某型装备液压泵流量测试问题探讨

某型装备液压泵流量测试问题探讨

张福波

（宁波海工集团公司, 浙 江 宁 波, 315809）

摘  要：某型装备对部件的稳定性有着很高的要求。本文解决了某型装备液压泵测试流量问题，并总结了一些行之有效的操作方法和步骤，达到了快速测试液压泵流量的目的。

关键词：液压泵; 工作原理;分析;转速;流量测试

0 引  言

某型装备（下文中简称EL-T装备）对部件的稳定性有着很高的要求。液压泵作为该装备的重要部件，负责给舵机提供油压，是液压系统动力源头，堪称装备的小 “心脏”，其流量是否达标，直接影响着该装备的航行指向，对装备是否能命中目标有着重要的度量。现如今已开展的该装备的拓展项目的修理工作，其中有一项重要内容就是测量液压泵的流量。由于该装备的常规修理资料中没有涉及液压泵流量测试指标和测试设备，这样该项任务就变成了拓展项目修理的掣肘，修理遇到了的瓶颈。按照惯例，要想得知液压泵的流量，就必须熟知其工作原理及关于流量的相关参数，同时还需要有检测设备。

根据相关单位年度工作部署，将开展EL-T型装备拓展项目的修理工作。而在该项工作中需要增加液压泵的流量测试。由于装备修理资料中无相关液压泵流量测试指标、转速数据和测试设备，所以必须将液压泵转速与流量进行测量，确定测试指标，并研制相关设备，才能解决液压泵的流量的检查测试。

1 EL-T型装备液压泵的工作原理

该型装备液压泵整体包括减速器、液压泵和移注阀。单个液压泵由主动齿轮、从动齿轮、工作室以及排放密封系统组成。其工作原理是：装备中电机内轴的旋转是通过齿轮传到尾端，然后再传到液压泵的主动齿轮，主动齿轮又使从动齿轮转动起来。当齿轮转动时齿离开啮合的地方是吸入区，此时其腔体内形成若干个密封工作腔，当容积的密封腔由小到大变化时形成部分真空便开始吸油；而当它们啮合的地方是减压区，此时密封工作腔由大变小，液压泵进行排油，工作液体从装备主干道进入移注阀的管接头中，在沿管子通过管接头到液压泵吸入区，液体靠齿轮的齿转移到增压区，并由此沿管子到移注阀的管接头，从移注阀通过管接头进入装备主干道，形成环流，带动相关部件工作。

2流量测试技术途径和措施

2.1液压泵转数确定

假设EL-T装备中电机的主动轴转数为N主，轴上主动轮齿数为Z主。从动轴的转速为N从从动齿数为Z从，则两轮的传速比：i=N主/N从，电机主动轴利用电机转数N主可以用激光测速仪测得，其数值为3080r/min，将电机分解，电机的主动齿轮数可以数出来，Z主为48，从动齿轮Z从为24，有上述公式可以得出N从为1540 r/min。由于液压泵的转轴和电机的内轴是连在一起的，且它们的齿数是相同的，传速比为1，由此可以得出液压泵的转速为1540 r/min。

2.2 设备的研制

由于修理设备中无相关液压泵测试设备，修理工艺中也没有提及与此相关的内容，所以我们必须根据液压泵在装备中的特点进行自行研制设备，以满足测试需求。

图1 EL-65液压泵              图2  EL-T液压泵

在工作中我们发现EL-65装备中的液压泵的外观、尺寸及造型与EL-T装备上的液压泵有些相像（如图1、2所示）。那么，可不可以把EL-T装备上的液压泵通过一些特制的工装放在上调试呢？EL-65装备中液压泵测试台（如图3所示），包括：平台支架、电机、平衡箱、锁紧阀、磁启动器、调速器、联轴器等部件，通过对比EL-65装备中液压泵调试场景，我们发现，改变EL-65装备中液压泵调试台液压系统（油路）走向及调速器的转数应该就可以实现EL-T装备中液压泵的流量测试问题。据资料显示：EL-65装备中液压泵和EL-T装备中液压泵转速不一样，所以必须将EL-65装备中液压泵测试台较为单一的转速进行改造，使之变成可以检测两种装备的液压泵的通用测试台。为此，我们购置了变频机和测速仪（如图4、5所示）。

