简易液压试验台设计

关键词： 阻尼器 试验台 液压 管道

简易液压试验台设计（精选八篇）

简易液压试验台设计 篇1

液压阻尼器是安装于火力发电站锅炉管道上的重要设备,其主要功能是在管道受到瞬间外力冲击时,阻尼器能瞬间成刚性体,防止管道因冲击振动而造成破坏。随着国内外对阻尼器需求量的增加,开发设计一套高性能的液压阻尼器性能试验台已成当务之急。我公司在全面借鉴国内外液压缸试验台的基础上,开发设计了一套液压阻尼器综合性能试验台。

2 综合性能试验台系统模块组成及功能

综合性能试验台基本参数设计如下:

额定工作压力:Pn=35MPa;流量:Qmax=135L/min;最大试验缸径:D=220mm;最大工作行程:Lmax=300mm。

综合性能试验台基本工作原理如图1所示,系统主要由5大模块组成:液压系统模块、加载试验台模块、电气控制模块、计算机系统模块、PLC信号采集转换模块。

2.1 液压系统模块

液压系统模块主要功能是接收电气控制模块指令,完成对被测阻尼器的加载,主要由电机、齿轮泵、阀控组、加载缸、过滤系统、报警系统和油源等组成,其中阀控组由溢流阀、换向阀、调速阀、单向阀构成。液压供油系统如图2所示。

2.2 电气控制模块

电气控制模块包含了本试验台系统的所有电控部分,主要包括三个部分,其原理简图如图3所示。

(1)电源部分:为整个试验系统提供电源。并可以分别控制通断,为调试和维修提供方便。

(2)液压油源的控制部分:控制电动机的启、停,油路的通断,油压的加载、卸荷,提供油压的高、低压报警,高、低温报警,粗滤、精滤堵塞报警及故障急停等功能。

(3)电液伺服系统的模拟和数字控制及物理量检测部分:此部分是本试验系统的核心部分,其原理图如图4所示。主要由接口电路、模控及伺服放大电路、计算机及其接口板、控制软件等组成。

2.3 计算机系统模块

计算机系统模块主要完成对电气控制模块发出指令,对PLC信号采集转换模块采集的信息数据进行分析、整理、计算,并实时仿真,输出检测报告,同时提供实时交互操作界面。实时交互操作界面是基于Windows(NT)2000+RTX实时操作系统,采用Lab Windows、CVI(C for Virtual instrumentation)虚拟仪器系统的交互式软件开发环境开发出来的,实时交互操作界面如图5所示,具有操作方便灵活的特点。

2.4 PLC、信号采集转换模块

主要由PLC单元、压力传感器、位移传感器、力传感器组成,其功能是收集信号并进行转换,通过接口将信息传输给上位机-计算机,同时接收上位机-计算机发出的指令,并将指令转为电信号,指令液压系统动作。

2.5 加载试验台模块

主要由滑动导块、机架、导轨、加载液压缸及试验工装组成,完成对被测阻尼器的安装和加载。

3 主要试验项目

通过计算机指令,加载液压缸运动,阻尼器活塞杆运动到指定位置,然后通过液压系统的蓄能器对被测阻尼器加压加速,模拟阻尼器所保护的设备所受到的外力冲击。再通过PLC、信号采集转换模块采集数据,并传给计算机,完成仿真,输出阻尼器特性曲线,同时检验阻尼器内泄情况。在对12T液压阻尼器试验结果如图6所示。从图6我们可以看出,本设计方案是可行的,试验结果是可靠的。

4 试验台设计特点

(1)本液压阻尼器综合性能试验台,结构简单紧凑,成本低,性能可靠。

(2)本实验台设计采用了模块化设计方法,缩短了总体设计时间,各接头采用快接接头,方便拆装,减少了工人劳动强度,节约了生产成本。

(3)本实验台采用可视交互操作界面,实时性强,操作简单方便,使检验人员能快速准确的完成阻尼器各性能检验,为阻尼器批量检验提供了可能。

5 结论

本实验台整体设计采用了模块化设计方法,实现了电-液结合,检测系统与信息系统集成,具有较广阔的市场前景。

参考文献

[1]GB/T15622-2005,液压缸试验方法[S].

基于PLC的液压试验台回路设计 篇2

关键词：液压试验台；PLC；自动控制；优化

中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）11-0036-04

液压传动课程是机电专业的专业基础课程，实用性非常强。授课由理论、液压元件、液压回路三部分组成，其中液压系统的回路设计非常灵活和重要。传统教学利用继电器组控制回路已经不能满足教学需要，需要利用PLC（可编程序控制器）技术将液压技术有机结合起来，培养学生的研究能力和创新能力。PLC具有抗干扰性强、运行可靠的优点，在工业自动化领域应用广泛。利用PLC控制技术完成液压回路试验中的回路控制试验，如节流回路、调压回路、减压回路、顺序回路（电气控制、行程控制）、差动回路、综合回路，学生不仅能够掌握液压系统原理，还能掌握PLC可编程序的控制功能、控制原理及编程技巧。

1 液压回路试验台装置

为直观形象地展示液压元器件的结构原理，及清晰观察液压传动油路的工作过程，试验装置的所有液压元件均采用透明有机玻璃外壳，便于学生观察所有液压元件的内部结构及液压传动油路的工作过程。利用该系统辅助单个液压元件的结构、工作原理及性能教学时，还可演习常见的基本液压回路试验。采用PLC编程控制模块实现PLC智能控制，使机、电、液控制有机结合起来，优化控制方案。

