液压缸试验台

液压缸试验台（通用10篇）

液压缸试验台 篇1

摘要：为保证液压缸产品质量,设计了精度高、功能全面、操作方便的液压缸试验台。介绍了液压缸试验台计算机控制系统的设计、PLC在液压缸试验台的应用以及计算机对模拟信号的采集与处理。

关键词：液压缸,试验台,PLC,控制系统

0 引言

液压缸是液压系统中的主要执行元件,其性能的优劣直接决定了整个液压系统的工作性能。液压缸的试验与检测成为保证液压系统正常工作的重要手段,而作为液压缸的测试装置,液压缸试验台对液压缸的质量起关键作用。由于传统液压缸试验台存在着精度不足、工作效率低等缺陷,因此,对其性能的精确检测和控制系统的智能化设计已成为当今液压缸试验台设计的主要目标。本液压缸试验台采用PLC控制液压系统的动作过程,计算机通过数据采集卡对液压系统的模拟量进行控制、采集,运用VC++编程实现人机操作界面、计算机与PLC的串口通信等。该设计充分降低了系统的误差,全面提高了液压缸试验台的自动化程度。

1 液压缸试验台的结构和功能

1.1 液压缸试验台的组成

本液压缸试验台主要由液压试验系统、电器控制系统和测量显示系统组成。

液压试验系统包括主试验液压系统和辅助试验液压系统。主试验液压系统主要由油泵电机组、油箱、支架、电机泵组底座、集成阀块、管路等组成。辅助试验液压系统主要由独立的油液旁路过滤系统、回油精细过滤系统、试验油缸气动集油装置及控制阀等组成。被试油缸完成试验后,通过气动排油将油缸内的液压油排到集油箱内,通过液位传感器控制,自动或手动将油过滤后排回主油箱。

电器控制系统主要由电气安装柜、控制按钮等组成。试验程序由PLC控制,实现试验所要求的各项动作和安全防护设置,以及自动换向、自动计数、保压延时等功能。操作方式有调整、手动、自动3种方式。

测量显示系统主要由计算机、计算机接口、传感器及数据指示仪表、打印机、操作台等组成。首先,测量液压缸两腔的耐压试验压力、前腔的最低启动压力、试验流量、油液温度等数据;然后完成对试验数据的采集、处理及试验报告的打印和存储等。可实现自动测量,自动显示。

1.2 液压缸试验台的功能

液压缸试验台的检测项目包括:试运转、启动压力特性试验、耐压性试验、耐久性试验、内泄漏试验、外泄漏试验、缓冲试验、负载效率试验、行程检测。

液压系统采用了电液比例控制技术,包括电液比例流量变量泵、电液比例溢流阀,可对液压缸和液压回路的流量、压力进行实时控制,极大地提高了系统的控制精度。由于在试验过程中,油温的波动不得大于±2℃,故油温控制在50℃±2℃,系统采用PLC通过2个开关量分别控制冷却器和加热器,用于液压缸的保温作用。当试验压力大于31.5 MPa时,采用独立的高压油源(超高压泵),并通过快换接头使被试缸与原系统脱离,由超高压泵单独供油,超高压泵的最高压力由溢流阀限定,对于大功率的高压泵电动机,采用 Y-Δ启动。在耐久性试验、耐压性试验中,对于对顶装置提出了非常严格的要求,必须保证两液压缸在运动中严格同心,不能出现偏载,若偏载则可能使两液压缸报废,造成不必要的损失,为此,设计了一个导轨液压缸安装架,由含有拉力传感器的导向块、液压缸平台等构成对顶装置,导向块在导轨中滑动。为了保证其良好的摩擦性,导向块在导轨中的滑动部分采用锡青铜材料,而导轨则采用铸铁材料。

2 计算机控制系统的设计

2.1 计算机控制系统的通信

在计算机与PLC通信时,为了避免通信中的各方争用通信线,一般采用主从方式,即计算机作为上位机,进行集中监控, 完成可视化人机操作界面、图形显示、数据库、通信及联网等等;PLC作为下位机,则循环地读入设备信号,并进行逻辑判断操作,输出控制信号控制设备运行。

本试验台利用PLC厂商所提供的标准通信端口和由用户自定义的自由口通信方式来实现PLC与计算机的通信。使用Visual C++6.0提供的ActiveX串口通信控件MSComm开发串口通信。整个通信由上位机触发开始,计算机通过COM口发送指令到PLC的PORT0(或PORT1)口,PLC通过RCV接收指令,然后对指令进行译码,译码后调用相应的读/写子程序实现指令要求的操作,返回指令执行的状态信息。

2.2 计算机对试验台的控制

上位机选用台湾研华公司生产的工控机IPC-610;下位机选用西门子S7-200(CPU 226),它提供24路开关量输入、16路开关量输出。本试验台有14路开关量输出和5路模拟量输出,由PLC对试验台的开关量进行过程控制。由于PLC模拟量扩展模块在模拟量控制与数据采集时存在响应速度慢、信号不稳定的问题,本控制系统选用台湾研华公司生产的数据采集卡PCI-1711对试验台模拟量进行控制及数据采集,从而提高了响应速度与信号的稳定性。计算机控制系统框图如图1所示。

信号调理模块对传感器检测的信号进行信号调理,以改进测试质量和稳定性。信号调理模块包括信号放大、隔离、滤波、激励、线性化及多路转换与扩展等功能。

PLC控制液压缸试验台上5个泵的启动和各个换向阀的换向,并对冷却器和加热器进行控制。上位机驱动板卡对电液比例变量泵、电液比例溢流阀等模拟量元件进行控制,压力传感器、温度传感器等的模拟量信号经信号调理模块调理后,由数据采集卡采集,传回至上位机。

