基于故障诊断的单缸式举升装置模拟试验台液压系统设计

　　引言

　　单缸式举升装置广泛应用于工业生产以及国防事业中，多采用液压系统驱动多节伸缩式油缸举升重物的结构形式，在自卸车和导弹发射车等设备上更是核心部件，一旦发生故障后果不堪设想。又由于自卸车、导弹发射车等举升设备大都工作在较为恶劣的环境中，加之操作保养不当可能使各类故障频发，并且液压系统是在绝对封闭状况下运行，损坏与失效经常发生在内部，故障点隐蔽、原因复杂、部位不易确定，这就造成故障的分析及诊断难度较大。据此设计一种单缸式举升装置液压系统的模拟试验台，模拟这些设备的举升动作，通过对液压回路中各部位的压力和流量数据进行实时监测和分析，发现易损液压元件，改进回路设计，以提高举升装置运行的可靠性具有较强的现实意义。

　　1 总体结构和工作原理

　　单缸式举升装置液压系统模拟试验台如图1 所示，该试验台模拟某型导弹发射车举升装置液压系统。试验台主要由多节伸缩式举升缸、多节伸缩式负载缸、模拟举升回路、模拟负载回路、控制单元、分布于升降回路各节点的压力传感器和电磁流量计等部件组成。举升缸与负载缸通过法兰对接，中间安放有压力传感器4( 见工作原理图2) 。

　　其工作原理如图2 所示。包括模拟举升回路、模拟负载回路和控制单元三部分。模拟举升回路用来模拟导弹举升过程中液压系统的工作情况，通过回路中设置的压力传感器和流量传感器实时监测系统中不同部位的压力和流量变化，通过对监测的数据进行分析，发现易损液压元件，改良回路设计; 模拟负载回路采用闭环控制方式，用来模拟导弹举升过程中负载( 导弹自重) 的变化情况。导弹升降时，控制单元通过压力传感器 4 实时采集模拟负载缸的压力值，据此调高或降低控制电磁比例溢流阀的电压大小，从而调节负载回路中系统的压力，使负载缸中压力变化( 压力传感器4 的压力值) 符合实际负载的变化情况，保障负载模拟的精准性。

　　2 液压系统工作原理

　　根据试验台的工作原理，其液压系统由两部分组成，模拟举升回路和模拟负载回路，其液压系统原理图如图3 所示。

　　当电磁铁1YA、3YA 通电时，三位四通换向阀11处于左位，二位四通换向阀21 处于右位，举升缸18 伸出，模拟举升过程。此时的负载缸20 受举升缸18 推压，被迫缩回，油流逆向流经二位四通换向阀21、电磁比例溢流阀24 后回油箱; 当电磁铁2YA、3YA 通电时，三位四通换向阀11 和两位四通换向阀21 均处于右位，举升缸18 缩回，负载缸20 伸出，模拟下降过程。