1.1 结构组成

试验装置由试验台架、液压泵站、常用液压元件、电气控制单元等组成。

试验台元器件采用透明有机玻璃外壳，元件的内部结构清晰直观。通过透明的油管和红色液压油，可以观察液压油在液压元件中的整个流动过程。独立的元件模块方便安装。通过随意组合各试验模块，可搭建各种不同的试验回路。液压元件的最大承受压力为1.0 Mpa，系统额定工作压力为0.8 Mpa，是安全的低压试验系统。采用PLC编程控制模块实现PLC智能控制。配有虚拟仿真软件，可以根据学生思路设计试验。

1.2 电气及液压系统设计

液压试验台控制系统由液压动力控制和电气控制两大系统组成，其中电气控制系统分为强电部分（即液压泵电机控制部分）和弱電部分（即PLC控制部分）。强、弱电部分采用分开隔离设计。图1为液压泵站的原理图。

液压动力源控制系统主要由油箱、过滤器、定量泵、溢流阀、节流阀、压力表等液压元件组成。定量泵2是单作用叶片泵，系统压力由教师调节，一般试验压力为0.7 MPA。

1.3 电气控制回路设计

系统电气控制回路主要由液压主控回路、液压继电器控制回路、液压PLC控制回路组成。

液压主控回路主要为控制定量泵开关及加热器服务。试验台采用定量泵，额定流量固定，主控回路控制电机正转。液压主控回路见图2。

在图2中，按下SB13，接触器KM1得电，定量泵电机正传，提供额定压力压力油；SB12为停止按钮；按下SB14，继电器KM2得电，加热器工作；如果温度低于设定温度，油温会自动加热到设定温度；QF4为加热器开关按钮。

液压PLC接线如图3所示，PLC型号为FX-20系列，PLC控制方式有手动控制和自动控制2种。试验回路搭建完成后需进行调试。调试时，先采用手动控制方式将PLC程序通过编程软件下载到PLC存储器中，再进行手动控制，以校验程序是否正确。自动模式为通过专用的工控软件选择PLC模式进行回路试验。FX1S-20MR有输入点14个，继电器输出为8个。

控制台PLC的输入输出接口见图4。Y1为液压泵输出接口，Y0—Y11为电磁换向阀电磁铁输出信号；X0，X1，X2，X3为实验启动按钮；X6—X14为行程开关输入信号或压力继电器输入信号。

2 基于PLC的液控单向阀锁紧回路设计

利用液控单向阀的自锁功能，可使液控单向阀锁紧回路的活塞锁定在任意位置，且工作可靠。液控单向阀锁紧回路试验原理见图5，仿真见图6。

试验过程为：叶片定量泵开启后，电磁阀Y2得电，系统压力升高；打开液控单向阀，活塞杆右移，当触碰到行程开关时，Y5得电，活塞杆左移。

2.1 工控软件控制液压锁紧回路

按原理图在试验台上搭接试验回路，将电磁铁插头插入试验台扩展模板输出区对应的插座；试验时将PLC与继电器控制旋钮旋到PLC控制位置。

接线接好后，按软件中泵启动按钮，试验开始；按下停止按钮，试验停止。工控软件设置接口要正确，否则试验不能进行。

2.2 利用PLC仿真软件控制锁紧回路

PLC具有以下特点：可靠性高，抗干扰能力强；建造工作量小，维护方便；体积小，质量轻，能耗低。当前，运用PLC控制液压回路已成为一种趋势

确定PLC中需要从PLC输出给继电器线圈的输入、输出信号，指示灯及其它执行电路，从而计算PLC输入、输出线数目及IO地址分配。液控锁紧回路梯形原理如图7所示。

按下启动按钮X3，液压泵启动；按下X0，电磁阀Y2得电，活塞杆右移。当接触到接近开关X4时，Y3得电，活塞杆左移；当接触到接近开关X4时，Y2得电，活塞杆右移。按下停止按钮X2，活塞杆停止移动，处于锁紧状态。将梯形图通过接口下载到PLC程序存储中，开始试验。

3 结论

随着工业技术的发展，传统的液压试验设备的控制手段、实现功能，已不能适应高等教育培养专业人才的需要。为配合液压传动课程及PLC自动控制课程教学改革，研究利用PLC控制液压教学试验台。PLC的逻辑处理功能越来越完善，液压系统模块必须与PLC控制模块协同配合，才能最大限度发挥PLC的精确控制能力。基于PLC的多功能液压教学试验装置，不仅可以应用于传统的实验教学，还可以和计算机、P LC控制技术结合起来，进行机电液一体化综合控制技术的训练和教学，应用前景广阔。

参考文献

[1] 王佳庆，彭芳.基于PLC的博世力士乐液压实验台的改造及应用[J].机床与液压，2013（20）：149-153.

[2] 柳科春.液压试验台计算机控制系统的设计[J].煤矿机械，2014（2）：188-189.

[3] 李德英，廖力清.基于PLC的液压试验台监控系统设计[J].国内外机电一体化技术，2010（5）：44-46.

Abstract： In order to tie in with teaching reform of hydraulic drive and PLC automatic control course， using PLC control hydraulic teaching experiment platform was studied and the hydraulic loop was designed according to the need. This paper introduced in detail the prioritization scheme of hydraulic test bench and the method used to designed hydraulic test loop device taking advantage of PLC， which provided reference for improving teaching test quality and students' innovation ability.