2.3 主要试验项目的控制

2.3.1 启动压力特性试验的控制

计算机通过数据采集卡控制电液比例溢流阀,使无杆腔压力逐渐升高,至液压缸的活塞杆刚刚启动时,由光感应开关检测发出开关量信号,压力传感器将测量的压力信号传给信号调理模块进行信号调理,再由数据采集卡采集,并传回计算机,计算机经过滑动平均滤波处理,将数据输出,即为最低启动压力。

2.3.2 耐压性试验

在人机界面中设定压力值(液压缸工作压力的1.5倍),并设定2 min耐压时间。计算机将2 min传给PLC,接通延时定时器,通过数据采集卡控制电液比例溢流阀,使液压缸活塞运行到缸的一端,并逐渐升高腔内压力,直到采集回来的压力值与设定压力值相等,保持腔内压力,同时,PLC接通延时定时器开始计时,2 min后接通延时定时器常开触点,发出信号,开始卸载,试验完成。

2.3.3 耐久性试验

在人机界面中输入液压缸额定压力值、液压缸设计要求的最高速度,设定耐久性试验的时间为8 h。通过电液比例溢流阀控制液压缸的压力,使其稳定在额定压力。通过电液比例变量泵控制液压缸的运行速度,使其达到最高速度,由流量传感器测量的信号经信号调理、采集,传回计算机。计算机将流量信号处理,换算成速度值,再与输入的最高速度值进行比较,计算机根据差值控制电液比例变量泵。此闭环控制使速度误差控制在最高速度的±10%。PLC通过光感应开关对液压缸活塞杆进行检测,实现自动换向和计数器计数,并将数据传回计算机。试验开始时,当液压缸达到额定压力时,PLC定时器开始计时,计数器开始计数,8 h后试验结束,PLC发出信号,液压系统卸载,计算机对数据进行处理,计算出累计行程,试验完成。

2.3.4 内泄漏试验

在内泄漏试验中,由于液压缸内泄漏量相对较小,约为0.1 L/min～0.5 L/min,不宜采用容积式流量传感器,可通过测量液流充满精确标定容积的时间定出该时间内的平均泄漏量。计时采用光点开关,可提高测量的精度。通过计算机设定好标定的容积,试验开始,PLC定时器开始计时,当液压油充满标定容积时,光点开关发出信号,试验结束,计时器将数据传回计算机,计算机通过标定容积和计时时间算出内泄漏量。

3 结论

本文主要介绍了液压缸试验台的结构功能、计算机控制系统的设计、计算机与PLC的通信方法以及主要试验的控制方式。本液压缸试验台采用PLC控制试验台的动作过程,模拟量由数据采集卡采集,使液压缸试验台的自动化程度得到较大提升,与传统液压缸试验台相比,不仅提高了工作效率,并且提高了试验台的精度和稳定性。

参考文献

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[2]许贤良,王传礼.液压传动[M].北京:国防工业出版社,2006.

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[6]曾良才,陈奎生,湛从昌.高精度液压缸试验台[J].工程机械,1996(1):10-12.

液压缸试验台 篇2

橡皮成形是飞机制造业中的一种非常重要的加工方法,直弯边成形是橡皮成形的主要形式之一.分析了不同材料厚度和圆角半径下90°直弯边的.翻边成形高度和回弹量,并采用试验进行了比较.发现随着厚度和弯曲圆角半径的增加,翻边高度增大.翻边高度理论和试验间存在偏差是由于中性层向内移动所致.回弹随着弯曲半径的增加而增加,随着厚度的增加而下降.分析值比试验值普遍要高0.5°左右.对橡皮成形过程的影响因素压力和保压时间进行了试验,发现压力和保压时间对回弹影响较小.

作 者：陈磊 邱 李善良 邱超斌 王俊彪 作者单位：陈磊(江西蓝天学院,机械系,南昌,330098;西安飞机工业(集团)有限责任公司,西安,710089;西北工业大学,机电学院,西安,710072)

邱,李善良,邱超斌(西安飞机工业(集团)有限责任公司,西安,710089)

王俊彪(西北工业大学,机电学院,西安,710072)

液压系统原理性试验平台设计研究 篇3

关键词：多泵 管路 负载 油箱

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（b）-0049-02

在大型客机液压能源系统基本完成原理性设计（液压原理图）和主要元附件定型后，出于对设计验证和支持适航的要求，在进行机上功能试验和全机地面模拟试验（铁鸟试验）之前，对液压系统进行系统级试验。在试验台上安装各种测试传感器，通过测试结果分析比对，修改原设计方案，进而达到优化设计和适航验证的目的。目前国内尚无完善的类似原理性试验平台，民航飞机液压维修部件测试台也长期依赖进口；相关科研人员匮乏，自主创新能力不足；随着国家民用航空的发展，系统设计、集成与试验能力的重要性突显。

1 先进性和特色

多泵多体制液压系统原理性试验平台主要用于液压系统工作原理设计验证使用，希望通过本设备的研制，获得先进的飞机液压系统设计方法，研究对象丰富，研究内容齐全、包括多泵流量匹配特性、压力脉动特性、油箱蓄压器容积匹配特性、温升特性、管路振动特性及导管连接方法等。

试验平台主要具有以下几项特色：

（1）为液压系统设计提供原理性试验研究支撑。

（2）探索不同压力级别的液压系统特性。

（3）同一试验台同时模拟对称负载、不对称负载及大流量负载等多种负载。

（4）同一试验台上同时开展对压力脉动、管路振动、温升等特性分析。

（5）采用模块化设计方法，对泵源模块、负载模块、自增压回路等进行分块分析。

（6）通过实验台搭建过程，探索自增压油箱设计方法。

（7）为后续开展液压系统故障诊断及健康管理方法等研究奠定实验基础。

3 系统设计研究

液压系统包括了泵源模块、管路模块、负载模块、油箱模块和冷却模块等。液压系统图布局见图1。

3.1 泵源模块设计

泵源模块主要由液压泵Ⅰ～Ⅳ、压力油滤、回油油滤、壳体回油油虑、溢流阀、单向阀及阀块等元件组成。两组3 000 psi泵（泵I、泵III），泵I选用排量32 mL/rev，工作压力3 000 psi的柱塞泵；泵III选用排量16 mL/rev，工作压力3000psi的柱塞泵。两组5 000 psi级别泵（泵II、泵IV），泵II选用排量40 mL/rev，工作压力5 000psi的柱塞泵；泵IV选用排量16 mL/rev，工作压力5 000 psi的柱塞泵。全部泵都采用交流变频电机驱动，使得这四个泵可以满足试验所需求的高/低转速，不同压力和不同流量需求等各种工况。单向阀、溢流阀都选用插装式或管式连接，减少了安装空间，便于阀块安装，让系统更加美观。泵源模块液压原理图如图2所示。

