50MPa液压综合试验台的设计与研究

№.1 陕西科技大学学报 Feb.2007 Vol.25 J OU RNAL OF SHAANXI UN IV ERSIT Y OF SCIENCE&TECHNOLO GY ・103・3　文章编号:1000-5811(2007)01-0103-04

50MPa液压综合试验台的设计与研究

雷　杰

(西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安　710048)

摘　要:研制开发了一种新型的液压综合试验台,介绍了其组成原理、功能特点以及测量控制

系统.该试验台采用了先进的比例技术,可以满足对液压附件进行不同压力的测试需要.通过

实际使用,证明该试验台具有工作可靠、精度及自动化程度高、操作简单等优点.

关键词:液压原理;试验台;测控系统

中图分类号:T H122 文献标识码:A

0　引言

液压综合试验台是对液压系统的部件、附件进行耐压试验、性能测试、泄漏检验的关键设备,对提高产品性能质量起着重要作用.现有试验台存在标准化和通用化水平低、精度差、操作使用不便等问题,而且测试压力较低,一般小于35M Pa,而中高压测试系统对泵、阀及管路等的要求则较高.作者针对某企业提出的技术要求及需要完成的测试功能,研制并开发了一种耐高压综合试验台,具有双通道、多功能,测试精度高、自动化程度高等特点,其主要技术参数为:(1)系统工作压力:2～50M Pa±1%FS,电控比例调压;(2)额定流量:10L・min-1;(3)工作介质:15#航空液压油;(4)过滤精度:3μm.

1　耐高压试验台的系统组成及设计要求

所研制的液压试验台由试验台本体、液压系统以及测试和控制系统组成,按结构设计可分为相互独立的供压部分、试验管路部分和试验台测控系统3大部分.各个部分是相对独立而又有机联系的,相互之间通过电缆或导管相连,共同协调工作以完成试验台的各项功能.各元件和管路不允许有任何渗漏,设备应结构紧凑,工艺精良.高压油源由哈威径向柱塞泵提供,高压系统的主要元件也都选用德国HAWE的产品.试验安装台架用于安装被试产品,并配置有安全罩(材料为有机玻璃),其台面为“T”型槽安装板(1200 mm×700mm×30mm),用型材作骨架,考虑到人员操作方便,台架高度设计为800mm.电气控制部分要求试验台具备启动/停止、压力的调节/显示、试验系统转换以及紧急停车等控制功能.

2　液压试验台供压部分的设计

系统供压部分的作用是向被测液压部件、附件提供满足流量、压力和清洁度要求的液压动力.因为本系统用于测试耐高压部件,为确保性能及工作可靠性,液压泵选用高压径向柱塞泵,配有手动变量调节机构,使工作流量可调.压力调节阀选用比例溢流阀,使其输出压力由零逐渐升高到被测体试验所需要的压力.整个系统的管路、接头及油箱均采用不锈钢制造.

2.1　系统液压站设计

液压站由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒等组成.电机和油泵是系统的动力源,将机械能转化为液压油的动力能.由阀及通道体组合成的集成块对液压油实行方向、压力、流量的调节.液压站的结构形

3收稿日期:2006-10-13

作者简介:雷　杰(1974-),男,陕西省澄城县人,工程师,研究方向:纺织设备机电一体化

陕西科技大学学报第25卷式按泵装置的位置可分为上置立式、上置卧式和旁置式3种,在本设计中考虑到其实际工作情况及安装位置采用了上置立式,即泵装置立式安装在油箱盖板上,液压站外形图如图1所示.油箱设计容积为150L ,由不锈钢板焊接而成.泵最高使用压力为60M Pa ,型号选用哈威R11.06014,额定流量11.0L ・min -1.依据工作情况还给液压站配装了回油滤油器、空气滤清器、液位液温计、油水冷却器等,均选用国产优质产品.通过上述措施确保了系统工作压力、流量满足技术指标要求,且压力、流量调节平衡可靠,油液清洁,油温满足相关要求.同时,

泵源设有安全装置及应急卸荷装置,以确保不会超压.