Key words： hydraulic test bench； PLC； automatic control； optimization

液压调平系统部件检测试验台设计 篇3

1 检测要求

待检测的液压元件属于一个完整的平台液压调平系统, 调平前后平台的支撑由4个轮子转换为3个调平油缸, 通过控制3个调平油缸的伸缩实现平台的快速调平, 此液压系统的结构如图1所示。

此液压系统的调平有电动和手动两种模式, 故其含有电动泵和手动泵两种动力元件, 通过控制阀、手动阀、单向阀、液控阀、快慢阀、节流阀和转接头, 实现对液压泵输出的油液进行流向控制、压力控制和流量控制, 最终传输到执行元件, 即调平油缸和翻转油缸, 完成负载平台的调平和车轮的翻转。

通过分析各待测液压部件的检测要求, 发现检测项目主要涉及保压检测、流量检测、阀门功能性检测3个方面, 具体检测指标如表1所示。

综合对待检测部件的分析, 检测试验台的综合技术要求如表2所示。

2 检测系统设计

检测系统设计包括各类检测项目的检测原理分析、各个部件检测分系统设计以及检测系统同类项的合并与局部调用的实现, 检测设计如图2所示。

2.1 保压检测设计

统计保压检测要求和检测系统压力要求主要有2MPa, 6MPa, 10MPa, 15MPa 4种状态, 检测系统由电动泵泵油, 电动开关阀 (Kd4~6) 根据检测系统需要接入安全阀, 实现检测系统最高压力的控制, 完成各项保压检测, 或达到系统其他检测的压力要求。控制系统压力的安全阀接入的电动开关阀的通断, 由逻辑控制程序与检测流程同步实现。

2.2 流向检测设计

在阀门功能检测, 即阀门的单向导通、双向导通、换向等功能的检测模块如图3所示, 根据对每种待测阀门的结构和检测要求的分析得出, 为了满足各个阀的检测, 需要4组上述流向检测的检测模块。模块的调用同样是通过电动开关阀的通断, 由逻辑控制程序与检测流程同步实现。

2.3 各类检测系统的对比与合并

泵类待测部件的检测, 不需要额外的动力元件, 只需要油箱、安全阀、压力表和流量表, 故将此类元件的检测独立为一个检测分系统。

阀类和油缸类待测部件的检测, 需要额外的电动泵作为动力元件, 为检测系统提供能达到一定压力的油液, 通过各待测部件结构和检测要求分析, 对各个检测系统进行同类项合并和油路的综合规划, 得出阀类和油缸类待测部件的检测分系统具体调用情况如图4所示。

3 控制软件设计

硬件平台搭建好了, 如何让系统运作起来, 这就需要控制软件的设计了, 需要分层完成对应的定义与协同。首先是物理层, 确定电动开关阀与控制程序变量的对应, 通过放大电路和数模转换电路实现程序0或1对变量的赋值, 确定特定开关的通断;其次是逻辑层, 确定检测某个液压部件的过程中, 每个检测状态对应哪些电动开关的通或断, 实现相应液压元件和管路系统的调用;最后是交互层, 让操作人员明确, 他的每一步操作, 对应的功能, 检测系统将处于的状态, 以及需要做的准备和注意事项。这就是控制软件的分层设计思路。

明确控制软件的设计步骤以后, 还需要进一步明确每个部件检测的操作流程。每个检测的实现, 需要对应特定的检测系统状态, 每种状态之间如何安全地切换。特别是涉及高压液压系统后, 安全是特别重要的, 检测系统压力从低到高, 再从高到低的切换, 合理的安排可以一定程度提高安全度和系统状态切换的速度, 这就需要对检测流程进行合理规划设计, 从而实现控制系统状态的顺利切换, 即液压系统局部元件与管路的调用。

这里以控制阀的检测为例, 如图5所示, 简述检测操作流程的设计以及逻辑控制的实现。

明确操作流程以后, 如何实现操作流程的顺序进行, 如何控制硬件平台中各元件的状态, 与操作人员期望的状态一致, 这就需要逻辑控制来实现。如图6所示, 硬件平台上的每一个元件对应一个特定的编号, 可控的元件对应一个特定的逻辑变量, 从对逻辑变量赋值的改变, 来变换可控元件的通断状态, 实现检测系统的局部调用。

检测流程是以检测要求和检测过程说明为蓝本的, 故其与检测表也是对应的, 为了更加明确检测过程与检测系统逻辑的对应关系, 列出了上表。其中K2是检测系统电动泵的启动开关;K3是电磁铁1的启动开关, 电磁铁1控制待检测的控制阀的阀体2的换向;K4是电磁铁2的启动开关, 电磁铁2控制待检测的控制阀的阀体3的换向;Kd4是2MPa安全阀的隔离电动开关, “1”状态表示上电即“通”状态, “0”表示断电即“断”状态, 如在6MPa的保压检测中, Kd4为“0”状态, 即2MPa的安全阀被断开于系统, 系统最大压力能达到6MPa;Kd5是6MPa安全阀电动隔离开关, 一致处于常“通”状态;Kd7是检测系统的输出端口之一, 与相应的手动开关阀连通, 这些手动开关阀是待测部件接入检测系统的唯一接口, 根据待检测部件的不同, 调用不同的检测系统局部, 选用相应的手动开关阀接入;Kd17是检测系统末端的保压电动开关, 待系统压力达到后, 隔离液压系统与外界的联系, 开始保压检测。通过分析, 会发现, 电磁铁检测后, 2MPa保压检测开始前的检测系统各相关开关的状态与阀芯检测时的检测系统状态一致;检测完毕后, 系统各开关的状态与控制阀检测开始时的初始状态一致。这些系统状态的定义, 如“P9”等, 与人机交互界面一致, 在操作员点击相应界面的下一步时, 会启动检测系统处于相应的状态, 这就是控制逻辑设计的目的和意义。