2.2 管路模块设计

管路模块为一钢结构焊接框架，框架内部设置有各种滑动槽和定位孔，框架内固定管路的卡口（Z轴）、支架（X轴，Y轴）可在框架内组合移动，在三个方向上（X轴-Y轴-Z轴）满足管路安装固定要求，从而可以验证各种管路布置模式对管路振动的影响。管路末端安装有两个固定式的手动截止阀连接口，可以在不关闭系统的情况下对管路进行调整和更换。框架底端安装有滴油盘，可以收集系统运行和管路安装拆卸时泄漏的油液。管路模块结构见图3。

2.3 负载模块设计

负载模拟模块包括两路对称负载和一路不对称负载。对称负载采用比例流量阀与手动节流阀来模拟流量，流量2～120L/min连续可调，流量控制精度不大于±5%。不对称负载由电液伺服阀、单出杆液压缸组成，通过位置控制伺服系统模拟作动系统，对顶油缸采用力反馈伺服控制对不对称负载进行加载。通过对预选参数进行计算，选出对应伺服阀参数，考虑到伺服阀需要在5000 psi压力下进行工作（加载缸伺服阀）。选用最大工作压力为5000 psi，7MPa下额定流量150 L/min，阶越响应时间小于26 ms，滞环小于4%的电液伺服阀。配合PLC集成的PID控制，可以对作动器进行精确的位置控制和力加载控制（相应仿真说明见第四节）。

2.4 油箱模块设计

油箱模块主要由自增压油箱、蓄能器、优先阀、手动释压阀、阻尼调节阀、补油泵和油箱组成。蓄能器容积为5L，预充氮气压力为1000～1400 psig。设置手动释压阀，用以调节系统油箱油量容积和系统蓄压器容积匹配特性。设置优先阀用以优先稳定系统油源自增压压力，防止泵源吸油口出現吸空与空穴现象。设计油箱总容积40 L，注油量28 L，大腔直径310 mm，小腔直径50 mm，柱塞长度600 mm。自增压油箱、蓄压器、冷却器及相应阀块统一放置，油箱模块原理及布局如图5。

由于系统在进行不对称试验时需要对加载系统进行补油，所以这里在系统之外增加了一个单独的补油油箱，补油油箱体积为300 L，油箱上设置有吸油过滤器、回油过滤器、空气滤新器、液位计、温度传感器等设备。补油油箱三维图如6所示。

参考文献

[1]张新，赵玉龙，张宁.某装备液压元件综合试验平台设计[J].微计算机信息，2010（25）：74-75，45.

[2]陈淼林.管棚钻机液压系统设计[J].现代机械，2012（1）：31-34.

[3]晁建桃.液压隧道维修作业平台及液压系统的设计[J].工程机械，2013（1）：41-44，47，1.

液压缸的组装、调试与试验 篇4

液压缸组装之前,应将活塞组件放在液压缸内检查其活动状况,只有其活动灵活、无阻滞才可正式组装。将活塞杆与活塞组装在一起后,必须用百分表测量其同轴度和全长上的直线度,其差值须在允许范围之内。组装导向套、缸盖等零件时,不能硬压或敲打,若遇阻滞一定要查明原因并排除故障后再进行组装。拧紧缸盖连结螺栓时,要依次对角均匀施力。液压缸组装完成后,应将其平放在工作台上,检测内孔轴心线与两端支承安装面的高度差,一般高度差为0.05～0.10 mm。

为防止密封件损伤,组装过程中须做到以下几点:对于新制造的液压缸,其缸筒口、排气孔或通油口的毛刺要清理干净;为了组装顺畅,可在缸筒内表面及密封圈上涂1层液压油。

2. 调试

(1)调整密封部位

液压缸动作后,首先观察密封部位及连接管件处是否存在泄漏,如发现泄漏,应压紧或紧固,同时须确保运动部件活动灵活。当液压缸在空负载运行时,活塞杆最大行程往复等速运动的阻力数值应符合规范。当液压缸额定工作压力为16～31.5 MPa时,若活塞采用V形密封圈,其最低启动压力应为额定工作压力的9%:若活塞采用O形、U形和Yx形组合密封圈时,最低启动压力为额定工作压力的5%。

(2)排气

先将工作压力调整至1 MPa以下,启动液压系统使活塞往复交替动作,观察爬行、振动现象是否严重。然后打开或关闭排气塞,同时用软毛巾盖住喷气口进行排气。若排气阀打开后,有白色泡沫状油液喷出,表明油中混入许多空气。若喷出油液并发出“唏嘘”之声后油液颜色澄清,表明大量气体已被排出。

(3)调整缓冲装置

活塞(杆)组件在额定工作压力作全行程往复运动过程中,应起步、换向平稳,没有太大冲击。否则,就需对液压缸缓冲调节阀进行调整。

调整时,应先把缓冲节流阀放在节流量较小(即通流面积较大)的位置上,然后逐渐增大节流阻尼,逐步提高缓冲能力,直至其缓冲速度、时间等符合要求。

对于顺序动作回路中的液压缸,若其动作无法调整到设计要求,可能是缓冲机构设计的不合理或缓冲机构出现故障。

(4)调整连接件

装配、安装及试运行中的压力波动、液压冲击、机件振动等,都可能导致液压缸各连接处的螺钉、螺母产生松动。为了防止出现螺栓断裂等事故,试运行过程中和试运行后,都应对这些连接件进行调整(严禁松动和过紧)。

