Хидравличният цилиндър е изпълнителният елемент на хидравличната система, който може да преобразува хидравличната енергия в механична енергия с линейно възвратно-постъпателно движение. Поради своята проста структура и надеждна работа, той е широко използван в механични системи. В момента има много производители на хидравлични цилиндри. От една страна, производителността и качеството на хидравличните цилиндри трябва да отговарят на изискванията на основния двигател, а в същото време те трябва да отговарят на стандартните показатели на самия хидравличен цилиндър. Съгласно стандартите GB / T15622-2005 и JB / T10205-2010, стендът за изпитване на производителността на хидравличния цилиндър е разработен.
1 Състав и принцип на работа на изпитвателния стенд
Изпитателният стенд се състои от четири части: стенд, хидравлична система, електрическа система и софтуер за измерване и управление.
1. 1 Дизайн на конструкцията на пейка
За да отговори на изискванията за широка амплитуда на натоварване и голямо изменение на дължината на тествания хидравличен цилиндър, тестовата платформа е оборудвана с два тестови стенда със същата структура и различни параметри. Основните технически параметри са показани в таблица 1.
Товарният хидравличен цилиндър и тестваният хидравличен цилиндър са на една и съща ос и са фиксирани вътре в затворената товарна рамка. Както е показано на Фигура 2, затворената рамка за зареждане се състои от реакционна опора, стойка, реакционен прът, скоба за реакционен прът и ключалка. Съставен от стегнати ядки. По време на изпитването на натоварване на изпитвателния стенд, натоварващият хидравличен цилиндър предава силата на тествания хидравличен цилиндър през преходния елемент. Структурата на направляващата шина носи страничната сила, причинена от грешката при монтажа, и в същото време играе водеща роля. Сглобката на преходния елемент (където е монтиран датчик за сила за измерване на силата между тествания хидравличен цилиндър и натоварващия хидравличен цилиндър) се плъзга по аксиалната посока под ограничението на направляващата релса, за да предаде сила. Затворената товарна рамка преобразува силата между хидравличните цилиндри във вътрешната сила на системата. Хидравличните цилиндри с различна дължина могат да бъдат тествани чрез регулиране на дължината на преходния детайл; хидравлични цилиндри от различни типове интерфейси могат да бъдат свързани чрез промяна на инструментите на изпитвания образец.
1. 2 Хидравлична система
Хидравличната система се състои главно от патронни клапани с голям диаметър, електрохидравлични насочени клапани и пропорционални клапани. Чрез прецизно регулируемото представяне на пропорционалния клапан, потокът и налягането на тестовия стенд на хидравличния цилиндър могат да бъдат лесно и точно контролирани за тестване на различни видове хидравлични цилиндри. Хидравличната схематична диаграма е показана на фигура 3.
Товарният хидравличен цилиндър и тестваният хидравличен цилиндър са на една и съща ос и са фиксирани вътре в затворената товарна рамка. Както е показано на Фигура 2, затворената рамка за зареждане се състои от реакционна опора, стойка, реакционен прът, скоба за реакционен прът и ключалка. Съставен от стегнати ядки. По време на изпитването на натоварване на изпитвателния стенд, натоварващият хидравличен цилиндър предава силата на тествания хидравличен цилиндър през преходния елемент. Структурата на направляващата шина носи страничната сила, причинена от грешката при монтажа, и в същото време играе водеща роля. Сглобката на преходния елемент (където е монтиран датчик за сила за измерване на силата между тествания хидравличен цилиндър и натоварващия хидравличен цилиндър) се плъзга по аксиалната посока под ограничението на направляващата релса, за да предаде сила. Затворената товарна рамка преобразува силата между хидравличните цилиндри във вътрешната сила на системата. Хидравличните цилиндри с различна дължина могат да бъдат тествани чрез регулиране на дължината на преходния детайл; хидравлични цилиндри от различни типове интерфейси могат да бъдат свързани чрез промяна на инструментите на изпитвания образец.
