑應(yīng)不小于泵出口直徑的80%且不大于120%?；鶞?zhǔn)管的支撐應(yīng)使管道振動最小?；鶞?zhǔn)管的長度(特別是兩個壓力傳感器之間的距離)L,應(yīng)根據(jù)泵激的頻率范圍約為200Hz～3500Hz,基準(zhǔn)管的最佳長度約為150mm。基準(zhǔn)管(和延長管)長度的選擇見附錄A。7延長管是安裝在加載閥1和加載閥2之間的管道，通過系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的切換(見圖A.1),改變基810——背壓閥；8測試程序8.1概述本方法假定基準(zhǔn)管中所測流體中的聲速已知?；鶞?zhǔn)管內(nèi)的聲速使用附錄A中的方法確定。a)首先，通過調(diào)節(jié)加載閥1使平均出口壓力為預(yù)定值后，系統(tǒng)1的兩個壓力波動信號p?(t)和p?b)通過調(diào)節(jié)加載閥2使平均出口壓力到預(yù)定值后，系統(tǒng)2中的兩個壓力波動信號p(t)和pi(t),使用和a)相同方式同時采樣。c)通過離散傅里葉變換計算壓力波動的諧波分量值P?、P?、P%和Pí,泵激頻率的諧波分量記錄到10倍頻程或3.5kHz(以較低者為準(zhǔn))。確定每個諧波的幅值峰值和相位或其實部和虛部。舍棄高于10倍頻程或3.5kHz的諧波(以較低者為準(zhǔn))。Pí,=Re(Pí,)+jIm(P1.)98.3標(biāo)準(zhǔn)諾頓模型中源流量脈動Q,的評估源流量脈動的第i次諧波分量Q,,用公式(1)計算：=Re(Q,)+jIm(Q,,i)Q,的諧波幅值|Q,.|和相位值∠Q.由公式(2)和公式(3)計 (2)∠Q,.=(180/π)×arctan{Im( (3)源阻抗的第i次諧波分量Z,用公式(4)計算：=Re(Z,)+jIm(Z,;)……Z,的諧波幅值|Z,I和相位的值∠Z,可由公式(5)和公式(6)計算： (5)∠Z,=(180/π)×arctan{Im(Z.)/Re(Z,. (6)8.5修正模型中源流量脈動Q.*的評估假定泵內(nèi)通道等效為一根均勻管路，具有與基準(zhǔn)管相同的特征阻抗Z。,通過公式(7),使用測量的泵源流量脈動Q,和源阻抗Z,計算修正模型中流量脈動的諧波分量Q,*:=Re(Q,·)+jIm(Q,“)Q,的第i次諧波幅值|Q..*|和相位值∠Q,· (8) (9)修正模型中近似逼近源流量脈動Q,*的時域波形q.(t)·可以通過相對相位下的各正弦分量求和GB/T419高阻抗壓力波動的諧波幅值|Pb,是由測量的源流量脈動值Q,和源阻抗Z,通過公式(11)計算： (11)每種工況下，平均高阻抗壓力波動幅值的總均方根值Pb,RMs,使用從f?到f1o或3.5kHz(以較低9測試報告通用信息和測試信息應(yīng)按照附錄B中表B.1和表B.2的形式記錄。9.2測試結(jié)果a)標(biāo)準(zhǔn)諾頓模型中的源流量脈動的諧波幅值Q..和相位值∠Q.,壓力波動的單次諧波直到第10次諧波或3.5kHz,取較低者(類似于表B.3);b)標(biāo)準(zhǔn)諾頓模型中源流量脈動Q,的幅值和相位譜，壓力波動的單次諧波直到第10次諧波或3.5kHz,取較低者(示例見圖B.1);c)標(biāo)準(zhǔn)諾頓模型中源阻抗的諧波幅值|Z,.I和相位值∠Z,,壓力波動的單次諧波直到第10次諧波或3.5kHz,取較低者(類似于表B.3);d)標(biāo)準(zhǔn)諾頓模型中源阻抗Z,的幅值和相位譜，壓力波動的單次諧波直到第10次諧波或3.5kHz,取較低者(示例見圖B.2);e)修正模型中源流量脈動的諧波幅值|Q,·|和相位值∠Q.·,壓力波動的單次諧波直到第10次諧波或3.5kHz,取較低者(類似于表B.3f)修正模型中源流量脈動Q,·的幅值和相位譜，壓力波動的單次諧波直到第10次諧波或g)修正模型中源流量脈動的時域波形q.(t)·,用于表示兩個壓力波動周期(示例見圖B.4);h)高阻抗壓力波動的諧波幅值|PbI,壓力波動的單次諧波，直到第10次諧波或3.5kHz,取較低者(類似于表B.3);i)高阻抗壓力波動的諧波幅值|P1,壓力波動的單次諧波，直到第10次諧波或3.5kHz,取較低者(示例見圖B.5);j)平均高阻抗壓力波動幅值的總均方根Pb.RMs,從f?到f1o或者3.5kHz,取較低者(類似于表GB/T41980.1—2022(資料性)A.1GB/T41980.1泵源流量脈動和阻抗測試程序的方法和理論基礎(chǔ)的參考解釋管),一個連接管(對于系統(tǒng)1長度為L。,對于系統(tǒng)2長度為L。+L。)和一個加載閥。在這樣一個回路為對應(yīng)系統(tǒng)1中的x=1和x=L,的位置處的壓力波動和流量脈動，P6、Q%和Pi、Qi為對應(yīng)系統(tǒng)2中w—壓力波動的角頻率；v——測試流體的運動黏度；ro——基準(zhǔn)管的內(nèi)徑。