(5)内泄漏的判断与调整

对于双作用活塞式液压缸,可在液压缸活塞杆一侧加上额定负载,并使该侧油腔接通油箱,在额定工作压力下保压5～10 min,观察活塞杆移动距离。对于采用橡塑类密封件的液压缸,若活塞杆移动距离不超过0.5 mm,则为合格。对于采用V形密封圈的液压缸,若活塞杆移动距离超过0.5 mm,可调整压板进一步压紧密封件,以减少泄漏量。

3. 试验

为了全面考核新制造或修理的液压缸可靠性和密封效果,必须进行相关试验。其试验项目与试验方法如下:

(1)试运行

调整试验系统压力,使被测试液压缸在无负载工况下启动,并全行程往复运动数次,以完全排除液压缸内的空气。

(2)启动压力特性试验

试运转后,在无外部负载工况下,调整溢流阀压力,使无杆腔(双活塞杆液压缸,两腔均可)压力逐渐升高,检测液压缸刚刚启动时压力即为最低启动压力。

(3)耐压试验

耐压试验包括型式试验和出厂试验。型式试验的目的是为了全面考核液压缸的质量性能是否达到设计要求和标准。出厂试验是在批量生产后,对每一只即将出厂的液压缸进行耐压性能考核,目的是保证液压缸的使用性能。

具体方法如下:将被测试液压缸活塞分别停在行程的两端(单作用液压缸处于行程极限位置),分别向工作腔施加1.5倍的额定工作压力。进行型式试验需保压2 min,进行出厂试验需保压10 s。

(4)耐久性试验

在额定工作压力下,让被测试液压缸以设计要求的最高速度连续运行,其速度误差范围应为-10%～+10%。此试验要求一次连续运行8 h以上,期间液压缸的零件均不得进行调整。

(5)泄漏试验

泄漏试验包括内泄漏、外泄漏和低压泄漏3种试验。内泄漏是使被测试液压缸工作腔进油,加压至额定压力或用户指定压力,测定经活塞泄漏至未加压腔的泄漏量。外泄漏是使被测试液压缸工作腔进油,加压至额定压力或用户指定压力,检测活塞杆密封处的泄漏量,并检查缸体各静密封处、结合面处和可调机构处是否有渗漏现象。低压泄漏试验要求液压缸在低压状态下全行程往复运动3次以上,每次在行程末端停留至少10 s。试验时,当液压缸内径大于32 mm时,要求压力低于0.5 MPa;当液压缸内径小于或等于32 mm时,要求压力低于1 MPa。

(6)缓冲效果试验

缓冲效果试验是将被测试液压缸工作腔的缓冲阀全部松开,调节试验压力为额定压力的50%,以设计的最高速度运行,检测运行至缓冲阀全部关闭时的缓冲效果。

(7)负载效率试验

液压缸试验台 篇5

关键词：磷酸酯液压油 台架试验 流体性能 腐蚀 密封

中图分类号：TE626 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（a）-0038-02

磷酸酯液压油作为飞机液压系统中能量转换和传递的工作介质，是保障飞机可靠、安全工作的主要功能材料之一。新研制的磷酸酯液压油不但要满足标准规范的指标要求，还必须满足液压系统对液压油的性能要求。应用研究是对新研制的磷酸酯液压油进行全性能的研究和评价，包括了理化性能指标研究，应用性能研究及相关的台架验证试验。

台架验证试验是磷酸酯液压油应用研究的最后一环，也是最重要的一环，它将新研液压油应用于实际台架，并验证液压油对系统及各部件运行的影响，从而给出作为液压油可以投入实际应用的依据。根据AS1241及BMS-3-11，台架验证试验包括流体性能试验、腐蚀试验及密封功能试验。

1 流体性能试验

流体性能试验是在一个接近液压油实际使用条件的模拟系统中进行的，而油泵则选用大型客机液压系统用油泵。试验中将一定流量的油样加热到一定温度，在系统中循环一定时间后，通过检测油泵性能变化、油泵的定子和转子外观和磨损（腐蚀和沉淀物）情况，检测液压油的性能如粘度、酸值、微量金属含量、颗粒污染度和润滑性等，来评价液压油同系统的适应性和工作可靠性，其试验结果与实际使用结果有较好的相关性。流体性能试验原理图如图1。

流体性能试验回路通过流量控制阀做模拟负载，加温装置保证测试系统油温达到标准要求，此外回路中并联溢流阀做安全阀，以防负载堵塞时直接溢流，防止危险事故。该试验回路参考AS1241标准建立，其中压力油箱采用自增压油箱。系统容量至少为8加仑，且测试部分要占20%总流量。流速至少要保证每分钟所有油液循环一次，测试部分应有温度控制装置，保证测试过程温度为98～118 ℃，油箱容量应与流速相匹配，泵的输出压力为3000±150psi。测试开始前应将整个试验装置晾干，关键部件如液压缸等要拆卸擦拭，并加装新的过滤器。系统第一次加注待测试油液，然后将油液尽可能排尽。然后加注新的测试油液并流动15 min保证排尽空气。并对油液进行取样，以便进行对比试验。试验开始前，泵空转5 min，并记录各处传感器的温度与压力。该项内容在泵测试结束后也应进行一次，并保证前后两次温度一致。流体性能试验至少进行500 h。该步骤完成后，控制温度提高到111～123 ℃，继续试验至少5h验证性能。试验过程中，应在100 h、200 h和350h对油液进行采样，流体性能试验结束后及加温试验后也应进行采样。试验过程中不应补充油液。对采样样本进行如下测试：

