通用型測(cè)試液壓系統(tǒng)部件性能裝置的改良

周建華

(舟山中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，浙江 舟山 316022)

目前，在傳動(dòng)裝置穩(wěn)態(tài)性能方面的測(cè)試中，有非功率回收試驗(yàn)系統(tǒng)和功率回收試驗(yàn)系統(tǒng)2種。非功率回收試驗(yàn)系統(tǒng)一般適用于要時(shí)常改變?cè)囼?yàn)項(xiàng)目以及試驗(yàn)條件的場(chǎng)合，它可以方便適時(shí)地調(diào)整裝置的機(jī)械載荷、液壓機(jī)械進(jìn)出口壓力以及轉(zhuǎn)速等常規(guī)試驗(yàn)參數(shù)；但存在著在某些方面資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重的現(xiàn)象。功率回收試驗(yàn)系統(tǒng)有高效節(jié)能和發(fā)熱量少等優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)于大功率和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械的壽命試驗(yàn)，其優(yōu)越性能則更加突出；但在一些常規(guī)試驗(yàn)參數(shù)中，某些改變受到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制，只能用來(lái)測(cè)試個(gè)別部件[1-3]。

1 設(shè)計(jì)要求分析

針對(duì)傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)部件性能測(cè)試裝置存在的問(wèn)題，查閱資料[4-6]并參考其他系統(tǒng)部件性能測(cè)試裝置，設(shè)計(jì)出了通用型液壓系統(tǒng)部件性能測(cè)試裝置，具體設(shè)計(jì)要求為：①操作簡(jiǎn)單，使用方便；②測(cè)量精確，實(shí)用性強(qiáng)；③經(jīng)濟(jì)性良好，且安全性能高。

2 設(shè)計(jì)方案

通用型液壓系統(tǒng)部件性能測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 通用型液壓系統(tǒng)部件性能測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖

在圖1中，變頻電機(jī)通電之后開(kāi)始正常運(yùn)作，帶動(dòng)機(jī)體的雙向變量液壓泵轉(zhuǎn)動(dòng)，首先通過(guò)濾油器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)清洗，然后打開(kāi)旁通閥，關(guān)閉濾油器；接下來(lái)雙向變量液壓泵通過(guò)濾油器和球閥，從油箱中吸油，經(jīng)出油口排出的液壓油具有一定流量和壓力，由換向節(jié)流閥流經(jīng)液壓部件,其中通過(guò)安全閥進(jìn)行調(diào)壓以便適應(yīng)液壓部件的工作條件。之后通過(guò)流量計(jì)和壓力計(jì)分別測(cè)量其流量和壓力，根據(jù)流量和壓力的需要，在回路當(dāng)中通過(guò)安全閥和電磁溢流閥對(duì)流量和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。在此體系中，電磁溢流閥起著一定的穩(wěn)定壓力的作用，保持液壓系統(tǒng)整個(gè)體系的壓力恒定，而多余的油液則經(jīng)過(guò)系統(tǒng)循環(huán)溢流回油箱。由于油液的溫度不僅對(duì)油液的黏度以及密度影響很大，而且對(duì)機(jī)體使用壽命也有非常大的影響，因此在系統(tǒng)中必須通過(guò)加熱器和冷卻器，使油液的溫度保持恒定。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常，機(jī)體油液溫度較高時(shí)，冷卻器開(kāi)始動(dòng)作，使油液溫度降低。而當(dāng)機(jī)體中油液溫度較低時(shí)，加熱器開(kāi)始運(yùn)作，使油液溫度升高。

在系統(tǒng)中，比例溢流閥控制著整個(gè)體系的壓力，比例溢流閥的運(yùn)作原理是通過(guò)調(diào)整彈簧力的大小進(jìn)而改變溢流壓力的大小。比例電磁鐵作用在彈簧上的力，也可以按照一定比例加以調(diào)整，所以，當(dāng)體系輸入的信號(hào)發(fā)生變化，比例溢流閥的輸出壓力會(huì)相應(yīng)變化。在這種情況下，便可以調(diào)整比例電磁鐵來(lái)輸入不同的電流，使體系獲取不同的壓力值，來(lái)滿足不同體系所需要的壓力。根據(jù)最后體系得到的數(shù)據(jù)和曲線，判斷其液壓系統(tǒng)部件性能的好壞,液壓系統(tǒng)部件壓力隨時(shí)間變化的曲線如圖2所示。由圖2知，液壓系統(tǒng)部件的工作壓力均處于額定壓力范圍內(nèi)，且均小于最高壓力，液壓部件的各項(xiàng)指標(biāo)性能良好。