1. 2 Хидравлична система
Хидравличната система се състои главно от патронни клапани с голям диаметър, електрохидравлични насочени клапани и пропорционални клапани. Чрез прецизно регулируемото представяне на пропорционалния клапан, потокът и налягането на тестовия стенд на хидравличния цилиндър могат да бъдат лесно и точно контролирани за тестване на различни видове хидравлични цилиндри. Хидравличната схематична диаграма е показана на фигура 3.
Налягането и дебитът в тествания цилиндър се регулират от клапана за пропорционален поток и пропорционалния предпазен клапан, а удължаването и прибирането на тествания цилиндър се контролират от електрохидравличния насочен клапан. Товарният цилиндър се зарежда от мостова верига и пропорционален предпазен клапан на патрон. Изпитаният цилиндър и натоварващият цилиндър са свързани чрез плъзгаща се количка, а на количката е монтиран датчик за сила за измерване на силата между двата цилиндъра по време на изпитването.
За да се измери точно минималното стартово налягане на тествания цилиндър, умишлено се добавя байпас към тестваната верига на цилиндъра. В състояние на малък поток изпитвателното налягане се контролира от по-точен пропорционален предпазен клапан и сензор за налягане, за да се постигне целта на точното измерване. В допълнение, изпитвателният стенд добавя тестова верига за свръхвисоко налягане за изпитването под налягане, която може да издържи на налягане от 55 MPa. Изпитателният стенд е оборудван с устройство за възстановяване на течове от масло. Течът на масло, генериран по време на теста на хидравличния цилиндър и процеса на разглобяване, се събира през масления съд. Възстановеното масло се изпраща обратно в резервоара за масло на хидравличния източник чрез моторния блок на зъбната помпа и филтъра. Той не само намалява отпадъците от хидравлично масло, но също така предотвратява замърсяването на маслото в изпитваната среда.
1. 3 електрическа система
Електрическата система на изпитателния стенд на хидравличния цилиндър включва основно компютър за управление на задачи, компютър за измерване и управление, кутия за кондициониране на сигнала и захранваща част на UPS.
Компютърът за управление на задачи предава инструкциите за въвеждане и параметрите на оператора на измервателния и контролния компютър; частта за измерване и управление контролира движението на тествания цилиндър и натоварването на цилиндъра за зареждане съгласно входните инструкции и параметри, събира входните сигнали на сензорите и ги изпраща на компютъра за управление на задачите за отчет на теста на дисплея и изхода. Кутия за кондициониране на сигнала Кутията за кондициониране на цифров сигнал и аналоговата кутия за кондициониране на сигнала се използват за регулиране на сигнала на всеки сензор в стандартен сигнал и въвеждането му в измервателния и контролния компютър и настройване на изхода на измервателния и контролния компютър в сигнал които могат да бъдат получени от електрохидравличен пропорционален клапан и електромагнитен реверсивен клапан; UPS Захранващата част е отговорна за захранването на компютър за управление на задачи, компютър за измерване и управление и кутия за кондициониране на сигнала.
Системата за измерване и управление на хидравличния цилиндър и компютърът на централната контролна зала приемат Ethernet комуникация, а компютърът на централната контролна зала може дистанционно да наблюдава и контролира системата за контрол на тестовия стенд.
Системата за измерване и управление на хидравличния цилиндър и PLC на източника на масло използват RS485 комуникация за събиране на PLC изходни сигнали, за да разберат работата и състоянието на източника на масло, а източникът на масло може да бъде стартиран, зареден и спрян от разстояние.
1. 4 софтуер за измерване и контрол
Софтуерът за измерване и контрол е написан от софтуера LabVIEW. Чрез различните контроли, предоставени в софтуера LabVIEW, софтуерът за управление се записва в съответствие с процеса на изпитване и изискванията за събиране на данни на тестовия стенд на хидравличния цилиндър.
