多功能液压实验台设计

　　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诊断技术的研究提供科学实验基础和科学的数据、信息依据。

　　设计方法

　　1.多功能液压实验台组成与特点

　　多功能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

　　多功能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构成液压缸测试系统。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。

　　2.多功能液压实验台功能

　　多功能液压实验台用来模拟液压系统及液压元件在工作中发生的常见故障,并对其运行的状态信息、故障征兆进行检测。具体功能为: ①液压泵故障模拟与检测; ②液压缸故障模拟与检测; ③溢流阀和电磁阀检测; ④液压元件、系统故障加速。

　　1）液压泵故障模拟与检测

　　液压泵常见故障为磨损和气穴,齿轮泵是最常见的液压泵,本文以齿轮泵为例研究液压泵故障模拟与检测。齿轮泵磨损又分为齿轮磨损和侧板磨损。齿轮磨损故障设置是通过人工打磨主动齿轮上轮齿的啮合面,使其啮合曲线失形,人工模拟磨损,如图3a所示。侧板磨损故障设置是根据齿轮泵的出油口工作压力高,磨损概率大的特点,人工打磨侧板靠近出油口端的端面,形成侧板偏磨的故障,如图3b所示。气穴故障设置是通过调整多功能液压实验台中的节流阀3 (图1) ,使其开口度变小,并将齿轮泵进油口拧松,造成进油口吸入空气,形成气穴。