圖2 液壓系統(tǒng)部件壓力隨時(shí)間變化的曲線

圖3為比例溢流閥結(jié)構(gòu)示意圖。在圖3中，當(dāng)輸入一個(gè)電信號(hào)時(shí)，比例電磁鐵便產(chǎn)生一個(gè)電磁力，它通過(guò)推桿的作用，推動(dòng)先導(dǎo)閥。油液通過(guò)調(diào)節(jié)閥壓縮彈簧，進(jìn)而推動(dòng)主閥，通過(guò)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入阻尼孔，二者形成的推力，平衡時(shí)即可穩(wěn)定。

圖3 比例溢流閥結(jié)構(gòu)示意圖

液壓系統(tǒng)部件液壓油流量隨時(shí)間變化的曲線見(jiàn)圖4，由圖4知，系統(tǒng)液壓部件液壓油的實(shí)際流量在理論流量范圍內(nèi)波動(dòng)，表明機(jī)體液壓部件的各項(xiàng)指標(biāo)性能良好。

圖4 液壓系統(tǒng)部件液壓油流量隨時(shí)間變化的曲線

圖5為液壓系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化曲線，每隔30 min隨機(jī)選取10個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。由圖5知，液壓系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在正常轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)波動(dòng)，表明機(jī)體液壓部件的各項(xiàng)指標(biāo)性能良好。由于液壓部件中安裝有冷卻器和加熱器來(lái)保持液壓系統(tǒng)部件內(nèi)部液壓油溫度的恒定，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于正常水平時(shí)，溫度升高，冷凝器開(kāi)始作用，降低溫度，使液壓系統(tǒng)部件回歸正常。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于正常水平時(shí)，加熱器開(kāi)始作用，加熱液壓油，增加潤(rùn)滑效果，使液壓系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)速回歸正常。

圖5 液壓系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化曲線

3 通用型測(cè)試液壓系統(tǒng)創(chuàng)新性分析

1)抽象現(xiàn)象具體化，通過(guò)理論將液壓部件正常運(yùn)行的壓力、流量、轉(zhuǎn)速等動(dòng)態(tài)性能參數(shù)整理備案，根據(jù)理論數(shù)據(jù)作圖，然后與液壓部件在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中所得的各種參數(shù)/圖像做對(duì)比，直觀地得出系統(tǒng)液壓部件的工作壓力是否處于額定壓力范圍內(nèi)，以及系統(tǒng)液壓部件的各項(xiàng)指標(biāo)性能是否良好。

2)智能化操作，根據(jù)液壓部件正常工作的需求，對(duì)系統(tǒng)液壓部件的油液流量、系統(tǒng)壓力、油液溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使油液流量、壓力維持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，使油液溫度維持恒定。

4 結(jié)束語(yǔ)

本液壓系統(tǒng)部件性能測(cè)試裝置在傳統(tǒng)儀器的基礎(chǔ)之上加以改良。首先，在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，采用安全閥和電磁溢流閥對(duì)系統(tǒng)液壓部件的流量和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)液壓部件的實(shí)際需求，設(shè)置縮放流量或者增減壓力，來(lái)維持液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使液壓部件正常穩(wěn)定的運(yùn)作。其次，采用冷卻器和加熱器來(lái)保持液壓系統(tǒng)部件內(nèi)部液壓油溫度的恒定，若液壓部件機(jī)體的油液溫度發(fā)生變化，液壓油液溫度升高時(shí)，可以通過(guò)冷卻器調(diào)節(jié)恢復(fù)正常；液壓油液溫度降低時(shí)，可以通過(guò)加熱器調(diào)節(jié)恢復(fù)正常。整個(gè)過(guò)程操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，且安全性能高。