恒吊测试机液压系统的设计

　　1　概述

　　工业管道和热力发电设备中许多装置在一定的温度下工作,由于材料热胀冷缩的特点,这些构件在冷态和工作状态间因温差产生几十甚至数百毫米的变形。典型的如高温管道,锅炉联箱,装在水冷壁上的燃烧器,空气预热器等,这些装置或管道需要得到支承才能正常工作。恒力弹簧支吊架(简称恒吊)是一种非常理想的支撑装置,该装置是一种能够保证被支撑件位移在一定范围内变化时,其外部作用的负载值保持不变的机构。

　　恒吊的质量直接影响使用上述系统及设备的工作性能,故对恒吊产品的质量测试就显得十分重要。恒吊产品的测试系统,以前一直靠国外引进,成本及测试费用高。尤其是一些中小型企业的恒吊产品,由于缺乏必要的检测手段,恒吊的质量一直得不到保证。受企业的委托,根据GB10181-88对恒吊的测试指标要求,设计了恒吊测试机,质量和精度满足GB/T16825.1-2002要求。为便于使用和操作,恒吊测试机采用动力下置式结构形式,采用液压系统实现测试机位移机构的动力驱动和位移。

　　2　液压系统工作参数和技术要求

　　测试系统额定工作拉力:300 kN;

　　液压系统最大工作压力:32 MPa;

　　测试系统有效工作行程:800 mm;

　　液压缸工作速度:20~1.27 mm/s

　　液压缸启动压差≤0.2 MPa;

　　液压缸任意工作位置保压时间≥5 min时,保压精度1%;

　　活塞杆头部与SB称重传感器衔接;

　　在最小移动速度状态下无爬行现象;

　　液压缸(或液压系统)具有双向缓冲能力和速度平衡能力。

　　3　液压系统的构成

　　恒吊测试的过程是首先用设有升降平台的小车将恒吊运到安装架下,通过升降液压缸的举升后装在测试机上,随后用伺服液压缸加载进行力和位移的测试。按照测试要求和动作顺序,设计的液压系统如图1所示,在活塞的头部装有位移编码器和称重传感器,用于检测恒吊的位移和负载。

　　卸载溢流阀用于恒吊的恒力位置测试时,伺服缸进入保压状态后泵组卸载,以降低动力损耗和系统发热;电磁阀5的作用相当于一个截止阀,在伺服缸保压时截断伺服缸与伺服比例阀的油路,延长有效保压时间;单向调速阀10的作用是控制伺服液压缸因活塞组件的重力或者恒吊的弹性恢复力导致活塞回程速度冲击与波动;调速阀8的作用是调整升降平台的升降速度,升降液压缸靠重力回位。在升降油路与主油路之间加装一个单向阀,防止在装卸恒吊时,主油路油压波动导致升降平台的位置波动。

　　4　速度的缓冲和平衡方式的选择

　　恒吊测试机在工作时,有可能出现恒吊内弹簧发生脆性折断的情况。这时作用在液压缸上的负荷阻力突然消失,储存在伺服缸内和恒吊弹性元件内的能量会突然释放,产生很大的液压冲击和惯性冲击,将导致液压缸活塞及头部附件的运动速度失恒,产生机械部件之间的相互撞击,引起机械零件损坏。为避免这种现象的产生,防止相关部件损坏,保证系统的工作性能和寿命,必须在液压系统中设置速度平衡环节。