由泵出口(即x=0處)的流量連續(xù)性原理推導(dǎo)：的泵源流量脈動Q,等于公式(A.7)中的Q!,即：因此，在這些前提條件下，可從公式(A.1)～公式(A.8)導(dǎo)出用于評估源流量脈動Q,和源阻抗Z,=Re[Q,:]+jIm[Q,.]=Re[Z,]+jIm[Zs,]a)系統(tǒng)1b)系統(tǒng)2a)x(nr)是離散的時間信號，也就是說x(nrb)角頻率w是一個離散的角頻率w,并且以一個規(guī)定的間隔N存在，頻率變化范圍從0到采樣角頻率w,,如公式(A.11)所示：wk=w,k/N=2πf,k/n=2πk/nr……(A.11)f.——采樣頻率；t(=1/f.)——采樣周期；=Re{X(k)}+jIm{X(k)},k=0,1因此，諧波X(k)的幅值|X(k)|和A.3確定基準(zhǔn)管和延長管的長度基準(zhǔn)管和延長管的長度基于以下考慮來確定。由于sin(pL,)約為0,所以當(dāng)基準(zhǔn)管的長度接近半和公式(4)也成為0/0的不定方程，與基準(zhǔn)管L,的長度無關(guān)。些管路應(yīng)在小于最大頻率fm時的半波長前提下盡可能長。1390/(2×3500)=0.2m]。考慮存在非理想情況，假設(shè)裕度約為75%,基準(zhǔn)管和延長管的最佳長度約方法1:測試液壓流體中的聲速值c。和測試流體質(zhì)量密度p可以從流體制造商獲得。測試流體中的聲速E——楊氏模量；H——基準(zhǔn)管的壁厚。如果測試流體中的聲速值c。無法從流體制造商獲得，那么可使用體積彈性模量B和測試流體的質(zhì)量密度p來估算：方法2:如果測試流體的物理特性(如體積模量和質(zhì)量密度)無法獲得，則使用ISO15086-2中給出的方法A.5泵源流量脈動的相關(guān)理論標(biāo)準(zhǔn)諾頓模型中的源阻抗被定義為壓力波動P。與泵內(nèi)通道的流量脈動Qp負(fù)值的比值：從公式(A.20)和公式(A.21),可推出Z,:結(jié)合公式(A.17)和公式(A.23)可以得到：假定泵內(nèi)通道等效為一根均勻管路，具有與基準(zhǔn)管相同的特征阻抗Z,則下列關(guān)于傳遞矩陣參數(shù)TnT??-T??T?=1T1=T?T??=Z?T?從公式(A.29)可以看出Q,·可從Q,和Z,將泵內(nèi)通道等效為均勻管路，其長度L。一般可由諧Q;=Q,cos(βaLa)……公式(A.32)與最初導(dǎo)出的Q,和Q,·之間關(guān)系的公式一致。A.6高阻抗壓力波動從公式(A.33)可以看出，如果Z。的值無限大(相當(dāng)于堵塞出口),泵出口處的壓力波動P。就會(規(guī)范性)通用信息1)泵制造商的名稱和地址1)制造商代碼/型號i)制造日期或日期代碼Iv)其他4)測試日期和地點5)符合性聲明(見第10章)1)泵的類型(如軸向柱塞式、外嚙合齒輪式)以及其他輔2)排量類型(如固定式或可變式)6)出口直徑(mm)泵安裝說明傳動介質(zhì)10)運動黏度(cSt)表B.2測試信息(續(xù))11)流體密度(kg/m3)12)測試流體中的聲速或有效等熵切線體積模量(MPa)13)基準(zhǔn)管長度14)基準(zhǔn)管內(nèi)徑15)延長管長度16)在基準(zhǔn)管中改變駐波模式的方法(延長管或壓力容17)用于監(jiān)測泵運行狀況的設(shè)備信息，包括類型、序列號18)用于壓力波動測量的壓力傳感器的詳細(xì)信息，包括類型、序列號和制造商19)用于頻率分析的具體設(shè)備20)頻率分析儀的帶寬21)軸轉(zhuǎn)速(r/min)22)進口處平均壓力(MPa)23)泵的平均流量(L/min)24)泵進口處的流體溫度(℃)一 — (一94.5)(一45.1)0圖B.1標(biāo)準(zhǔn)諾頓模型中源流量脈動Q,幅值和相位測試結(jié)果(N=1500r/min,f?=225Hz,Pa.o=14.0MPa,O=40℃),僅考慮高于10次諧波參考值0圖B.2標(biāo)準(zhǔn)諾頓模型中源阻抗Z,的幅值和相位的測試結(jié)果(N=1500r/min,f?=225Hz,Pa.o=14.0MPa,O=40℃),僅考慮高于10次諧波參考值1203圖B.3修正模型中源流量脈動幅值和相位的測試結(jié)果(N=1500r/min,f,=225Hz,Pa.o=14.0MPa,O=40℃),僅考慮高于10次諧波參考值圖B.4修正模型中測得的源流量脈動的時程曲線q(t)·(N=1500r/min,f?=225Hz,Pa.=14.0MPa,O=40℃),僅考慮高于10次諧波參考值圖B.5高阻抗壓力波動的幅值|Pbr/min,f?=225Hz,Pa.o=14.0MPa,0=40℃),僅考慮高于10次諧波參考值[1]GB/T786.1—2021流體傳動系統(tǒng)及元件圖形符號和回路圖第1部分：圖形符號[2]ISO15086-2Hydraulicfluidpower—Determinationoftheofcompone