4结语

多个检测系统的综合, 实现对一个完整的液压调平系统的各种部件的全面检测, 有优势也有缺点, 优势是通过各个检测系统的综合和局部调用, 极大限度地控制了检测平台的体积、关键液压元件的数量, 对各类液压元件的检测, 系统具有一定的兼容和扩展性;缺点是未能引入各种传感器, 未能实现检测过程的全自动, 还需要操作人员的人工介入, 这是以后需要完善进步的方面。对于各种液压传感器的研究与应用需要进一步深入探索。

同时, 虽然检测系统主要液压元件数量减少, 系统体积缩小, 但是系统复杂程度却有所提升, 检测系统自身的维护问题不容忽视, 这也是我们完成液压元件检测功能以后, 需要进一步研究和完善的问题。

多功能液压检测试验台的研制、自动化控制在液压检测领域的应用、检测系统自监控的发展, 这些液压检测领域的需求将越来越多, 更是我们努力的发展方向, 产学研的合作将为发展提供更大的动力和更好的加速度。

摘要：根据泵类、缸类、阀类液压元件的检测要求, 需要完成对一个特定的液压调平系统的各部件检测试验台的原理设计。文章进一步分析了各部件的检测系统、合并同类项, 以达到缩小试验台体积的目的。利用软件实现检测系统液压元件和管路的调用, 以简化操作流程。

关键词：液压试验台,系统合并,软件控制

参考文献

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[3]王述彦, 冯忠绪, 杨士敏.工程机械多功能试验台液压系统剖析[J].工程机械, 2010 (3) :54-57.

[4]李光, 牛文铁, 张大卫, 等.液压集成块设计方法的研究进展[J].机械科学与技术, 2012 (4) :6-12.

可控柔性密封实验台液压系统设计 篇4

在油田生产中有一类特殊的密封结构, 称为可控柔性密封。其主要特征是:密封材料为力学性能良好的高弹性材料, 工作时密封材料发生大变形, 密封形式为往复密封, 密封副需要频繁处于工作和非工作状态, 密封接触压力可控等[1,2,3]。按照结构及工作方式不同, 可控柔性密封可分为两种形式:开关型和伺服型两种。开关型在工作时具有两种状态:打开状态和密封状态;伺服型在工作时一直处于密封状态, 但可根据被密封件的形状适时进行密封力学状态的调整。油田带压作业用防喷器的核心部件———密封胶芯与油管柱所组成的密封副就是一种典型的可控柔性密封结构。用于可控柔性密封环境下的密封材料一般是性能优异的橡胶材料, 如丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶等, 其工作环境主要是润滑性能较差、低黏度、高杂质含量的高压流体介质的密封场合, 在石油生产、化工工业中得到广泛应用[4]。由于可控柔性密封材料性能直接关系着密封性能, 一旦失效, 将造成巨大的财产损失、环境污染甚至人员伤亡[5]。因此, 材料的密封性能实验是非常重要的。但传统的往复密封实验台只能测试密封材料在某一压缩变形下的密封性能, 不能体现密封的可控性能, 即径向密封比压是不可调的, 为此, 设计了新型的往复密封实验台, 该实验台用液压驱动和控制, 除了能够测量传统的参数如:温度、压力、流量、泄漏等物理量之外, 还可以控制密封比压大小及控制密封副的分离和实现密封, 从而实现对可控柔性密封材料的密封实验。

1 实验装置设计

1.1 设计要求

基于可控柔性密封的工作特点及工况要求, 结合当前流体控制技术的发展水平, 研制一种能满足生产实际要求的综合密封实验台。该实验台能实现自动控制、密封工作参数测试、测试数据分析和处理等多种功能于一体, 能够完成包括可控柔性密封工况模拟、密封工作压力测试、密封接触压力分布测试、摩擦力测试、温度场测试、漏失量测试、运动速度测试等指标在内的多种实验任务。

1.2 总体方案

根据设计要求, 确定可控柔性密封实验台由液压泵站、液压伺服往复驱动系统、密封实验系统、介质加载及增压系统、数控采集及处理系统及辅助系统组成。液压泵站主要由变量伺服油泵、蓄能装置、液压管线系统等组成, 提供并输送系统所需高压液压油;液压伺服往复驱动系统包括伺服油缸、电液伺服阀等, 驱动往复密封管柱运动;密封实验系统包括实验装置、可控柔性密封单元、密封测试单元、压力测试单元、速度测试单元、温度测试单元、摩擦力测试单元等, 提供高压模拟环境及相关参数的测试功能;介质加载和增压系统包括工作介质输送和增压单元, 将工作介质加压后输送到密封实验装置内;数控采集及处理系统主要由控制单元、电液控制元件、各类传感器、PLC系统和计算机等组成, 主要完成测试数据的提取、处理、显示及相关动作控制等。各系统间的关系如图1所示。

