高压高速液压缸耐久性试验功率回收节能技术

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　　0 引言

　　关于液压缸试验方法，不管是老的部颁标准如 JB2149—77，国家标准 GB/T 15622—1995 或最新的国家标准 GB/T 15622—2005 给出的液压缸型式试验系统原理图，都只给出原理上可行的方案，而未给出考虑节能设计的试验方案. 中华人民共和国国家标准 “液压缸试验方法”GB/T 15622—2005给出的液压缸型式试验系统原理方案由溢流阀加载进行液压缸耐久性试验，特别是高压大流量液压缸耐久性试验，将产生较大的功率损失. 以额定压力 31. 5 MPa，缸径 220 mm，速度 200 mm/s 的高压缸耐性试验为例，根据该原理图试验方法将产生约 240 kW 的加载阀溢流损失. 如果考虑液压回路效率和能源装置效率，试验系统功率损耗将十分巨大. 由于耐久性试验是液压缸型式试验中最重要的试验项目之一，因此实际开发试验台时应该考虑耐久性试验功率回收节能问题. 如王翼清［1］、洪永昌等［2］在液压缸耐久性试验中就考虑了节能设计问题. 史俊青、孙政，等［3 －5］，潘忠秀、姜占魁，等［6］也都在其开发的液压缸型式试验台中考虑了耐久性试验节能设计，其中潘忠秀等通过采用一个传动缸联接两个完全相同的试验缸，实现两个试验缸同时进行试验，这种试验系统在许多试验项目上可以实现高效率，但对耐久性试验只能做对比试验，对比设计上存在区别的两种缸看哪种更耐久，这种试验方法本质上是将一个试验缸作为另一个试验缸的加载缸，但不适合于做国家标准规定的耐久性试验，因为只要其中一个试验缸先损坏了，另一个缸的耐久性试验就无法按国家标准规定的要求继续下去.

　　现有主流采用试验缸高压腔与加载缸加载腔直接连通的功率回收节能技术的液压缸耐久性试验方法［1 －5］，但未见有系统深入研究该方法的试验条件和适用性问题的文献，也未见有研究高压高速液压缸耐久性试验节能新技术的文献.

　　1 基于试验缸高压腔与加载缸加载腔直接连通的功率回收节能技术的试验方法

　　不管液压回路如何连接，采用液压缸对顶加载方式进行耐久性试验，试验缸高压腔内需要维持额定压力 p1和规定的进油流量 q1不变，记其有效工作面积为 A1，而低压腔压力为零 ( 忽略回油阻力) ，其油液直接流回油箱; 另一方面，加载缸加载压力腔也必须维持一定加载压力 p2和出油流量 q2，记其有效工作面积为 A2; 加载缸的另一腔压力记为 p′2，需要供油流量 q′2，其有效工作面积记为 A′2.根据试验要求，有如下约束关系式:

　　试验缸高压腔与加载缸加载腔直接连通的试验系统如图 1 所示.