图3 EL-65液压泵测试台       

变频机是可调速驱动的一种，是应用变频驱动技术改变交流电动机工作电压的频率和幅度，来平滑控制交流电动机速度及转矩，以此变频调速。利用变频调速器，通过改变电流频率来改变电动机转速，进而改变液压泵转速。激光测速仪是采用激光测距的原理。激光测距是通过对被测物体发射激光光束，并接受激光光束的反射波，记录时间差，来确定被测物体与测试点的距离，激光测速对被测物体进行两次有特定时间间隔激光测距，取得在该一时段内被测物体的移动距离，从而得到被测物体的移动速度。为了找到变频机的转速和EL-65装备中液压泵转速之间的比例，我们利用测速仪对单一的EL-65装备中液压泵试验台的转速进行测速，当测速仪的转速达到1751 r/min时（EL-65装备中液压泵的额定数值），变频机转速指示数值达到3500 r/min，把变频机的数值再调到1000 r/min，测速仪转数是500.5 r/min，变频机转速分别调到2000 r/min,3000 r/min,4000 r/min……测速仪的转数依次是1000 r/min,1500 r/min,2000 r/min……，由此，我们得出变频机的转数是设备电机转数的两倍。根据此种比例关系，可以计算出EL-T装备中液压泵工作转数对应的变频机转数为液压泵的转速1540 r/min×2=3080 r/min。EL-65装备中液压泵测试台电机运转速度通过增减变频机转数从单一变成多级，可以满足两种不同型号液压泵不同转数测试流量的要求。由此可见，将变频机安装在EL-65装备中液压泵试验台的调速器上，移注阀的进出油口分别与调试台的进出油口连接便理论上实现了设备升级。

图4 变频机及其与设备连线图 图5 激光测速仪

3液压泵流量测试方法

检测液压泵流量时就要模仿液压泵在装备中的工作状态，需要将液压泵和移注阀固定连接，实现连接状态和装备上统一。根据液压泵和移注阀及调试台形状特点进出油口径，设计了连接安装板及一套大口径进出油连接管（如图6、7所示）。这样就可以将部件串联起来，达到了测试要求。增加了不同流量管路口径，可以满足两种液压泵检测。将待检测的液压元件安装在插件连接板的适当位置，通过快速接头和软管按照回路的要求连接，待连接和安装无误后，启动液压测试台开关，先将节流阀开的稍大，溢流阀完全放松，启动液压泵空载几分钟，排除系统里的空气。将节流阀完全关闭，启动液压泵，满满调节溢流阀，使系统压力上升到所需位置，并旋紧螺母，将溢流阀锁住，全部打开节流阀使被测液压泵输出压力为零（或者接近零），接着将变频机转数调制3080 r/min，紫铜管压力为（45±2）kg/m2时，此压力为移注阀的工作压力，待液压泵运转1分钟便可得出其流量的大小。在液压泵流量测试时，引进总师办及海军相关技术部门的多位专家进行了多次跟踪指导，根据液压泵在装备中及设备中测试的大量实验数据，最后专家组决定EL-T装备中液压泵一分钟流量应不小于8L。

图6 大口径液压          图7 EL-T液压泵连接板及相关件

4 验证

后期，上级机关在我厂组织召开了对EL-T装备液压泵流量测试技术验证工作，专家组听取了项目承担小组总结报告，实地考察并观看了液压泵测试现场演示，审查了项目验收材料，听取了验证报告，并对项目执行情况进行了质询，确认升级后的设备各项性能特性值符合验证技术依据的规定要求，确认设备的检验工作程序、技术依据符合规定，确认验证的原始记录及报告数据完整性符合要求，最终专家组经认真讨论，形成以下意见：1.该项目材料齐全完整，数据详实可靠，符合修理要求。该项目的及时完成，达到了预计目标；2.该项目有机结合了其他装备的关键性数据采集、相关设备应用平台完成了液压泵测试仪集成与开发，实现了现场快速分析与决策，达到了快速检测流量的目的。该项目达到了EL-T装备拓展项目修理液压表流量测试的要求，提高了舵机摇摆的准确性，促进了该装备修理的稳定性，降低了装备延寿后修理一些制约因素的风险，对其他装备延寿修理起到了示范作用。

5运用前景分析

根据反复伦次的试验论证，电动机液压调试台的功能已经达到了最初设想的目标，保证了部件的技术状态，解决了液压泵测试的盲区。设计期间，通过不断解决问题和优化设计，积累了大量的设计经验，这对于以后设计的推广具有重要意义。后续研究电动机液压泵调试台的搭载，优化了其功能，使其达到最佳节能效果，发掘了更多使用可能性，根据不同装备使用条件，以后开发具有针对性的电动机液压泵调试台使用产品，实现模块化。在其它装备中液压泵流量测试可以借鉴推广。

6结束语

液压泵流量测试方便、准确，有效地确保了装备拓展项目工作的开展，在研究过程中，我们克服了液压泵修理资料不周全，多方面从零开始，通过反复研究，逐渐摸索，最终形成技术图纸，技术规格书，辅助工具实物，修理工艺等成果，现已运用于该型装备的操练中，圆满地完成了上级交给我们的任务。此次对某装备中液压泵流量测试技术的研究取得了较大收获，它填补了该型装备中液压泵流量无法检测的空白，从而保证了该液压泵使用性能的可靠性，使我们对液压泵的技术性能和技术指标，有了全新的认识，避免了装备在战时受制于人，同时也提高了我厂对该型装备的修理保障能力。