1.3 密封测试系统设计

可控柔性密封实验系统中, 密封实验系统属于核心装置, 该系统提供了实验对象、实验介质和实验数据等的载体, 其结构如图2所示。

系统主要由2个可控柔性密封单元、密封腔、漏失量检测单元及各类传感器组成。4个可控柔性密封单元与密封腔组成一个高压密封环境, 实验介质通过水压管汇增压后进入密封腔, 靠4个可控柔性密封单元在密封抱紧液压缸的作用下抱紧密封管柱并进行保压。同时, 驱动液压缸通过力传感器驱动密封管柱进行往复运动, 系统配置的力、速度、加速度及压力、温度传感器实时采集数据并进行存储, 系统可通过电脑对密封抱紧压力进行随时调整。可控柔性密封材料通常做成类似于闸板防喷器密封胶芯形状[7], 通过销钉固定在闸板上, 上下两端抱紧液压力通过抱紧液压缸上的活塞作用在闸板活塞杆上, 从而作用在密封副上, 其作用力可近似为密封抱紧力。装置按照35 MPa的工作压力设计, 工作介质若为水基, 则温度范围为0~60℃;若为导热油, 则实验温度可达100℃以上。

2 液压系统设计

由图1可知, 可控柔性密封实验装置的液压系统在整个装置中处于十分重要的位置, 主要作用包括:为往复运动提供驱动能量, 为可控柔性密封抱紧管柱提供驱动力并进行伺服调整, 为工作介质提供增压驱动力等作用。从液压系统的装置来说, 主要包括液压泵站、各类控制阀件、液压管线、增压装置、密封加载系统、同步抱紧系统等。根据设定要求, 液压泵采用恒压变量泵, 最高输出压力位20MPa, 最大输出流量为90 L/min, 装机功率为30 k W;油箱容积为1 200 mm×900 mm×700 mm=756 L;配置25 L蓄能器。驱动油缸直径D=63 mm, 活塞杆直径为45 mm, 最大行程S=400 mm;往复频率最高0.5 Hz;最大驱动力为60 k N。增压装置采用液动增压泵, 增压比为3.5∶1。密封加载系统主要是对工作介质进行过滤、对密封腔进行灌注并对工作介质进行初步加压。若工作介质有温度要求, 还需要加热装置等。同步抱紧系统主要由4个抱紧液压缸组成, 完成图2中左右2个密封单元的密封抱紧。控制最大抱紧液压不超过10 MPa, 调整系统设置让4缸实现同步运动。液压原理图如图3所示。

液压泵站泵出液压油分为三路:一路通往伺服驱动系统, 为驱动液压缸提供能量, 驱动液压缸活塞杆通过力传感器带动图2中的管柱进行往复运动;一路通往增压装置, 为液压系统增压提供能量;另外一路作为控制油路控制4个抱紧液压缸的抱紧力, 也就是控制可控柔性密封副之间的密封比压。密封加载系统主要由小排量齿轮泵组成, 最高输出压力不超过10 MPa, 最大流量为20 L/min, 装机功率5 k W。增压系统的输出回路与加载系统出口相连接, 同时加载系统与增压系统入口相连接。工作时, 齿轮泵先向密封腔灌注, 等密封腔灌满工作介质时, 启动增压装置进行打压, 直到密封腔压强达到预定压强为止。密封加载系统中高低压之间通过单向阀进行隔离。

系统设计的难点在于4个抱紧液压缸的同步问题, 图中G1、G2配合控制图2中左边密封副启闭, G3、G4配合控制图2中右边密封副的启闭, 若同步性能较差的话, 容易导致被密封的管柱出现偏斜, 对中不好, 从而导致密封失败, 因此需要采取措施保证4个抱紧液压缸G1、G2、G3、G4同步。在液压传动中, 液压缸同步一般可采用串联同步回路、调速阀同步回路、同步马达实现同步回路、数字液压缸回路及同步阀回路等, 4缸同步回路的控制在技术上也是可行的[8,9,10], 综合各方考虑, 采用3个同步阀控制的同步回路。同步阀2、3到同步阀1之间的油路要相同, 同步阀2、3出口到4个液压缸上腔进油口油路也要相同, 尽量保证4个抱紧油缸出口油路到管汇相交地方油路相同, 若出现不同步现象可以通过微调同步阀进行校正。抱紧系统中由单向阀和溢流阀组成的背压阀作用是避免冲击对密封材料的破坏。

3 结语

可控柔性密封的工作方式有别于传统的往复密封, 其密封失效机理也与传统的填料密封或其它柔性密封不同, 用传统的往复密封实验台来测试其密封性能并不能完全反映实际工况。可控柔性密封实验台可以模拟可控柔性密封工作环境和状态, 实现对密封材料的动静密封性能测试并研究不同参数对密封性能的影响, 还能测试不同介质、温度、速度、密封比压及密封表面状况联合作用下, 对密封材料的寿命影响。在油田生产中凡是在苛刻工况下用到的可控柔性密封材料基本依赖进口, 这方面除了我国高分子材料工程方面的因素外, 没有合理的密封检测系统也是影响因素之一, 因此可控柔性密封实验台具有现实意义。