（1）酸值测定：ASTM D974

（2）37℃/98℃油液粘度测定：ASTM D445。

（3）四球磨损试验验证润滑性：ASTMD

4172（1 h，600 rpm，75 ℃，载荷4/10/

40 kg）

流体性能试验结束前，继续维持泵空转5分钟，测试各传感器位置的压力和温度。拆除装置前检测泵的可接受性，后续试验不能对泵做任何调整，主要为了对比泵的性能变化。检查过滤器污染度。流体性能试验结束之后，或在试验进行时更换零部件，任何在试验进行中或结束时因失效、泄漏或可能失效的零部件都应拆卸并确认是否为液压油导致失效。试验结束后还要检查其压力脉动及外泄漏等，并分解检查零件的磨损状况（图2）。

2 腐蚀试验

飞机液压系统管路中有许多阀体。由于磷酸酯液压油的特殊分子结构，曾在应用中对阀体产生腐蚀。腐蚀试验是在与流体性能试验相当的系统中安装上试验阀体，操作过程与流体性能试验相似，主是要在液压油中加入少量的三氯乙烷，以考核Cl离子对阀体泄漏量的影响。

该测试温度及压力与流体性能试验相同，但要求泵在60%～100%转速工作。测试开始前，应排干净先前试验的油液。应用新油清洗回路30min。第二次加注方式同上，彻底清洗系统。清洗油液应排尽不应有残留且不可再利用。加注系统所需的最大容量的磷酸酯液压油，系统应在（107±5）℃温度下运行至少2 h。系统自动按测试流程运行500 h，典型周期为5 min一个循环。至少每10 h记录一次系统的压力、温度和泄漏流量。第一个200 h测试完成后，向油液中加入三氯乙烷，产生1000 ppm+200/–000浓度的氯离子。试验开始后30 min内、在（200±2） h加入氯离子后及在试验500 h后要对新型磷酸酯液压油进行采样。检测样品中的氯元素含量和上一步测试中加入的氯元素含量，并对其进行化学分析，泄漏流量应在可接受范围内。

3 密封功能试验

安装NAS1611密封圈（乙烯丙烯橡胶按NAS1613），密封圈需有专业机构认证。密封槽根据AS4716制造，所有密封处都必须带有一个MIL-R-8791/1备用圈，处于O型圈压力侧下游（也可以为O型圈两侧都带有备用圈）。

在大气压下向油缸里冲入待测油液。加热油缸并保持（71±1）℃，持续6 d。加压至3000psi，并保持温度在71 ℃，持续24 h后开始如下试验。

高温试验：运行活塞最大至102 mm处，进行10个循环，每个循环压力从0到0到3000 psi，压力增速200，000 psi/s± 20，000 psi/s。再进行10个循环，每个循环压力从0到10 psi。固定作动活塞，保持10 psi压力1 h。每个动态密封处全程泄漏不得超过1.2 cm（20滴）。

低温试验：在室温下继续试验。冲压至3000 psi，之后允许压力降至10 psi。使用液氮冷却油缸至（-54±1）℃。在此温度下保持24 h，并加压至50 psi。除冰并运行活塞最大至102 mm。进行10个循环，每个循环压力从0到50 psi。再进行10个循环，每个循环压力从0到3000 psi。固定作动活塞，保持3，000 psi压力1个h。每个动态密封处全程泄漏不得超过1.2 cm（20滴）。

耐久性试验：在至少18h内，允许加热油缸至室温，并泻压至大气压。运行活塞最大至102 mm，进行70，000个循环，每个循环都带有一次瞬时泻压从3000 psi到0（一个循环等于活塞在不同方向上各运行102 mm）。保持油缸温度在（71±2）℃。本次试验每运行10，000个循环（大约5.6 h）后，接着固定活塞保持压力3000 psi，持续1.4 h。每个动态密封处每10000个循环泄漏不得超过2 cm。

短行程作动试验：以60 Hz频率运行活塞最大至6.35 mm，共运行10，000个循环。保持温度93 ℃，压力3000 psi。本次试验总泄漏量不得超过20 cm，最后20 min泄漏量不得超过2 cm?。

4 结语

在民用航空的发展过程中，航空液压油是其发展历程中的重要一环。磷酸酯液压油在国内民航业已经普遍应用，但尚未实现自主生产，国内也没有用于磷酸酯液压油应用研究的专用试验台。该文给出了台架试验的试验方法，可用于对未来自主研发的国产磷酸酯液压油的应用研究。

参考文献

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[2]王祖安.HP-46磷酸酯抗燃油的研究与应用[J].润滑油，1994（1）：17-20.

简易液压试验台的设计 篇6

关键词：简易,液压试验台,设计,油缸试验

1 设计背景

我厂负责恒源煤电集团公司所属各矿的综采设备修理任务,每年大修理液压支架五百多架,加上生产维护使用,每年需大修支架立柱两千多根,其他各类支架千斤顶四千多根;随着服务对象的不断拓展,千斤顶大修工作量也会相应增加。

根据中华人民共和国煤炭行业标准《液压支架千斤顶技术条件》的规定,液压支架千斤顶在大修完成后需进行严格的密封性能、耐久性、强度试验,全部合格才能投入使用。这就需要有一台能够提供较大流量、压力可调、具备增压保压功能的液压试验台,购买一台这样的液压试验台通常需要十几万元,而自带动力的更要几十万元。因此,利用现有条件,设计制造一台能够满足以上功能的简易液压试验台,将为企业节约一笔不小的设备采购费用,如能推广应用,将会产生更大的效益。

