Cilindrul hidraulic este elementul executiv al sistemului hidraulic, care poate converti energia hidraulică în energie mecanică cu mișcare alternativă liniară. Datorită structurii sale simple și a muncii fiabile, a fost utilizat pe scară largă în sistemele mecanice. În prezent, există mulți producători de cilindri hidraulici. Pe de o parte, performanța și calitatea cilindrilor hidraulici trebuie să îndeplinească cerințele motorului principal și, în același timp, trebuie să îndeplinească indicatorii standard ai cilindrului hidraulic în sine. Conform standardelor GB / T15622-2005 și JB / T10205-2010, banca de testare a performanței cilindrului hidraulic a fost dezvoltată.
1 Compoziția și principiul de lucru al bancului de testare
Bancul de testare este compus din patru părți: banc, sistem hidraulic, sistem electric și software de măsurare și control.
1. 1 Proiectarea structurii băncii
Pentru a îndeplini cerințele de amplitudine mare de încărcare și variație mare a lungimii cilindrului hidraulic testat, platforma de testare este echipată cu două bănci de testare cu aceeași structură și parametri diferiți. Principalii parametri tehnici sunt prezentați în Tabelul 1.
Cilindrul hidraulic de încărcare și cilindrul hidraulic testat sunt pe aceeași axă și sunt fixate în interiorul cadrului de încărcare închis. Așa cum se arată în Figura 2, cadrul de încărcare închis constă dintr-un suport de reacție, un suport, o tijă de reacție, un suport de tijă de reacție și o blocare. Compus din piulițe strânse. În timpul încercării de încărcare a bancului de testare, cilindrul hidraulic de încărcare transmite forța cilindrului hidraulic testat prin ansamblul piesei de tranziție. Ansamblul șinei de ghidare suportă forța laterală cauzată de eroarea de instalare și joacă în același timp un rol de ghidare. Ansamblul piesei de tranziție (unde este instalat un senzor de forță pentru a măsura forța dintre cilindrul hidraulic testat și cilindrul hidraulic de încărcare) alunecă de-a lungul direcției axiale sub constrângerea șinei de ghidare pentru a transmite forța. Cadrul de încărcare închis convertește forța dintre cilindrii hidraulici în forța internă a sistemului. Cilindrii hidraulici de diferite lungimi pot fi testați reglând lungimea piesei de tranziție; cilindrii hidraulici de diferite tipuri de interfețe pot fi conectați prin schimbarea sculei piesei de testat.
1. 2 Sistem hidraulic
Sistemul hidraulic este compus în principal din supape de cartuș cu diametru mare, supape direcționale electro-hidraulice și supape proporționale. Prin performanța precisă reglabilă a supapei proporționale, debitul și presiunea bancului de testare a cilindrului hidraulic pot fi controlate cu ușurință și cu precizie pentru a testa diferite tipuri de cilindri hidraulici. Diagrama schematică hidraulică este prezentată în Figura 3.
Cilindrul hidraulic de încărcare și cilindrul hidraulic testat sunt pe aceeași axă și sunt fixate în interiorul cadrului de încărcare închis. Așa cum se arată în Figura 2, cadrul de încărcare închis constă dintr-un suport de reacție, un suport, o tijă de reacție, un suport de tijă de reacție și o blocare. Compus din piulițe strânse. În timpul încercării de încărcare a bancului de testare, cilindrul hidraulic de încărcare transmite forța cilindrului hidraulic testat prin ansamblul piesei de tranziție. Ansamblul șinei de ghidare suportă forța laterală cauzată de eroarea de instalare și joacă în același timp un rol de ghidare. Ansamblul piesei de tranziție (unde este instalat un senzor de forță pentru a măsura forța dintre cilindrul hidraulic testat și cilindrul hidraulic de încărcare) alunecă de-a lungul direcției axiale sub constrângerea șinei de ghidare pentru a transmite forța. Cadrul de încărcare închis convertește forța dintre cilindrii hidraulici în forța internă a sistemului. Cilindrii hidraulici de diferite lungimi pot fi testați reglând lungimea piesei de tranziție; cilindrii hidraulici de diferite tipuri de interfețe pot fi conectați prin schimbarea sculei piesei de testat.
1. 2 Sistem hidraulic
Sistemul hidraulic este compus în principal din supape de cartuș cu diametru mare, supape direcționale electro-hidraulice și supape proporționale. Prin performanța precisă reglabilă a supapei proporționale, debitul și presiunea bancului de testare a cilindrului hidraulic pot fi controlate cu ușurință și cu precizie pentru a testa diferite tipuri de cilindri hidraulici. Diagrama schematică hidraulică este prezentată în Figura 3.
