闭式回路液压泵和液压马达飞轮试验台自动控制系统

收稿 日期 ：０ ２０ —８ ２ １—３２
作者简介 ： 包恩秉 （９ ４ ）男 ， １５ 一， 工程 师， 从事液压 系统 控制设 计工作。
试验 中发挥 了显著的节能降耗和全 自动化控制。 ２ 测 试传 感 器 的选型 要求 ）
矿 山机械 、 空及 运输 机械 等液压 工程 设备 上 。 航
时 间／ ｓ
图 ３ 飞 轮 试 验 系统 压 力 曲线 图
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溢体秸幼与控副
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右 。 由于导 向带 装 于导 向套 内侧 ， 装 时需要 把 导 向 按
密 封是 防止 工 作介 质 的泄 漏 （ 内泄 和 外 泄 ） 防 和
闭式 回路 液压泵 和液压 马达飞轮试验 台 自动控制 系统
包 恩秉
（ 上海高压油泵厂有限公司 上 海 ２ １０ ０ ７ ２）
摘 要 ： 通轴式 液压泵和液压 马达飞轮试 验 台液压 回路 、 从 传感器 、 口及测试 方式入手 ， 接 建立 和分 析通轴式液压 泵 和液压马达， 飞轮试验 自动控制计算机测试系统 。 关键 词 ： 液压泵 ； 液压 马达 ； 闭式 回路 ； 飞轮试 验 回路 ； 计算机 自动控制 中图分类号 ： Ｈ１ ７ Ｔ ３ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ：６ ２８ ０ ．２ １ ）４０４ ．０ １７ ．９ ４ （０ ２ ０ ．０ ９０ ３
轮 的数 量 和 重量 是 根 据 液压 泵 和 液 压 马达 的输 出 功 率 进行 增减 ） 。 为 保证 飞 轮试 验过 程 的运 行完 好 ， 飞轮 装置 的关 键 部位 之一 轴 承 ， 是一 受控 部件 。飞轮 在试 验 过程 中
３ 飞 轮 试 验 台 自控 系 统
飞轮试验台计算机控制系统结构如图２ 所示。
１ 变频 传 动调 速技术 ）
Ｐ Ｃ的选型 目 Ｌ 前均采用高可靠性的工控机 ， 稳定可靠
当前交流变频调速器已全部采用数字化技术 ， 控 方 便 。 二次仪表 的选型 ， 主要是在功能上能满足就行 。 制交流变频 电机 的技术 以其高可靠性 ， 响应 ， 噪 高 低 音， 调速范围大 ， 精度高而平滑的无级调速 ， 出恒定 不要增加更多 的而又不会用 的功能 ， 输 这样可靠性 、 稳 的 扭 矩 。操 作 简单 方 便 ， 用 性 强 ； 有 通 用 的外 部 定性 就 可提 高 。 通 具
带 反 圆周 安装 ， 这样 更 容 易贴 近 沟 槽 底部 ， 装 时还 止 外 界污 染 物 （ 空 气 、 尘 和水 等 ） 入 液 压 系统 。 安 如 灰 进
但密封与密封装置 要保持沟槽干爽 ， 便于速干胶粘 帖。由多人合作 ， 每 虽然密封件是液压设备中的辅件 ， 是 隔 ５０ ｍ左右点上速干胶水 ， ０ ｍ 并依次按牢 １ 分钟 ， 便 的好坏 ， 直接 影 响到液 压 系统 能否 正 常工 作 的关键 可固定导 向带。考虑先安装导向带 ， 是为了避免多余 之 一 。密 封件 的好 坏 在一 定 程 度 上 已制 约 着 液 压 元
通轴 式 液 压 泵 和液 压 马 达 飞 轮试 验 。它 通 过 电 力 ， 别是 飞轮 产生 的瞬 间突变 力远 大 于实 际工程 机 监控 。 特 械 运行 负载 力 （ １ 。 图 ） Ａ、 交流 变频 电机 的运行 控 制