2 工作原理

简易液压试验台的液压原理如图2所示。

液压试验台以本厂自用乳化液泵作为外接动力源。

关闭卸荷截止阀III、IV,操纵手把使操纵阀II的阀芯处于左位时,来自乳化泵站的高压液体经双向锁到达被试液压缸后腔,活塞杆伸出,观察在这个过程当中是否有渗液、漏液现象,如果没有可继续实验;操纵手把使操纵阀II的阀芯处于右位时,来自乳化泵站的高压液体经双向锁到达被试液压缸前腔,活塞杆缩回,当缩到三分之一或二分之一处时,关闭截止阀I,打开截止阀II,操纵手把使操纵阀I的阀芯处于右位,增压缸后腔进液增压,使压力表的数值慢慢升高,当达到所需要的压力(卸荷安全阀值事先调定)时,截止阀II关闭,保压30秒,如果在这期间,压力表指针稳定,没有下降现象,可以继续实验(反之为不合格)。打开截止阀I,操纵手把使操纵阀I的阀芯处于左位,增压缸前腔进液,活塞杆收回。操纵阀I复位,打开卸荷截止阀III卸载。其他位置保压重复上述步骤即可。

3 设计内容

简易液压试验台主要由操纵阀、双向锁、截止阀、压力表、增压千斤顶、增压安全阀、高压胶管、固定架等部分组成。如图一:实物照片。

本试验台不带动力,以本厂自用乳化液泵作为外接动力源,本厂自用乳化液泵为WRB200/31.5型,能提供31.5Mpa压力。使用支架用前梁千斤顶作为增压千斤顶,通过调定增压安全阀的卸载值,能够使液压试验台的压力试验范围达到0~90Mpa(增压约2倍)之间,基本满足各类千斤顶试验的增压保压功能。

液压试验台的主要组成部分操纵阀、双向锁、截止阀、压力表、增压千斤顶、增压安全阀等集中安装在工作台上,每部分之间通过中间接头连接,仅外部试验管路采用高压胶管,即使试验台结构紧凑,操作调整方便,试验压力可视化,又确保了试验安全。

本实验台所用液压元件均为我厂常用的平顶山煤矿机械厂ZZ4400-17/35支架元件。

所需液压元件如表1。

4 简易液压试验台的特点及应用

4.1 简易液压试验台的特点

1)结构简单紧凑,外型尺寸小;

(2)操作简单,安全可靠;

(3)输出压力大小可视化,可调节;

(4)能实现增压、保压等功能;

(5)所有组成部分均为普通支架通用液压元件,加工维护成本低。

4.2 简易液压试验台的应用

多路阀试验台液压系统的改进 篇7

1.试验台组成及原理

该液压试验台组成及原理如图1 (部分图)所示,其主要由电动机1、主泵2、插装式溢流阀7、被测试多路阀9、滤油器11、电磁换向阀(12、13)、流量计14、逻辑阀15等组成,其中流量计14用于采集被测试阀的泄漏量。

1.电动机2.主泵3、5、10、11.滤油器4.截止阀6.单向阀7.插装式溢流阀8.压力表9.被测试多路阀12、13.电磁换向阀14.流量计15.插装式逻辑阀

通过主电动机带动主泵2给被测试多路阀9提供压力油,可对该阀进行压力-流量试验、换向性能试验、保压试验、内泄漏试验、耐压试验和外泄漏试验。在进行压力-流量试验、换向性能试验时,电磁换向阀12、13都不得电,处于常位,流量计14不工作。此时主泵2保持较大排量,其输出的大流量油液由P油口,经过逻辑阀15的A口到P2油口(逻辑阀15B口),再进入被测试多路阀9。在进行保压试验、内泄漏试验、耐压试验、外泄漏试验时,电磁换向阀12、13同时得电,处于换向位,流量计14处于工作状态。此时主泵2排量变小,压力增加,其输出高压力、小流量的油液经电磁换向阀12、流量计14到达P1油口,再进入被测试多路阀9。

2.试验台故障分析及验证

(1)故障原因分析

在测试多路阀泄漏量过程中,起初被测试多路阀的泄漏量显示正常,但在压力逐步增大到25MPa时,被测试多路阀的泄漏量变为0。在稍后针对此现象的调试中,将回油管拆开,经过长时间“打压”,发现有少量液压油从回油口渗出,由此判定“泄漏量为0”是假象。

分析认为,“泄漏量为0”的原因有3种:一是泄漏量很小,流量计无法采集该流量;二是流量计信号变送到工控机过程中受到干扰,导致泄漏量数据丢失;三是主泵泵出的液压油没有经过流量计,而是直接经过打开的插装式逻辑阀、被测试多路阀,回到回油口。

查询相关资料得知,在被测试多路阀最大泄漏量为130 mL/min时,传感器的精度为0.48 mL/min,流量传感器应能够检测到这个流量。通过变换液压回路,从P口接通另一小流量使其经过流量传感器,结果数据采集、变送、显示均正常。由此判断故障原因应该是插装式逻辑阀有问题。

(2)故障部位验证

由于故障分析结果可能是插装式逻辑阀存在问题,所以需进一步进行验证。

1.控制盖板2.插件3.阀套4.调整圈5.座阀6.带阻尼锥颈7.不带阻尼锥颈8.复位弹簧A1—A口受力面积A2——B口环形截面受力面积A3——X口受力面积,为A1与A2之和

12、13、16.电磁换向阀14.小流量计15.逻辑阀17.单向阀

插装式逻辑阀包括控制盖板1和插件2两个部分。控制盖板1内设有控制油孔,根据功能需要,可选装行程限位器、液控方向阀1座阀或梭阀。插件2主要由阀套3、调整圈4、座阀5、带阻尼锥颈6 (或不带阻尼锥颈7)和复位弹簧8组成,如图2所示。

从图2可知,插装式逻辑阀阀座X口接先导控制油,A口与液压泵出口连接,B口与被测试液压阀连接

阀芯A口受力FA计算如下:

式中:

FA——阀芯A口受力;

P——系统测试油压;

A1——阀芯A口受力面积。

阀芯B口受力FA计算如下:

式中:FB——阀芯B口受力;

P2——B口油压;

