模块设计在多功能液压实验台中的应用研究

　　0　前言

　　液压传动是现代机电产品中一种非常重要的技术手段,液压系统故障具有隐密性、影响因素众多等特性,因此,液压系统故障的判断具有较大的难度。合理地设计液压实验台,要求结构简单、工作可靠、抗干扰能力强、试验数据信息丰富、可靠等特点。

　　某型号大型越野车液压系统分支系统较多,它主要有3个回路:负载举起回路、负载承重回路、车辆底盘调节回路。为了方便、快捷地检测和维护液压系统,排除各 系统的相互影响(几个液压子系统间以及控制电气系统等),为此研制了该型号越野车辆的多功能液压测试实验台。实验台对车辆液压系统直接供油,不仅可以对液 压系统中的液压元件进行有针对性的检测,而且可以对整车的液压系统(包括各子系统)进行检测。

　　由于系统的测试对象较多,用了模块化的集成设计。设计分成三大部分:机械部分(液压系统),主要是各种液压元件和机械部件;电路和控制系统部分,主要控制 液压系统油泵电机及电磁元件工作;信息采集及处理部分,主要进行测试信号的采集和后台处理。实际应用过程中,该系统操作简单,人机界面友好,试验项目丰 富,试验方法多样,实验效果良好。

　　1　机械及液压部分设计及实验内容

　　1·1　机械及液压部分设计

　　机械及液压部分主要是各种液压元件以及安装液压元件等所需的机械部件。设计的实验台必须整合在一个基座上,并用外罩将所有的部件封闭。下面主要介绍液压系统。

　　液压系统原理图如图1所示。

　　实验台液压系统特点:

　　(1)系统所有的液压阀件集成在一个液压集成块上,由于采用集成块设计,减少安装工作量并减少液压系统出问题的可能性。对于集成块设计中的内部空隙校验和 孔道压力损失等问题,通过构建3D模型并进行分析和计算,从而确定最好的设计方案。例如:系统中采用溢流阀调节系统压力,在集成块设计中,为最大限度地减 少压力损失,将两个溢流阀装在集成块的两侧,两个溢流阀利用相同的溢流通道,来减少压力损失。

　　(2)实验台需满足多项实验项目的测试工作,不仅需要对车辆液压系统进行检测,还需对车辆液压系统的元件和备件进行测试。故而,在液压实验中,测试元件与 实验台连接采用扣压式胶管和开闭式液压快速接头连接,液压油路的开启和关闭采用电磁阀控制,可快捷、方便、灵活地连接组成所需要的实验回路,且方便实验工 作人员切换到不同的实验项目。

　　1·2　实验内容和原理

　　系统中使用了多层过滤以确保进入车辆液压系统的液压油的清洁。在高压油出口并联有两个溢流阀,一个作为安全阀设定好后锁紧,另一个作为调压阀调节试验压 力。进行车辆液压系统试验时,载重越野车液压系统与车载油泵脱开,试验台通过球阀及软管与车辆液压系统进油口、回油口相连,通过单向阀及软管与车辆液压系 统卸油口相连。试验台油泵送出的高压油经高压软管进入车辆液压系统,液压油经过车辆液压系统管路后,最后又经软管回到试验台油箱。压力传感器和压力表安装 在紧邻车辆液压系统进出油口,分别检测进出车辆液压系统液压油的压力。进行其它液压元件(除液压泵)试验时,通过球阀及软管和液压元件的进油口、回油口相 连,通过单向阀及软管与车辆液压系统泄油口相连,高压油经高压软管进入液压元件,而后又经高压软管返回油箱。进行泵特性试验时,将测试泵参照试验台液压泵 连接油箱和管路,以构成液压回路,经过滤后的低压油经软管进入测试泵,测试泵的高压油通过高压软管经过试验台其它液压模块,测试泵的泄油口与油箱的泄油口 相连,以使泄出油液不污染环境。利用液压系统其它模块的压力控制阀和流量控制阀对被测泵建立负载,通过调节控制阀件可以模拟调节被测泵的负载,改变被测泵 的输出油压。试验台采用变频器调节电机转速从而改变泵的转速,试验台可测试泵在不同转速下的流量值。