交 流 变 频 电机 是 飞 轮试 验 的动 力 。有计 算 机 来 控 制变 频 器使 变频 电机 的运 行 满足试 验 要求 ， 电机 的
ｃ闭式 回路 的壳体 压力 监测 与 记 录 。 ． ｄ飞 轮转 速变化 监测 与记 录 。 ． 闭式 回路 系 统 压 力 Ａ 口的 监 测 与 记 录如 图 ３ Ｂ
图 ２ 飞 轮 试 验 台计 算 机 控 制 系统 结 构 如 图
所示 。
做 液 压泵 和 液压 马达 的 飞轮试 验 ， 次 的正 常连 每
运行 频率 由计算机根据试验要求 给出 ， 出转速可 输
控 。同 时计算 机也 监 测着 电机 的轴 承 温度 、 载 『 过 青况
等。
Ｂ、 油箱 的液 位控 制 即一 旦 出现 试 验 过 程 中 因高 压 冲击 而损 坏 高压
１温 度 计 ； － 位 计 ； 、－ ‘ ２液 ３ ４吸油 滤 油 器 ； － 却 器 ； － ５冷 ６油箱 ； ７液 压 马 达 补 油 压 力 ； － 油 压 力 ； － 油 泵 ； ０液 压 变 量 泵 ； 一 ８补 ９补 １一
的 转 速从 零 至 几 千 转份 钟 ， 长 时 间 的脉 冲式 的正 且
反向运转 。轴承承受着正反两个方 向的冲击运行 ， 变
化 多端 。所 以轴承 温度 的控制 也 受到计 算 机 的监 控 。
Ｅ 闭式 回路液 压泵 和液 压 马达 的压力 控制 、 ａ 压泵补 油 压力 的监测 与记 录。 ． 液 ｂ 式 回路 系统 压力 Ａ Ｂ口的监 测 与记 录 。 闭
喷射 ， 而造成不必要 的浪费 。我们采用了多点液位监 控 。一 有漏 油 出现 即刻停 止整个 系统 运行 。
Ｃ、 油箱 的油 温控 制 系统 油 温 的有效 控 制 是 测试 过 程 能得 以完 整 的
图 １ 静 液 压 传 动 飞 轮 试 验 台 示 意 图
飞 轮试 验 是 通 轴 式 静液 压 泵 和 液 压 马 达 的超 负
第４ （ 期 总期 ５ 期 ） ３ ２ １年 ７ ０２ 月
溢体钴劲与 控副
Ｆ ｕ ｄ Ｐ ｗｅ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｎ Ｃｏ ｔｏ ｌ ｉ ｏ ｒ Ｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ａ ｄ ｎｒ ｌ
Ｎｏ （ｅ ａ Ｎｏ ３ ． Ｓｒ ｌ ． ） ４ ｉ ５
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管路 ； 油 ， 漏 油位 便 会很 快下 降 ， 为尽 可 能减 少油 液 的
ｌ、 ． １ ｌ 联轴器 ； ２交流变频 电机 ； ３ １． 、 ： ６ １． １ 、４Ａ Ｂ１系统压力 ； ３ ｌ． ５液压定量马达 ；１ 、０轴承温度计 ； ８负载飞轮 ； ７２． １．
ｌ 、２轴 承座 ； １飞轮测速点 ９２一 ２一
载 、 压 力 和 瞬 间压 力 、 量 突 变 的 一 种 破 坏 性 测 超 流
数据采集 的有效和一致性的保证 。我们采用 了计算 机 温控 和水 冷 却 器连 锁 控 制 的方 式 。有 效 的保 证 了
系 统 温 度 的可 控 性 ； 时也 保 证 了 数 据 采 集 的可 用 同 试 。是 为 了有 效 保 证 液压 泵 和 液 压 马达 在 真 正 的实 性 。 际使 用 环 境 下 和 突 变 情 况下 能有 效 的正 常 工 作 ；飞 （ Ｄ、 轮轴 承温度 的控 制 飞