参考文献

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试验井加载装置液压系统方案设计 篇5

关键词：加载装置,液压系统,液压回路,方案设计

液压技术在各种石油,天然气探采机械设备中得到了普遍应用,如在海面上工作的海上石油钻井平台的升降系统,在水下或陆上作业的井下工具和井口自动化工具,输油管道加工的试压装置等,都大量而又成功地采用了液压技术。该文对试验井加载装置的液压系统设计方案做出论证和设计。

1 方案设计总体思路

(1)室内实验井加载装置方案设计要遵循经济、实用、安全、先进、可靠、易操作、便于后期管理的原则;

(2)设计方案满足室内实验井中的井下工具的检测和试验;

(3)设计方案满足与井下工具的试验配套设施的协调问题;

(4)保证设计中选型的液压及检测设备运行五年以上无重大机械故障;易损件使用寿命保证在三年以上。

2 常见的加载系统液压控制方式

(1)压力调定回路(如图1):是最基本的调压回路。溢流阀的调定压力应该大于液压缸的最大工作压力,其中包含液压管路上各种压力损失。

(2)远程调压回路(如图2):将远程调压阀2接在主溢流阀1的遥控口上,调节阀2即可调节系统工作压力。主溢流阀1用来调定系统的安全压力值。

(3)压力补偿变量泵保压回路(如图3):在夹紧装置或液压机等需要保压的油路中,采用压力补偿变量泵保压,可使压力稳定,而且效率较高。这是因为,压力补偿变量泵具有流量随工作压力的升高而自动减小的特性。保压时液压泵的输出流量能满足系统的泄漏量,并能长时间保持液压缸中的压力。

(4)液控单向阀保压回路(如图4):在液控单向阀保压回路中,当液压缸压制行程终了时,系统压力升高。同时压力继电器控制电磁阀1回中位,电磁阀2使液压泵卸荷。依靠液控单向阀的密封性能对液压缸无杆腔实现保压。

(5)出口节流调速回路(如图5):此回路为总回油路节流调速回路,其局限性是不能对执行元件的双方向速度分别都进行调整。

(6)进油路节流调速回路(如图6):本回路为总进油路节流调速回路,此回路有局限性,不能对执行元件的双方向速度分别进行调整。

(7)带单向阀的进油节流调速回路(如图7):使用普遍,但由于执行元件的回油不受限制,所以不宜用在超越负载(负载力方向与运动方向相同)的场合。阀应安装在液压执行元件的进油路上,多用于轻载、低速场合。对速度稳定性要求不高时,可采用节流阀;对速度稳定性要求较高时,应采用调速阀。该回路效率低,功率损失大。

(8)分流集流阀同步回路:使用分流集流阀,既可以使两液压缸的进油流量相等,又可使两液压缸的回油流量相等,从而实现两液压缸往返同步。使用分流集流阀,只能保证速度同步,同步精度一般为2%～5%。图中采用两个并联的分流集流阀,是为了满足两个液压缸流量的需要。使用分流集流阀(包括分流阀或集流阀)的同步回路。因阀内压降较大,一般不宜使用在低压系统中。

2 方案的确定

根据以上常规液压压力控制方式,以及本液压系统的具体工作要求,可同时采用带单向阀的进出油节流调速回路及分流集流同步回路用以不同的执行器支路。

3 结语

介绍了室内试验井加载装置液压系统具体方案设计的总体思路,详细阐述了目前常见的几种液压控制回路作为参考。通过实际工作的加载装置的要求,最后确定了该系统所需采用带单向阀的进出油节流调速回路及分流集流同步回路

参考文献

[1]官忠范.液压元件与系统[M].北京:机械工业出版社,1992.

[2]雷天觉.新编液压工程手册(上,下)[M].北京:北京理工大学出版社,2004.

液压油污染的简易判断方法 篇6

1. 油中含水分的判断

(1)爆裂试验:把薄金属片加热到110℃以上,滴放1滴液压油,如果油爆裂证明液压油中含有水分,此方法能检验出油中0.2%以上的含水量。

(2)试管声音试验:放出2～3 mL的液压油到1个干燥试管中,并放置几分钟使油中气泡消失。然后对油加热,如听到试管口部有油的小“嘭嘭”声。说明是油中的水粒碰撞沸腾时产生水蒸气所致。

(3)棉球试验:取干净的棉球或棉纸,蘸少许被测液压油,然后点燃,如果听见发出“噼啪”炸裂声和闪光现象,证明油中含有水。

2. 油中含杂质的判断

(1)直接鉴别:用手指捻捏时会感觉到细小颗粒的存在,证明油液中有明显的金属颗粒悬浮物。

(2)滤纸检测:对于黏度较高的液压油,可用纯净的汽油稀释后,再用干净的滤纸进行过滤。若发现滤纸上留存大量机械杂质(金属粉末),说明液压油已严重污染。

(3)声音和振动判断:若整个液压系统有较大的、断续的噪声和振动,同时主泵发出“嗡嗡”的响声,甚至出现液压缸爬行现象,这时观察油箱液面、油管出口或透明液位计处,会发现有大量的泡沫。说明液压油中已侵入了大量的空气。

(4)加温检测:对于黏度较低的液压油,可直接放入洁净、干燥的试管中加热升温。若发现试管中油液出现沉淀或悬浮物,则说明油液中已含有机械杂质。

3. 通过气味变化判断

出现刺激性臭味,表明液压油被高温氧化变质,如果有柴油或汽油味时,则有可能误加入燃油。

4. 通过黏度变化判断

(1)试管倒置法:将被测的液压油与标准油分别盛在内径和长度相同的2个透明玻璃试管中(不要太满),用木塞将2个试管口堵上。将2个试管并排放置在一起,然后同时迅速将2个试管倒置。如果被测液压油试管中的气泡比标准油试管中气泡上升的快,说明其油液黏度比标准油黏度低。