Presiunea și debitul în cilindrul testat sunt ajustate de supapa de debit proporțional și supapa de descărcare proporțională, iar extensia și retragerea cilindrului testat sunt controlate de supapa direcțională electro-hidraulică. Cilindrul de încărcare este încărcat de un circuit de punte și de o supapă de siguranță proporțională a cartușului. Cilindrul testat și cilindrul de încărcare sunt conectate printr-un cărucior glisant și un senzor de forță este instalat pe cărucior pentru a măsura forța dintre cei doi cilindri în timpul testului.
Pentru a măsura cu precizie presiunea minimă de pornire a cilindrului testat, se adaugă în mod deliberat un bypass la circuitul cilindrului testat. Într-o stare de curgere mică, presiunea de testare este controlată de o supapă de siguranță proporțională mai precisă și un senzor de presiune pentru a atinge scopul măsurării exacte. În plus, banca de testare adaugă un circuit de testare a presiunii ultra-ridicate pentru testul de presiune, care poate rezista la o presiune de 55 MPa. Bancul de testare este echipat cu un dispozitiv de recuperare a scurgerilor de ulei. Scurgerile de ulei generate în timpul procesului de încercare și demontare a cilindrului hidraulic sunt colectate prin vasul de ulei. Uleiul recuperat este trimis înapoi în rezervorul de ulei al sursei hidraulice prin unitatea motorului pompei de viteze și filtrul. Nu numai că reduce deșeurile de ulei hidraulic, ci previne și ca uleiul să provoace poluarea mediului de testare.
1. 3 sistem electric
Sistemul electric al bancului de testare a cilindrilor hidraulici include în principal un computer de gestionare a sarcinilor, un computer de măsurare și control, o cutie de condiționare a semnalului și o parte de alimentare cu UPS.
Calculatorul de gestionare a sarcinilor transmite instrucțiunile de intrare și parametrii operatorului către computerul de măsurare și control; partea de măsurare și control controlează mișcarea cilindrului testat și încărcarea cilindrului de încărcare în conformitate cu instrucțiunile și parametrii de intrare, colectează semnalele de intrare ale senzorilor și le trimite la computerul de gestionare a sarcinilor pentru afișare și raport de testare de ieșire. Cutie de condiționare a semnalului Cutia de condiționare a semnalului digital și cutia de condiționare a semnalului analogic sunt utilizate pentru a regla semnalul fiecărui senzor într-un semnal standard și pentru a-l introduce în calculatorul de măsurare și control și pentru a regla ieșirea computerului de măsurare și control într-un semnal care poate fi recepționat de o supapă proporțională electro-hidraulică și o supapă de inversare electromagnetică; UPS Partea de alimentare este responsabilă cu alimentarea cu energie a computerului de gestionare a sarcinilor, computerului de măsurare și control și a cutiei de condiționare a semnalului.
Sistemul de măsurare și control al cilindrului hidraulic și computerul camerei centrale de control adoptă comunicația Ethernet, iar computerul camerei centrale de control poate monitoriza și controla de la distanță sistemul de control al bancului de testare.
Sistemul de măsurare și control al cilindrilor hidraulici și sursa de ulei PLC utilizează comunicația RS485 pentru a colecta semnale de ieșire PLC pentru a înțelege funcționarea și starea sursei de ulei, iar sursa de ulei poate fi pornită, încărcată și oprită de la distanță.
1. 4 software de măsurare și control
Software-ul de măsurare și control este scris de software-ul LabVIEW. Prin diferitele controale furnizate în software-ul LabVIEW, software-ul de control este scris în conformitate cu procesul de testare și cerințele de achiziție de date ale bancului de testare a cilindrului hidraulic.
Interfață software a sistemului de testare a cilindrului hidraulic
Interfața software este compusă în principal din mai multe părți: monitorizarea stării bancului de testare, informații despre cilindri testate, afișare în timp real a datelor de testare, control manual, afișare a curbei și bara de taburi a elementului de control automat. Software-ul poate realiza două moduri de control ale testului manual și testului automat al proiectului. Contoarele de date din interfață simulează și afișează datele de test curente și starea sistemului hidraulic. Înregistrarea în timp real a datelor relevante în procesul de testare prin înregistrarea datelor și acceptă generarea automată de rapoarte de testare.