续 试 验 约 ２ ０ 左 右 。 因为 飞轮 在 做 试 验 时 的噪 声 ４ ｈ ９ Ｂ， 是无 法 在其 边 上操 作 和监 控 （ ５ｄ 人 除非 飞 轮试 验 台进 入 隔音 室 ） 。为 了有 效完 成 飞轮 的整个 试 验 。控 制 系统 必须对 整 个被 试验 的液压 泵 、 液压 马达 等进 行 全方 位 的 自动监 控 ， 以保 证在 试验 过 程 中尽可 能 的减 少 被 试 验 件 损 坏 的扩 大和 油 液 的 浪费 。这对 被 试 件 的故 障原 因 、 件 加 工 质量 、 配 质量 等 提供 了充 分 零 装
计 ， 工 制 造 质 量 同时 ， 验 质 量 尤其 关 键 。液 压 泵 加 试
试验 台全 自动控制系统的使用作一叙述 。根据实际 统上下级 的通讯稳定 。所以通讯模块和外设 的选型 是 系统 稳 定 的关 键 。 目前 控制 系统 中大部 分 都 采 用 昼 夜 连续试 验 使用 效 果 明显 。 多 级 控 制 方式 ， 样使 控 制 系 统从 硬 件 的配置 也 好 ， 这 １ 传动、 传感器及控 制器 软 件 的编制 也好 ， 块性更 强 ， 计 更为 灵活 、 模 设 方便 。
的胶 水 由于 操 作 不 当可 能影 响 其 它 密 封 圈 的使 用 。 件 和液 压 系 统性 能 和 可靠 性 ， 使用 寿 命 的 长 短 ； 响 影 每个 导 向带 固定 之后 ， 切 口两端 都 留有 ８ 其 ０ｍｍ左 右 液压 设备 上档 次 和上 水平 ， 以及参 与 国际竞 争 的关 键 可 的间 隙 ， 是 为 了使 用 过 程 中 ， 这 避免 导 向带 吸油 之后 所在 。往往个 别 密封 件 的失效 所 造成 的损 失 ， 能是 周 长变 化 造成 液压 缸 憋死 ， 每个导 向带与 其它 导 向 但 密 封件 本 身 价 值 的 千万 倍 。液 压 系统 的运 行 的好 坏 ０ 带 的切 口位置需要错开 ， 以保证整个导 向系统 的平 直 接 影 响 到 主机 工 况 。４ ０ＭＮ模 锻压 机 主 工 作 缸 ， 衡。 现 为亚 洲 最大 的单 主缸 形 式 。对 于 大 型液压 缸 来说 ， 主要 是 导 向套 密 封 的安 装 ， 因为 ２ 其次 安装 两套 Ｙ＋ ） Ｏ组 合 密封 圈 。Ｙ＋ Ｏ组合 密 密封 件 的安装 难 度 ， 都是 整 体 式 沟槽 ， 封 圈是 过盈 密封 形 式 的 ， 像 活 密 不 封 圈 如果 重 复 安装 ， 则容 易损 坏 ， 在 安 装 的 时候 最 故 好是 一 次完 成 ， 并严 禁用 硬物 推挤 密 封件 。先 在沟 槽 塞密 封 可 以拉 伸 ， 以其对 于其它 液 压缸 密封 安装 具 所
美 国 Ｓ ＵＥ Ｓ ＮＤＳ Ｒ ＮＤ ２ 列 通 轴 泵 是 Ａ Ｒ．Ｕ Ｔ Ａ ０系 款重型系列静液压传动装置 。可向用户提供一套
高质量 、 高性能参数 的通轴式液压泵和液压马达组成 的 闭式 液压 系统 。液 压 泵是 带补 油泵 的变量泵 ， 压 液 测 试 用 传 感 器 在 液 压 泵 和液 压 马 达 飞 轮 试 验 台 马 达 是 带集 成 阀 的定量 或 变 量 马 达 。变 量 泵 和变 量 昼 夜 运 行 全 自动 控制 系统 中是 一关 键 元 件 。它 提 供 液 液 给 Ｐ Ｃ还是二次仪表 ， Ｌ 均要求信 号的可靠性 和稳定 马 达 的控 制 方 式 可分 为 手 动伺 服 、 动变 量 、 压 变 量、 恒流量等。能够较简单地控制液压马达输 出轴 的 性 ， 个 关 系到 能否 正确 反 映被测 泵 和被 测 马达 的 自 这 速 度 、 向和 功率 ， 方 广泛 应 用 于农 业 机 械 、 程 机械 、 工