(2)玻璃板倾斜观测法:将2种不同液压油各取1滴滴在1块倾斜的干净玻璃板上,看哪种油流动较快,则其黏度较低。

5. 油液污染的判断

拖拉机液压系统简易故障排除 篇7

一、尽量用不拆卸的方法进行检查

首先检查提升机构、操纵机构是否正常。如农具不能提升, 第一步拔出高压油管看密封圈是否损坏;第二步打开右侧检测孔盖, 看里外拨叉杆是否动作;第三步观察安全阀在提升农具时, 后桥箱内是否有喷油现象, 如有喷油可直接从孔中拆下安全阀进行测试或更换;第四步检查高压油腔机油压力, 在高压油管盖上连接30～40MPa的油压表, 检查农具提升时机油的压力, 判断高压油道密封情况。如农具不能下降, 可在检视孔拨动摆动杆, 或者轻轻敲击泵体, 如农具仍不下降, 应拆卸检查。如农具提升高度不够, 检查左右升降拉杆两端连接销中心点总长度, 正常值应为685mm, 过长, 提升高度相应降低;其次再测量悬挂臂提升后的离地高度是否达到858mm, 但不得高于925mm。

二、用拆卸法进行检查

如经上述检查后故障仍无法排除, 应将液压泵升降机盖拆下进行逐项检查。一是拆下提升机盖后检查油缸活塞, Y型尼龙油封是否完好, 如磨损严重或已老化、开裂, 必须换新件。二是按标准要求检查里外拨叉杆, 不符合标准应该按位调节、力调节要求给予调整。三是安全阀压力的检查。拆下安全阀, 用专用接头与喷油器试验器连接, 测量其开启压力, 标准压力应为17.19MPa, 旧件一般应不低于15MPa。四是液压泵总成的分解与检测。在其它项目检查结束后, 再分解液压泵总成, 对每个零件分别测量。

1.阀体出油阀密封性检查。

自制两块压板, 密封阀体两侧高压油孔、油孔上加密封油环, 然后将液压泵上两只M10的螺栓紧固, 其中一块压板上装有高压油管接头, 并与喷油器试验器连接, 压入燃油, 达到17.19MPa时, 压力表指针不下降, 说明阀体密封性良好。如果压力低于17.19MPa, 并有漏油, 阀体的出油阀必须修理或换新。柱塞与阀体柱塞孔的配合间隙, 要求不大于0.1mm, 但实际测量时较困难, 如无明显磨损和拉伤, 一般不影响农具提升, 只影响提升速度, 可继续使用, 否则需更换。

2.控制阀组件的检查。

它是一组精密配件, 当发现磨损印痕严重时, 或手动密封圈有较大晃动时, 一般应更换新的控制阀。如果磨损较轻时, 可将进油端的一个密封垫圈换回到回油端, 通过对比, 选择配合间隙小的垫圈装到回油区段。

3.其它零件和配合件的检查。

液压泵总成零件较多, 应逐件进行仔细检查, 对磨损较严重的, 必须更换或修复。如O型密封油环数量多, 位置重要, 有一处安装不好就会漏油。因此, 修复时要换上新的密封油环, 确保其安装密封性。

三、拖拉机液压系统装配基本要求

一是液压泵总成的装配。要求装配前彻底清洗所有零件, 对检查确认不合格的零部件, 经修复或调整后仍达不到要求的必须更换。密封油环拆卸后一般更换新件, 否则将会因旧密封油环安装不到位而造成漏油。控制阀组件位置不得颠倒, 安装后轴向移动应灵活。总成组装时, 应注意密封件是否齐全、到位。拧紧总成连接螺栓时, 应一边转动偏心轴, 一边分多次按对角线拧紧M10螺栓, 最后达到规定力矩。全部装配结束后, 偏心轴连杆组件应转动灵活, 控制阀轴向移动无卡滞现象。二是液压泵、升降机盖的安装要求。用柴油彻底清洗后桥箱, 手感箱底光滑无杂质。检查纵向机构各项调整是否符合要求, 油缸、活塞、油封是否完好。盖上升降机盖后, 从右侧检视孔检查里外拨叉杆是否在摆动杆前面。检查时应将里手柄放在“快”的位置, 外手柄放在“深”的位置, 这时里外拨叉杆下端与摆动杆滚轮的前边轻微接触。如果未达到要求, 可调整摆动杆支点螺母, 直至达到要求为止。调整扇形板的上、下止点限位螺栓, 防止农具提升过高或过低。

简易液压试验台设计 篇8

1 简易诊断技术

1.1 维修工程技术人员应具备的先决条件

1.1.1 掌握理论知识

要想有效地排除液压系统的故障，首先要掌握液压传动的基本知识。如液压元件的构造与工作特性，液压系统的工作原理等。因为分析液压系统故障时，必须从它的基本工作原理出发，当分析其丧失工作能力或出现某种故障的原因时，是设计与制造缺陷带来的问题，还是安装与使用不当带来的问题，懂得工作原理才能作出正确判断。否则排除故障就带有一定的盲目性。对于大型、精密、昂贵的液压设备来说，错误的诊断必将造成修理费高、停工时间长，导致降低生产效率等经济损失。

