液压缸综合试验台测控系统的研制

　　试验台是检验产品性能、验证产品质量的关键设备。目前国内液压行业生产厂,均有相应产品的试验台,但试验项目、精度大部分不能满足试验方法标准GB/T15622-1995的要求,特别是一些动态的性能得不到检验,此外人工操作效率低、劳动强度大,人为因素严重影响试验结果。应内蒙古北方重型汽车股份有限公司的委托,根据液压缸试验方法标准,设计、研制了一套液压缸综合试验台。该试验台工作可靠,性能良好,能按试验标准进行各项性能试验,是国内较为完善,精度较高的液压缸综合试验台。该试验台运用计算机技术来测试油缸的静、动态性能,调节和控制液压参数,采集试验数据并加以处理、显示检测结果。并可将检测结果打印、绘图,解决了以前存在的一些问题。

　　1　液压系统的结构

　　液压缸试验台的液压控制系统原理图,如图1所示。试验台分为伺服缸和被测缸两套独立的液压系统;被测缸系统可以单独地完成一些出厂试验,如耐压试验、行程检验、最低启动压力检验等。这套系统中,柱塞泵3为系统油源,系统压力由比例溢流阀13控制,三位四通伺服阀9控制液压缸的移动速度,同时它还控制液压缸的运动方向;安全阀5起到保护的作用。在液压缸型式试验时,如耐久性试验、负载效率试验,两套系统中间采用铰链连接,可以快速装拆;由伺服缸系统给被测缸系统提供负载,实现了液压缸的带载动态测试。

　　2　被测缸系统的主要参数的计算

　　2·1　液压缸的主要参数

　　额定压力24MPa,内径228·6mm,行程3000mm,被测油缸最快伸出速度800mm/min。

　　2·2　液压系统最高工作压力的确定

　　按照要求,液压缸额定压力为24MPa,取系统的最高工作压力为pt=1·2×24=28·8(MPa)。

　　2·3　液压泵的选择

　　液压泵额定工作压力

　　式中: pt为液压系统最高工作压力(MPa), pt=28·8MPa;∑Δpa为泵到液压缸之间压力损失,取∑Δpa=1MPa。

　　故:

　　系统工作所需的油液体积: Va≥K∑ΔVmax式中: K为系统补偿系数,取K=1·3(考虑系统的泄漏补偿);∑ΔVmax为同时工作的执行元件所需油液体积之和(L),本系统同时工作的执行元件只有被测缸。

　　由油缸的运动速度和行程,可以确定液压缸的全程运行时间t=3·75min,因此液压泵流量

　　故选GY-A2F45L2P3型柱塞泵;选Y225M-6型电机,功率30kW,转数n=980r/min。

　　2·4　伺服阀的选择

　　根据系统最大工作压力、泵流量可以确定伺服阀型号;伺服阀选用MOOG公司的D633系列阀,它是直接驱动式伺服阀,阀芯的驱动装置采用永磁直线力马达,结构简单,具有低的滞环,高的分辨率。该阀最高工作压力p=35MPa,额定流量QN=40L/min,满足系统设计的要求。其阶跃响应、频率响应曲线如图2所示;从图中可以看出该阀有较好的静、动态特性,0~100%阶跃响应时间t≤12ms。