液压试验台节流阀检测系统应用与研究设计

摘要液压系统目前已经广泛应用于部队武器装备、民用设备、航空航天等领域中,液压系统的故障机理分析、状态监测与故障诊断技术也日趋成熟。

但是,对液压系统分析、监测与诊断技术需要到工程实践中进行可靠性检验,一般检验周期长,成本高。

多功能液压实验台能模拟液压系统常见故障,加速设备运行,缩短检验周期,降低成本,缩短诊断理论、技术到工程应用转化时间。

下面经实验,多功能实验台运行可靠、稳定,能全面模拟液压系统、液压元件特别是液压泵、液压缸、节流阀，溢流阀等等元件的故障,并可运用嵌入在实验台中多种传感器实现多源信息采集,能有效地为液压系统的状态监测与故障关键词：液压试验台液压元件节流阀检测目录1绪论 (4)1.1液压传动在机械行业中的应用 (5)1.2液压试验台的基本组成 (6)1.3 液压试验台的特点 (8)1.4液压传动技术的发展及应用 (9)2液压试验台节流阀检测系统的设计 (12)2.1 液压试验台节流阀检测系统的具体设计 (14)2.1.1 检测系统的目的 (16)2.1.2 节流阀功能测试回路图的确定 (20)2.1.3 节流阀压力、流量测试的一般步骤 (20)2.2 液压液的选择 (21)2.3 电机、液压元件及附件的选择及设计 (22)2.4液压集成块的结构设计 (22)2.4.1通用集成块组的结构 (23)2.4.2集成块的特点 (23)2.4.3液压集成块及其设计 (24)2.4.4集成块设计步骤 (24)3测量系统的设计 (26)3.1正确测量的测量条件和测量方法 (27)3.2 转速转矩传感器的选择 (28)3.3测量仪表的选择 (30)3.3.1流量计的选择 (24)3.3.2真空表的选择 (25)3.3.3压力表的选择 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1绪论1.1 液压传动在机械行业中的应用液压传动在实际生产中的应用有一下几部分：磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等工程机械——挖掘机、装载机、推土机等。

汽车工业——自卸式汽车、平板车、高空作业车等。

农业机械——联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等。

轻工机械——打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等。

冶金机械——电炉控制系统、轧钢机控制系统等。

起重运输机械——起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等。

矿山机械——开采机、提升机、液压支架等。

建筑机械——打桩机、平地机等。

船舶港口机械——起货机、锚机、舵机等。

铸造机械——砂型压实机、加料机、压铸机等。

本次设计液压试验台节流阀检测系统，主要包括以下几点：1）压力试验：在国家要求安全范围内，逐级升高压力，全面检查系统所有焊缝和接口处应无泄漏、管道无永久性变形。

2）功能试验：逐次调整每个回路，执行器速度应在正常工作压力和温度下运行。

3）噪音，尽量消除和减少系统对周围环境的影响。

4）系统稳定性，应先检查局部闭环的稳定性，然后接上主通路；检查各执行件有无影响。

5）系统响应快速性。

各个执行元件的动作时间是否对应工况设计。

6）温度—时间曲线其总体方案图结构图如下：节流阀性能测试实验工作台总体方案与布局图本次设计的液压试验台节流阀检测系统的设计主要是为节流阀的性能检测而做的，因为，一般对液压元件的性能分析、监测与诊断技术需要到工程实践中进行可靠性检验,一般检验周期长,成本高。

本次设计的液压试验台节流阀检测系统可以通过检测元件所能承受的最大压力，工作中所产生的噪音，工作中的稳定性，以及通过计算机生成温度-时间曲线来判断常见故障,加速设备运行,缩短检验周期,降低成本,缩短诊断理论、技术到工程应用转化时间既可以简化控制线路，节省成本，又可以提高劳动生产率。

1.2液压试验台的基本组成液压试验台常规配置是由液压试验系统、电气控制系统、试验油管及试验油管悬挂机构、出厂试验台架组成；如用户需要，可增加试验数据计算机处理系统；如没必要，供货时也可不带试验台架，由用户自备。

其中液压试验系统、电气控制系统、试验油管和试验油管悬挂机构组成的试验单元构成了试验台的试验功能，可完成全部试验项目的试验。

这三部分的所有零部件安装固定在机架上，方便整体运输及转换使用场地。

液压系统的泵阀等部件安装在机架内下部，油箱组件安装在机架的上后部，电气柜安装在机架的上前部，在液压元件的外边、机架的四周边安装围门，即整齐美观，又安全卫生。

试验台架主要用于试验时放置固定油缸，便于操作，同时还有收集回收试验时洒落的油液、安装诸如自动测量行程等所需仪器的作用。

1、液压试验系统液压试验系统在电气控制系统的作用下，使工件完成各项试验项目。

它是由油箱组件、多台油泵电机组、多套液压阀组、过滤装置、液压管路组件、液压检测元件等部件组成的低压大流量动力源系统、高压加载动力源系统、超高压加载动力源系统、试验油路系统、辅助油路系统、气动排油系统等液压系统所构成。

2、电气控制系统电气控制系统由触摸屏、PLC（可编程处理器）、电器元件、指示面板、操作悬臂等部件组成的电机控制、操作控制、显示（包括指示、警示）仪器仪表三部分构成。

主电路为交流380V,控制电路为交流220V、直流24V。

试验程序由PLC处理完成，控制系统通过对液压系统的控制，实现试验所要求的各项动作及各项安全防护措施。

3、试验油管及试验油管悬挂机构试验台出厂时都配好一定长度的试验台和油缸连接的高压软管，为了油管拆装方便、高效，还为油管配置好快换接头，在试验台上部安装有平衡器支架及平衡器，将油管悬挂起来，使用时将油管端部拉下接在油缸油口上，不试验时，平衡器将油管悬挂起来。