2 Analiza și optimizarea proiectării structurii platformei
Cadrul de încărcare închis este o componentă cheie a mașinii de testat, care constă dintr-o tijă de reacție, o piuliță de blocare, un suport de reacție și o bancă. Cilindrul hidraulic este fixat între tija de reacție și bancă. În timpul încercării de încărcare, cadrul de încărcare închis convertește forța dintre cilindrii hidraulici în forța internă a sistemului, iar deformarea generală coordonată face ca banca de testare să aibă cerințe reduse pentru rezistența fundației de laborator. Pentru a se asigura că sistemul are suficientă rezistență și rigiditate, se efectuează analize cu elemente finite și design optimizat. Rezultatele analizei elementelor finite sunt prezentate în Fig. 5-7. Stresul maxim este de 67 MPa, deformarea maximă în direcția Y este de 1,15 mm, iar deformarea maximă în direcția Z este de 0,05 mm.
3 Caracteristicile bancului de testare
(1) Bancul de testare are o adaptabilitate puternică. Capacitatea de încărcare este mare, iar lungimea epruvetei poate fi adaptată la o gamă largă. Prin schimbarea interfeței de conectare a diferitelor forme, bancul de testare se poate adapta la piesa de testare a diferitelor forme de conectare.
(2) Are un cadru rigid închis unic, care poate transforma forța dintre cilindrii hidraulici în forța internă a sistemului, ceea ce reduce forța dintre bancul de testare și fundație și are cerințe reduse pentru rezistența laboratorului. fundație.
(3) Supapa cartușului și supapa electro-hidraulică sunt utilizate ca principalele componente ale sistemului, care pot efectua teste de debit mare.
(4) O supapă de presiune proporțională este utilizată pentru a controla presiunea de testare, iar o supapă de debit proporțional și un senzor de presiune sunt utilizate pentru a controla debitul lateral, fără o sursă separată de ulei.
(5) Cu circuitul de presiune ultra-înaltă, testul de presiune cu două cavități al cilindrului hidraulic poate fi finalizat într-o singură instalație.
(6) Este echipat cu un dispozitiv de recuperare a uleiului care poate scurge, care poate recupera uleiul hidraulic care s-a scurs în timpul demontării și asamblării cilindrului testat și îl poate returna în rezervorul sursei hidraulice după filtrare.
(7) Cabina de măsurare și control adoptă modularizarea și este împărțită în 4 module: computer de gestionare a sarcinilor, computer de măsurare și control, cutie de condiționare a semnalului și sursă de alimentare UPS.
(8) Interfața software este intuitivă și ușor de operat și este convenabil să comutați manual și automat. Software-ul are funcții puternice, care pot realiza diverse sarcini, cum ar fi colectarea și prelucrarea datelor, eliminând necesitatea experimentatorilor de a colecta și prelucra date și de a îmbunătăți eficiența și acuratețea. Software-ul poate fi scris, iar funcțiile de test pot fi adăugate în funcție de nevoile reale de testare. Raportul de testare poate fi generat automat.
4. Concluzie
Bancul de testare a performanței cilindrului hidraulic dezvoltat poate testa cilindrii hidraulici în conformitate cu GB / T1562-2005 și poate testa majoritatea cilindrilor hidraulici (putere maximă 2800kN, cursă maximă 6000mm) utilizați pe mașini de construcții cu scule diferite. Dezvoltarea cu succes a bancului de testare a performanței cilindrului hidraulic are trei implicații:
(1) În ceea ce privește dezvoltarea de produse noi și cercetarea de bază privind cilindrii hidraulici, testarea poate verifica dacă performanța tehnică a cilindrilor hidraulici îndeplinește obiectivele de proiectare așteptate. Prin analiza datelor de testare și a curbelor, se poate evalua dacă structura cilindrului hidraulic este rezonabilă și dacă materialul utilizat este cel mai bun, astfel încât să rezolve problemele cilindrului hidraulic în proiectare, prelucrare și materiale; ajuta la analiza intervalului optim de lucru al cilindrului hidraulic pentru a facilita Determinați condițiile rezonabile de lucru ale cilindrului hidraulic și prelungiți durata de viață a cilindrului hidraulic.
(2) Atunci când companiile producătoare efectuează controlul calității pe loturi de produse, vor verifica stabilitatea calității și fiabilitatea produselor prin teste de eșantionare regulate și aleatorii, vor elimina problemele potențiale, vor asigura calitatea produselor și vor spori încrederea utilizatorilor în produse, ceea ce va ajuta dezvoltă și stabil
Piață solidă.
(3) Rezolvați problema diferențelor în ceea ce privește performanța și calitatea produsului între producătorii de cilindri hidraulici și utilizatori.