裝載機轉向油缸型式試驗液壓系統

劉濱，席陽，徐德宏

(1. 南京工業職業技術學院機械學院，江蘇南京210023;2. 無錫汽車工程中等專業學校，江蘇無錫214153)

作者原工作單位開發了一種新型孔用KY 型橡塑復合材料密封圈，應用于某型號裝載機的轉向液壓缸。

根據裝載機主機廠家的要求，需要對使用新型密封圈的新產品轉向液壓缸進行型式試驗，同時，還要對該轉向液壓缸進行一等品驗證試驗。公司總師辦依據GB/T 15622-2005 《液壓缸試驗方法》［1］，制訂了《轉向液壓缸型式試驗大綱》，技術部與協作單位共同開發、設計并制造了液壓缸型式試驗臺系統，在江蘇省質量檢驗機構的監督下，使用該試驗臺對新產品轉向液壓缸進行了型式試驗和一等品驗證試驗。試驗各項指標均滿足上述標準規定的要求，取得了圓滿的結果。

文中主要對上述型式試驗所設計、使用的液壓系統進行介紹。

1 液壓缸型式試驗液壓系統

型式試驗液壓系統的設計必須具備符合國家標準GB/T15622-2005 《液壓缸試驗方法》及相關標準的液壓缸型式試驗項目功能。

文中設計的液壓系統原理圖如圖1 所示。主要由4 個電機液壓泵組、3 個電液換向閥、2 個電磁溢流閥、2 個遠程調壓閥、1 個被試缸和1 個加載缸及輔助裝置等組成。

圖1 型式試驗液壓系統原理圖

該液壓系統在不加載荷試驗時，被試缸不與加載缸連接。在加載試驗中，尤其是在長時間的可靠性或耐久性試驗中，加載缸對被試缸的加載是采用對頂和對拉的加載式來實現的。并且因被試缸和加載缸尺寸規格相同，加載缸活塞桿受力情況與被試缸受力情況相同，因此加載缸也可以視同為“被試缸”。

2 液壓系統工作原理分析

2.1 被試缸伸出工作過程

如圖1 所示，電液換向閥13 左位，電液換向閥14 中位，被試缸1 和加載缸4 的無桿腔由小流量高壓泵B1 輸入高壓油，兩缸首先形成對頂動作。由于兩缸的無桿腔作用面積相等，故兩缸對頂力相等，拉壓力傳感器2 顯示受壓力載荷，對頂產生的壓力值經傳感器輸出4 ～20 mA 標準電信號。此時低壓葉片泵B2、B3 輸出的低壓大流量油液流經電液換向閥13(左位)，再經電液換向閥5 (左位)進入加載缸4 的有桿腔，該低壓大流量油液產生的作用力將兩缸對頂力平衡打破，葉片泵B2、B3 輸出的油液壓力只需克服油缸的摩擦力，就可以推動加載缸4 向右運動，并帶動被試缸1 做伸出運動。

被試缸1 有桿腔回油經電液換向閥5 (左位)、濾油器6 及三通轉閥7，回到油箱8。

2.2 被試缸縮回工作過程

如圖1 所示，電液換向閥13 右位，電液換向閥5中位，加載缸4 和被試缸1 的有桿腔由高壓泵B1 輸入高壓油，兩缸首先形成對拉動作。因兩缸有桿腔作用面積相等，故兩缸對拉力相等，拉壓力傳感器2 顯示受拉力載荷。當低壓葉片泵B2、B3 輸出的油液流經電液換向閥13 (右位)，再經電液換向閥14 (右位)進入加載缸4 無桿腔，使得加載缸向左運動，而被試缸做縮回運動。

在被試缸伸出和縮回工作過程中，小流量高壓泵B1 的供油量只需提供保證試驗要求的壓力并滿足油缸的泄漏即可，功率消耗少。葉片泵B2、B3 輸出的油液壓力低，還可以根據被試缸運行速度 (流量)的要求，選擇B2、B3 兩泵同時開啟或關閉其中1個，消耗的液壓功率也較小。

3 液壓系統元件和功用

(1)該液壓系統使用的泵及相關參數見表1。

表1 泵及相關參數

(2)電液換向閥5 和14 選用Y 型中位機能，以減小液壓沖擊，并可減少試驗時從油缸上拆卸油管時噴油情況的發生。

(3)2 個遠程調壓閥12 分別調整高壓泵工作壓力和兩個低壓葉片泵的工作壓力，兩個電磁溢流閥11 用于高、低壓系統卸載。

(4)泵B4 為低壓齒輪泵，對電液換向閥5、13和14 的液控油路供油，不受其他油路的影響。

(5)油缸接頭與油管之間采用快速接頭連接，操作方便快捷，還可減少拆裝時油液的漏損。

(6)被試油缸的運行速度除了由泵B2、B3 同時開啟或只開啟其中之一外，還可通過微調針形閥10來進行調節。

(7)油箱分為普通油箱8 (油溫(50 ±2)℃，固體顆粒污染度等級不得高于GB/T 14039-2002 規定的19/15)和高溫油箱9 (油溫90 ℃)，且都設有電加熱裝置和板式換散熱器。加熱器安裝在泵入口管路上，以保證泵出口溫度達到試驗要求，減少油箱局部高溫。冷卻器選用板式換熱器，冷卻效果比管式散熱器好。

(8)轉閥7 用于高溫實驗時的油路切換。

(9)回油管路過濾采用線隙式濾油器，過濾精度50 μm;吸油管路過濾采用紙質濾油器，過濾精度10 μm。

(10)行程開關3 用于油缸到達行程終點時的自動換向。

4 液壓系統特點

設計的液壓系統選用的主要元件具有結構簡單、使用方便、易維護、購買及更換方便等特點。試驗時，油缸動作一次只需控制3 個電磁閥開關即可完成。在耐久性試驗時，該液壓系統相對于采用節流方式對被試缸進行加載的液壓系統節約能耗約50%(文中不再列出詳細計算)。

5 結論

介紹的液壓缸型式試驗液壓系統采用了節能的對頂及對拉雙作用形式，模擬液壓缸的實際工作載荷，在液壓缸型式試驗(特別是長時間的耐久性試驗)中，具有顯著的節能效果。實際應用表明:該液壓系統能夠滿足中、高壓液壓缸型式試驗的各項試驗項目要求。

［1］全國液壓氣動標準化技術委員會．GB/T 15622-2005 液壓缸試驗方法［S］．北京:中國標準出版社，2005．

［2］何存興．液壓元件［M］．武漢:武漢科學技術出版社，1988．

［3］周小鵬，朱新才，馮威，等．液壓缸測試臺的設計［J］．液壓與氣動，2012(1):62－63．

［4］彭熙偉．液壓缸綜合性能試驗臺設計［J］．液壓與氣動，2011(11):93－94．

［5］孫政，史俊青．液壓缸性能測試試驗臺的開發與應用［J］．煤炭工程，2006(3):70－71．