4、出厂试验台架该试验台架主要由架体、接油槽、漏板、油缸V型支撑等组成。

V型支撑安装在架体上，用于放置油缸；接油槽是在架体上端焊接而成的封闭结构，收集拆卸试验油管时散落的油液，收集的油液汇集到接油槽下部的集油箱中，油箱装有液位传感器，集油到一定量时，集油系统的回油泵自动启动，将集油通过过滤送到液压系统油箱；在接油槽中配置有一定高度的漏板，用于放置小零件和工具，也使工具和小零件免于沾上油液。

试验台架是选配部件，用户可以选购，也可以依据各自需要定做其它结构形式的台架。

5、试验数据计算机处理系统该系统由计算机、数据采集卡、传感器、打印机等部件组成。

除了具备和触摸屏一样的显示功能外，主要功能是对每只试验过的油缸试验数据进行处理，形成试验报告，并对报告储存，以供随时查询和打印。

试验报告有两类，一类是单个油缸试验情况的历履报告，一类是一定工作时间段所试油缸的汇总报告。

历履报告内容分两方面，一方面是油缸特征和试验人员特征内容，如产品名称、型号、部件号、各试验项目的要求参数、试验用油、安装距、试验人员、检验人员等，这些内容人工输入；另一方面是试验数据，如试运行次数、起动压力、试验压力、保压时间、油液温度、试验时间、试验结果是否合格等。

汇总报告按序号对所试油缸的试验参数和结果汇总列表，多用于日报表。

数据处理软件设计时，赋予了一定的生产管理功能，如在试验数据采集前必须输入特征内容，否则不予采集，也就形不成试验记录；而对于试验数据只能采集，不能输入，也就不能对报告中的试验数据进行改动，避免了人工干预试验结果的情况出现。

1.3 液压试验台的特点液压实验台能全面模拟液压系统常见的各类故障,并可运用嵌入在其中的加速度、压力、流量、温度、液位、污染度、位移等多种传感器检测液压系统在正常或异常状态下的各种信息,可为液压系统、元件的故障机理分析、状态监测及故障诊断技术积累信息,提供数据。

1)多功能液压实验台组成液压实验台的原理如图1所示,部分元件结构如图2所示。

实验台液压泵4由75 kW交流电动机驱动。

溢流阀7 为安全阀, 8、11为二级调压阀,调节实验台最高工作压力。

电磁换向阀12、单向节流阀13、14,节流阀17、18、19、液压缸20、溢流阀23构成液压缸故障模拟系统,流量计15、16、21,压力传感器31、33、34构成压缸测试系统。

电磁换向阀25和溢流阀28模拟溢流阀和电磁阀工作。

2）多功能液压实验台特点多功能液压实验台工作最高压力24 MPa,系统最大流量为91 L /min,能够完全模拟工程机械、武器装备液压系统、元件(尤其是液压泵和液压缸)故障;采用背压方式产生液压缸工作负载,降低了成本;系统采用模块化设计,可扩展性强,系统维护简单。

图11.4液压传动技术的发展及应用液压技术，从１７９５年英国制造出世界上第一台水压机诞生算起，已经有２００多年的历史了，然而在工业上的真正推广使用却是２０世纪中叶的事情了。

第二次世界大战期间，在一些武器装备上用上了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，大大的提高了武器装备的性能。

同时，也加速了液压技术本身的发展。

战后，液压技术迅速由军事转入民用，在机械制造、工程机械、锻压机械、冶金机械、汽车、船舶等行业中得到了广泛的应用和发展。

２０世纪６０年代以后，原子能技术、空间技术、电子技术等的迅速发展，再次将液压技术向前推进，使其在各个工业领域得到了更加广泛的应用。

现代液压技术与微电子技术、计算机技术、传感技术的紧密结合已经形成并发展成为一种包括传动、控制、检测在内的自动化技术。

当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善发展比例控制和伺服控制、开发数字控制技术上也有许多新成果。

同时，液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)和测试(CAT)、微机控制、机电一体化、液电一体化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液压技术发展和研究的方向。

继续扩大应用服务领域，采用更先进的设计和制造技术，将使液压技术发展成为内涵更加丰富完整的综合自动化技术。

目前，液压技术已广泛应用于各个工业领域的技术装备上，例如机械制造、工程、建筑、矿山、冶金、船舶等机械，上至航空、航天工业，下至地矿、海洋开发工程，几乎无处不见液压技术的踪迹。

液压技术的应用领域大致上可以归纳为以下几个主要方面：（1）各种举升、搬运作业。

尤其在行走机械和较大驱动功率的场合，液压传动已经成为一种主要方式。

如起重机、起锚机等。

（2）各种需要作用力大的推、挤、挖掘等作业装置。

例如，各种液压机、塑料注射成型机等。

（3）高响应、高精度的控制。

飞机和导弹的姿态控制等装置。

（4）多种工作程序组合的自动操作与控制。

如组合机床、机械加工自动线。

（5）特殊工作场合。

例如地下水下、防爆等。

2液压试验台节流阀检测系统的设计2.1 液压试验台节流阀检测系统的具体设计2.1.1 检测系统的目的本次设计的检测系统的目的主要是通过检测元件所能承受的最大压力，工作中所产生的噪音，工作中的稳定性，以及通过计算机生成温度-时间曲线来判断常见故障,加速设备运行,缩短检验周期,降低成本,缩短诊断理论、技术到工程应用转化时间既可以简化控制线路，节省成本，又可以提高劳动生产率。