A2——阀芯B口环形截面受力面积。

阀座X口受力FX计算如下:

式中:

FX——阀座X口受力;

PX—先导控制油压,22.5MPa;

A2——阀座X口受力面积,为A1与A2之和。

由插装式逻辑阀原理可知,当其阀座X口受力FX与弹簧力F弹之和大于A口受力FA与B口受力FB之和时,插装式逻辑阀阀芯开启(如公式4)。反之,插装逻辑阀阀芯关闭。

经计算得知,当系统压力P系为25MPa时,阀座X口受力FX与弹簧力F弹之和大于A口受力FA与B口受力FB之和,因此逻辑阀15开启,液压泵泵出的压力油不经过流量计。

3.改进方案

根据以上分析和验证,在泄漏试验时,只要确保图1中P2口的回油不回流至插装式逻辑阀15的B口,逻辑阀15便可关闭。为此,决定在P2回油口与插装逻辑阀15的B口之间加装单向阀17和电磁换向阀16,以将P2回油口的压力卸掉。如图3所示。

测试多路阀泄漏时,电磁换向阀12、13、16同时得电,逻辑阀15关闭,液压泵泵出的压力油经流量计14进入被测试多路阀;不测试多路阀泄漏时,电磁换向阀12、13、16同时失电,逻辑阀15打开,液压泵出来的油液经P2回路流至被试液压阀。

液压缸试验台 篇8

随着我国经济大国地位的确立, 我国汽车产品已经走进千家万户, 与此同时汽车关键原件的质量也备受政府关注, 汽车制动软管是汽车制动系统重要部件之一, 它的主要作用是汽车操纵时传递压力, 车辆通过压力的变化实现制动或者缓解功能。目前, 汽车的制动系统广泛采用液压制动方式和气压制动方式, 小型汽车大多采用液压制动系统, 制动执行机构通过液压制动软管将压力传递到制动器完成制动, 而液压制动软管质量的好坏直接决定着制动系统的安全性。

针对2010年实施的新国家标准GB 16897-2010《制动软管的结构、性能要求及试验方法》中液压制动软管的检测项目增加“耐高温脉冲性”试验, 我们研制了制动软管耐高温脉冲性试验台来进行液压制动软管的该项目的检测, 为政府监管和企业质量监控提供技术支持。

2 系统工作原理

液压制动软管高温脉冲测试台适用于液压制动软管的高压脉冲疲劳测试, 用于模拟测试产品实际工况 (高温环境、高温介质、高频脉冲压力振荡冲击) , 以检测并确定其性能。该试验系统主要由四部分组成:

(1) 液压动力系统:提供系统动力的液压源, 以及保证液压动力源和介质的压力转换。

(2) 高温温场系统:提供试验所需的环境温度及安装环境。

(3) 计算机控制系统:电控模块、脉冲信号的输出、压力信号数据采集等组成。

(4) 制动液回收系统:回收系统漏液或由于制动软管接头或产品问题产生的漏液回收。

系统原理图见图1, 把液压制动软管试件安装到压力循环装置上, 液压制动软管试件和到压力循环装置注满HZY3级制动液, 排出空气, 并将液压制动软管总成并置于温度143℃±3℃的高温环境试验箱内。由动力系统产生稳定输出压力, 微机系统发出电脉冲信号控制压力循环系统的通断时间, 进而使压力循环系统产生 (0MPa~11MPa) 脉冲液压源, 并自动控制加压和泄压周期。

系统通过各传感器采集各系统信号, 通过电控模块部分信号处理成为可由数据采集卡处理的计算机信号, 由计算机进行数据处理、分析、保存和打印。

3 系统软件设计

软管高温脉冲测试台系统软件采用点动控制和自动控制两种模式, 软件流程如图2所示, 系统可单独控制完成油泵的启停、排气、吸油、加压、保压等功能, 同时可以通过自动模式进行液压制动软管的自动循环测试。

如图3, 系统通过压力循环控制装置实现液压的脉冲信号控制, 每隔60s实现加压11MPa并保压60s, t为压力上升时间, t≤1s。

4 系统配置实例

如表1所示, 汽车液压制动软管高温脉冲测试台由液压动力站、脉冲发生器、介质系统、高温环境试验箱、电气控制系统、计算机控制与采集系统组成, 专门对制动软管进行高温压力脉冲疲劳试验, 考核其疲劳寿命和疲劳破坏形式, 试样破坏或机器出现故障自动识别并作相应处理。

参考文献

液压阀试验台控制系统的研制 篇9

关键词：液压阀,试验台,触摸屏,工控机,控制系统

0引言

液压阀在出厂之前应进行出厂试验, 经检验合格后方可获得产品合格证。传统的液压阀检测通常使用手动加载、人工记录的方法, 检测精度低, 效率低下, 无法满足生产厂家日益提高的测试要求。针对这一实际情况, 本文设计了液压阀试验台。

1电控系统设计

控制系统主回路如图1所示。本系统所选PLC为西门子公司S7-200系列中的CPU226, 该机型具有16路数字量输入、24路数字量输出, 可以满足本系统的基本控制需求;为了采集传感器数据, 还选择了该系列中的EM235模拟量混合模块, 该模块具有4个模拟量输入和1个模拟量输出, 分别可以接4个传感器和1个用于驱动比例电磁铁的比例放大板, 该模块具有12位精度, 可以满足系统的测试和控制精度要求。

PLC主控单元CPU226的电气原理图如图2所示。各电机的启停控制及各电磁阀的动作控制通过外部按钮及旋钮输入到PLC中, 由于所控对象均为感性负载, 因此输出点均与中间继电器相连, 由中间继电器实现PLC输出与电磁阀、加热器及接触器之间的电气隔离, 保证系统的可靠运行。

