液压缸试验台液压系统的初步设计

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　　液压缸是液压系统主要执行元件之一。目前已广泛应用于工程机械、矿山机械、汽车工业以及智能机械等各类行业,如挖掘机、起重机、高空作业车以及机器人制造等。其特性好坏在很大程度上影响液压系统的工作性能。随着液压技术的飞速发展,对液压缸综合性能要求也日益提高,液压缸的试验与检测已成为保证液压系统正常工作的重要手段。

　　目前国内液压行业生产厂和液压研究所,均有相应产品的液压缸试验台,通过调查得知,这些已有的液压缸试验台大多存在能源浪费、油温难以控制等问题,以至于不能长时间对生产的液压缸产品进行项目测试,如液压缸的耐久性实验等,为此笔者采用油温控制系统和非对称电磁换向阀应用于控制非对称缸的思想,提出了液压缸试验台液压系统的两套设计方案,并对其优缺点进行了详细的分析和对比。

　　1试脸台液压系统方案的确定

　　1.1限压式变黄泵和调速间的调速回路

　　鉴于所设计的液压系统功率较大,单纯节流调速回路效率低、发热大,会造成很大的功率损耗。而单纯容积调速回路虽无节流损失和滋流损失,但速度-负载特性较软,尤其在低速时,泄漏量在总流量中所占比重增加,问题就更加突出。为提高系统效率和速度稳定性,该试验台采用容积节流调速回路—限压式变量泵和调速阀的调速回路。这种回路便于实现快进一工进一快退工作循环;调速阀不仅能保证进人液压缸的流量稳定,而且可使泵的流量佳动地和液压缸所需流量相适应,无溢流损失,效率较高;在负载变化大,且大部分时间在小负载下工作的场合中也能较好地使用。

　　1.2试验台液压系统的加载

　　在液压缸实验过程中,为了完成规定项目的实验,必须对被试缸按工作条件进行模拟加载。液压缸试验台采用溢流阀加载。

　　1.3非对称阀控制非对称缸回路

　　非对称缸是一类重要的执行机构,具有结构简单、紧凑、制造容易、工作空间少、承载能力大等特点,阀控液压缸系统经常采用。通常情况下,非对称缸是用对称阀来控制的,这是因为对称阀价格便宜,无需特殊加工。但对称阀控制非对称缸是一个本质非线性系统,在正、反2个方向上系统的静、动态特性有较大的差异,严重影响系统的性能,其弱点具体表现为:(l)当液压缸活塞杆运动方向发生变化时,由于活塞的惯性以及缸有(无)杆腔掖压油的惯性,液压缸两腔会产生压力突变,产生振动和噪声,使系统动态响应品质变差;(2)当外负载变化范围过大时,液压缸两腔会产生气蚀和压力超过油源压力的情况。文献(1〕指出:

　　(1)使用非对称阀来控制非对称液压缸系统能够降低液压缸两腔的压力突变,且当n=m(m为液压缸两腔的有效面积比,n为滑阀和液压缸有杆腔相连的节流窗口的面积梯度与滑阀和液压缸无杆腔相连的节流窗口的面积梯度之比)时,两腔的压力突跳值降为0;当n=l(相当于对称阀)时,两腔的压力突跳值为最大。