1.1.2 具备实践经验

液压系统的的故障大量属于突发性故障和磨损故障，这些故障在液压系统运行的不同时期表现形式与规律也是不一样。因此诊断与排除这些故障，不仅要有专业理论知识，还要有丰富的设计、制作、安装使用、维护保养方面的实践经验。如同医生看病一样，临床经验是必不可少的。

1.2 简易诊断技术

简易诊断技术是靠维修工程技术人员利用简单的诊断仪器和个人的实际经验，对液压系统出现的故障进行诊断，判别产生故障的原因和部位，并提出相应的排除方法。

简易诊断技术是设备维修部门普及采用的方法，其具体做法如下：

1)看。看液压系统工作的实际状况。一般有六看：

一看速度。指执行机构运动速度有无变化和异常现象。

二看压力。指液压系统中各测压点的压力值大小，压力值有无波动现象。

三看油液。观察油液是否清洁，是否变质，油液表面是否有泡沫，油量是否在规定的油标线范围内，油液的粘度是否符合要求等等。

四看泄漏。指液压管道各接头，阀板结合处、液压缸端盖、液压泵轴端等是否有渗漏、滴漏现象。

五看震动。指液压缸活塞杆或工作台等运动部件工作时有无因震动而跳动等现象。

六看产品。根据液压机床加工出来的产品质量，判断运行机构的工作状态、系统工作压力和流量的稳当性。

2)听。用听觉判断液压系统工作是否正常。一般有四听：

一听噪声。听液压泵和液压系统工作时的噪声是否过大;溢流阀、顺序阀等压力元件是否有尖叫声。

二听冲击声。指工作台液压缸换向时冲击声是否过大;液压缸活塞是否有撞击缸底的声音;换向阀换向时是否有撞击端盖的现象。

三听气蚀与困油的异常声。检查液压泵是否吸进空气，或是否存在严重困油现象。

四听敲打声。指液压泵运转时是否有因损坏引起敲打声。3)摸。用手摸运动的部件工作状态。一般有四摸：

一摸温升。用手摸液压泵、油箱和阀类元件外表上的温度，若接触两秒感到烫手，就应检查温升过高的原因。

二摸震动。用手摸运动件和管子的震动情况，若有高频震动应检查产生的原因。

三摸爬行。当工作台在轻载低速运动时，用手摸工作台有无爬行现象。

四摸松紧程度。用手拧一下挡铁、微动开关和紧固螺钉等松紧程度。

4)闻。用嗅觉器官辨别油液是否发臭变质，橡胶件是否因过热发出特殊气味等。

5)阅。查阅设备技术档案中的有关故障分析和修理记录，查阅日检和定检卡，查阅交接班记录和维护保养情况的记录。

6)问。访问设备操作者，了解设备平时运行状况。

一般有六问：一问液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象。

二问液压油更换时间，过滤网是否清洁。

三问发生事故前压力调节阀或速度调节阀是否调节过，有哪些不正常现象。

四问发生事故前对密封件或液压件是否更换过。

五问发生事故前后液压系统出现过哪些不正常现象。

六问过去经常出现过哪些故障，是怎样排除的，那位维修人员对故障原因与排除方法比较清楚。总之，对各种情况必须了解得尽可能清楚。

2 诊断故障原因的方法

液压系统中出现故障，原因是多方面的。但是其中必定有一个主要原因，寻找主要原因的常用方法有：方框图分析法、鱼刺图分析法等，下面针对上述两种方法结合实例一一加以介绍：

2.1 方框图分析法

铸造造型流水线中，型砂压实机液压缸防尘圈因老化失效更换新防尘圈后，启动时柱塞向上冲击一下便停止不动，在启动一次仍出现同样的故障。

故障产生的原因可根据图1所示方框图进行分析。横向按A、B、C、D顺序，纵向按箭头指向查找。经故障查找与测试发现，压力不足是产生故障的主要原因，但此时压力值与更换防尘圈前相同，这就不难分析出，载荷增大，相比之下，系统压力显得不足了。但由于外载荷未变，便可确认是由于更换防尘圈，新防尘圈唇口与柱塞表面压缩量过大，摩擦力增加造成的。因此将溢流阀压力值调高些，压实液压缸运动便恢复正常。

2.2 鱼刺图分析法

用因果关系分析方法，对液压设备出现的故障进行分析，找出故障的主要因素。这个方法既能较快地找出故障主次原因，又能积累排除故障的经验。

下面以图2所示的鱼刺图分析磨床工作台爬行故障为例，说明鱼刺图的使用方法。

首先分析磨床工作台的主要原因，并依次标写在鱼刺图上，然后经过分析与检测，确认主要原因。

从图中可以初步确定产生爬行故障的几方面主要因素是：液压泵吸空、油温过高、油液粘度过低、润滑性能差、液压缸装配精度差、液压缸轴线与导轨不平行、摩擦阻力不均匀等。这些因素是磨床工作台产生爬行的主要原因，经过逐步检测与分析，确认出最终原因，采取相应对策予以消除。

鱼刺图分析法，可以将维护管理与故障诊断密切结合起来，因而被广泛采用。

3 结语

简易诊断技术简单易行，而且在很多情况下，能够迅速判断和排除故障，故具有实用性和普及意义，极具有广泛的推广价值。

参考文献

[1]何存兴.液压元件[M].机械工业出版社, 1982.