图1　液压站系统总装图

图2　耐压试验台液压系统原理图

2.2　液压系统的设计原理耐压试验台液压系统原理图如图2所示,P1、P2为进油口,向被测部件提供两路压力油,联接螺纹为M18mm ×1.5mm ,与74°锥卡套联结,2D T 得电则P1口输出,3D T 得电则P2口输出;R1、R2为两路回油口,管路联结螺纹为M22mm ×1.5mm ,回油管较进油管粗一号是为了确保回油通畅.在回油路上设计了节流截止阀14,其作用是产生一定的背压,通过做背压试验可以检测出所测部件是否有泄漏,密封是否良好.换向阀7后加装了节流阀是为了在系统卸荷时减小高压油的冲击.通过手动调节比例溢流阀8将系统压力由零逐渐上升到所需测试压力,调节时实际压力值可以通过数显仪表11读取,并用数码管显示.3　电气原理设计

3.1　电路部分需要实现的主要功能

电路部分应实现电机的保护、启动、停车以及紧急停车,可以进行压力调节、压力显示,具有温度报警、滤网堵塞报警等功能,系统电路原理图如图3所示,其电气主要技术参数为:(1)主电源:AC380V/50Hz ;(2)控制电源:AC220V/50Hz ;(3)比例溢流阀输入电压:DC24V ;(4)电磁换向阀电压:AC220V/50Hz ;(5)传感器、数字显示仪供电电压:DC24V ;传感器输出:4～20mA.其中,SB2为电机启动按钮,SB 为紧急停车按钮.油温超过设定上限值60℃,则电磁铁4D T 得电,冷却系统开始工作.回油滤油器5(如图2所示)带过滤堵塞报警功能,堵塞后电磁铁5D T 得电,发光二极管5HL 亮.当工作中出现异常情况或某元件发生故障时,系统压力超过压力开关9设定压力(如60M Pa ),压力开关输出,KA2线圈得电,KA2触点闭・401・

第1期雷　杰:50MPa 液压综合试验台的设计与研究合,1D T 得电,1HL 灯亮,液压系统通过截止式换向阀7卸荷,油流回油箱,几秒后延时继电器工作,电机停转,这样可以保护油泵,以防油泵憋死或损坏

.

图3　系统电气原理图

3.2　产品测试操作流程

该试验台实际操作流程分为以下步骤:

(1)将被试产品压力油口与高压胶管连接,回油口与回油胶管连接,确认被试产品与系统的管路连接正确、牢固;

(2)确认以下各状态:各换向阀旋钮处于“停”状态,比例溢流阀变阻器调节旋钮逆时针旋至输出最小位置,“急停”指示灯灭;

(3)用设备配套钥匙打开电气操作柜底下柜门,接通总电源、控制回路断路器,此时总电源指示灯亮;按下“电机启动”按钮,启动电机,“电机启动”指示灯亮;

(4)将被试产品需测试回路相对应的换向阀开关旋钮“系统1”或“系统2”旋至“启”状态,顺时针旋动比例溢流阀变阻器调节旋钮,系统测试压力随旋钮转动逐渐升高,观察压力仪表显示压力,当显示压力达到要求测试压力时,停止调节比例溢流阀变阻器调节旋钮,此时可进行耐压试验;

(5)耐压试验完成,逆时针旋动比例溢流阀变阻器调节旋钮至最小位置,进行另一系统的测试;在进行回油背压试验时可调整位于试验安装台架下部换向阀块上的截止节流阀,顺时针旋转则背压增加,逆时针旋转则背压减小;

(6)全部试验完成,逆时针旋动比例溢流阀变阻器调节旋钮至最小位置,按下“电机停止”按钮,“电机启动”指示灯灭,电机停止.

若系统在高压状态下发生意外,按下“急停”按钮,“急停”指示灯亮,系统会在延时4s 后自动停止电机,不得直接停止电机,以防损坏油泵.排除故障重启电机前,必须先按下“急停复位”按钮,关闭“急停”指示灯.

4　结束语

产品测试期间,油源及高压管路一侧不得有人员靠近;油箱内液压油液面低于油标指示范围时应及时加油,以防油泵吸空.作者所设计的耐压试验台经过实际使用证明能够满足被测部件附件的耐压强度试验、背压密封性试验等要求,测试精度高,工作可靠,自动化程度高,减轻了操作人员的劳动强度,使用维护方便.该试验台试验范围广,可以满足各种类型的液压附件的耐压试验,而且达到了较高的试验效率和测量精度.

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