模拟量扩展模块EM235的电气原理图如图3所示, 该模块可实现最高1kHz的采样频率。为确保在电磁干扰严重的环境下也能准确进行数据采样, 选择4mA~20mA信号作为输入, 同时以0V~10V信号作为比例放大板的输入, 驱动比例电磁铁工作。本系统选用博士力士乐公司的FESE-1型电液比例节流阀控制液压回路的流量与压力, 该阀具有位置感应传感器, 可以实现闭环控制, 从而有效确保了压力、流量的控制精度。

使用工控机作为上位机, 实现数据存储、信号处理、曲线生成、打印制表等功能。工控机系统的原理图如图4所示。传感器数据采集由研华PCI-1710多功能数据采集卡实现, 该卡具有16个单端模拟量输入口, 精度为12位, 可以采集温度、压力、流量、电机转矩和电机转速信号。通过该卡上的数字I/O通道, 可以确定控制台面板上控制按钮的工作状态。选用研华PCI-1720型四通道隔离模拟量输出卡对系统温度、压力、流量、转速等参量进行调节, 该卡具有控制稳定、精度高的优点。

为确保系统的测试精度, 在考虑传感器量程、线性度、回滞特性、抗干扰能力、灵敏度、温度漂移等因素的前提下对传感器进行选型, 如表1所示。

2程序设计

上位机程序由VB开发, 人机界面由触摸屏程序实现。该界面可以实现多通道采样数据的曲线生成与存储, 还可以调取存储器中的历史数据, 操作十分方便。

上位机通过串口通讯与PLC交互数据, 完成数据库操作, 用户可以随时调取实时及历史曲线, 通讯程序如下:

3结论

该试验台控制系统已投入运行, 实际使用情况良好, 可以满足用户高效、高精度的测量需求。本设计中PLC与触摸屏、工控机配置得当, 提高了系统的操作性和可靠性, 该设计思路值得在同类设计中推广。

参考文献

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液压缸试验台 篇10

采用常规液压试验台检测室,被测试液压泵输出的压力油全部直接回油箱。采用这种方式会造成系统发热,导致能量浪费,同时会导致液压部件老化加速,故障率增加,且影响设备的寿命。为降低液压系统温度需另外增加冷却系统,从而额外增加了能量损耗。本文介绍的功率回收方案,是将原来造成系统发热的被测试泵输出的液压油作为马达动力,马达再去驱动被试泵,以使系统的发热量大为降低,从而节约能源。采用这种方式回收能量的效率最高可达到70%,驱动功率仅为被试泵功率的30%左右。功率回收型液压泵试验台在液压试验台领域是一种尝试和创新,它体现了环保和节能意识,是未来各行业发展的一种趋势。

1. 综合液压试验台

综合液压试验台能够同时完成对泵、马达和阀组的全工况测试工作。试验台共有6部分组成,分别是液压油箱、大排量试验台架、小排量试验台架、阀试验台、控制阀组和电控系统。其中,大排量试验台架由315kW的电动机驱动,它不仅可对排量在200mL/r以上泵进行全工况下的耐压、容积效率、启动扭矩和电液控制变量调节特性测试,还可对排量在200ml/r以上马达进行全工况下的机械效率、容积效率和跑和性能测试。小排量试验台架由75kW的电动机驱动,可对排量在200mL/r及以下泵和马达进行各项性能参数测试。阀试验台可对耐压特性、泄漏量、压力调节特性、调压稳定性、流量调节特性、流量负载特性、换向性能和启闭特性等性能参数进行测试。综合液压试验台的研制成功能提高液压泵、液压马达及阀组使用寿命,可为液压部件的使用、维修提供科学依据。同时,为减小检测排量液压马达造成的大量能耗,可将功率回收应用于综合液压试验台。

2. 功率回收原理

大排量试验台架是由315kW的电动机驱动,在液压泵各性能参数的测试过程中,电能消耗量较大,为达到节能减排的目的,我们对其采用功率回收方式。本文介绍的功率回收为机械补偿式,其原理如附图所示。被试泵和加载马达由一台双出轴的电动机连接,电动机启动后被试泵输出的压力油通过液压耦合模块后,为加载马达提供了动力。马达通过电动机轴带动液压泵工作,系统运行不足的能量由电动机补偿。

3. 功率回收参数选择

功率回收效果关键由系统各参数确定。选择参数过程中,应做好被试泵和加载马达间各性能指标的匹配,尤其是要做好流量、转矩和转速的匹配。

(1)流量匹配

被试泵的出口通过阀组连接到加载马达上,油液在通过阀组和马达时会产生泄漏,因此加载马达的流量须小于被试泵的流量,被试泵的输出流量计算如下:

式中:Qp——泵的输出流量,L/min

Qm——马达的输出流量,L/min

ηpv——泵的容积效率

ηmv——马达的容积效率

由于ηpv、ηmv是小于1的数,故为了建立系统的压力,满足加载要求,必须要求被试泵提供比加载马达所需流量多一些油液,即QP>Qm。

(2)转矩匹配

加载马达回输的功率是通过机械传动直接驱动被试泵的,也就是说,被试泵是它的负载,被试泵要求输出的转矩计算如下:

式中:

Tp——被试泵要求输出的扭矩,N·m;

P——被试泵的出口油压,MPa;

ηpm——被试泵的机械效率。

加载马达输出的转矩

式中:

Tm——加载马达输出的转矩,N·m;

P——被试泵的出口油压,MPa;

ηmm—被试马达的机械效率。

根据QP>Qm的排量匹配的要求,可得

加载马达回输的转矩不足以驱动被试泵,Tp与Tm相差的部分ΔT由驱动电机输出机械功率来补偿。

(3)转速匹配

在系统接通功率回收前须要对被试泵和加载马达的转速进行匹配,被试泵的转速等于电动机的转速,加载马达的转速要略高于电动机的转速,即只有nP=n电机<nm时,在使用功率回收时才能为被试泵提供动力,否则成为被试泵的负载,增加能耗。

4. 功率回收测试效果