Софтуерен интерфейс на системата за тестване на хидравлични цилиндри
Софтуерният интерфейс се състои основно от няколко части: мониторинг на състоянието на тестовия стенд, информация за тествания цилиндър, показване в реално време на тестови данни, ръчно управление, показване на кривата и лента за автоматично управление на елементите. Софтуерът може да реализира два режима за управление на ръчен тест и автоматичен тест за проектиране. Датчиците за данни в интерфейса симулират и показват текущите данни от теста и състоянието на хидравличната система. Запис в реално време на съответните данни в тестовия процес чрез запис на данни и поддържа автоматично генериране на отчети от теста.
2 Анализ и дизайн за оптимизация на структурата на платформата
Затворената рамка за зареждане е ключов компонент на изпитвателната машина, която се състои от реакционен прът, контргайка, реакционна опора и стенд. Хидравличният цилиндър е фиксиран между реакционния прът и стенда. По време на теста за натоварване затворената рама за натоварване преобразува силата между хидравличните цилиндри във вътрешната сила на системата, а цялостната координирана деформация прави изпитвателния стенд ниски изисквания за лабораторната якост на основата. За да се гарантира, че системата има достатъчна якост и твърдост, се извършват анализ на крайни елементи и оптимизиран дизайн. Резултатите от анализа на крайните елементи са показани на фиг. 5-7. Максималното напрежение е 67 MPa, максималната деформация в посока Y е 1,15 mm, а максималната деформация в посока Z е 0,05 mm.
3 Характеристики на тестовия стенд
(1) Изпитателният стенд има силна адаптивност. Товароносимостта е голяма и дължината на пробата може да бъде адаптирана към широк диапазон. Чрез промяна на интерфейса за свързване на различни форми, тестовият стенд може да се адаптира към тестовия образец на различни форми на свързване.
(2) Той има уникална твърда затворена рамка, която може да преобразува силата между хидравличните цилиндри във вътрешната сила на системата, която намалява силата между изпитвателния стенд и фундамента и има ниски изисквания за здравината на лабораторията основа.
(3) Патрон клапанът и електрохидравличният клапан се използват като основни компоненти на системата, които могат да извършват тестове с голям поток.
(4) Клапан с пропорционално налягане се използва за управление на изпитвателното налягане, а клапан с пропорционален поток и сензор за налягане се използват за управление на потока отстрани без отделен източник на масло.
(5) С верига за свръхвисоко налягане, изпитването на налягането с две кухини на хидравличния цилиндър може да бъде завършено в една инсталация.
(6) Оборудван е с устройство за рекуперация на изтичащо масло, което може да възстанови хидравличното масло, изтекло по време на демонтажа и сглобяването на тествания цилиндър, и да го върне в резервоара на хидравличния източник след филтриране.
(7) Кабинетът за измерване и управление приема модуларизация и е разделен на 4 модула: компютър за управление на задачи, компютър за измерване и управление, кутия за кондициониране на сигнала и UPS захранване.
(8) Софтуерният интерфейс е интуитивен и лесен за работа и е удобен за превключване ръчно и автоматично. Софтуерът има мощни функции, които могат да реализират различни задачи като събиране и обработка на данни, премахвайки необходимостта експериментаторите да събират и обработват данни и да подобряват ефективността и точността. Софтуерът може да се записва и тестовите функции могат да бъдат добавени в съответствие с действителните нужди на теста. Протоколът от теста може да се генерира автоматично.
4. Заключение
Разработеният стенд за изпитване на производителността на хидравличния цилиндър може да тества хидравлични цилиндри в съответствие с GB / T1562-2005 и може да тества повечето хидравлични цилиндри (максимална мощност 2800kN, максимален ход 6000 мм), използвани на строителни машини с различни инструменти. Успешното разработване на стенд за изпитване на производителността на хидравличния цилиндър има три последици:
(1) По отношение на разработването на нов продукт и основните изследвания на хидравличните цилиндри, тестването може да провери дали техническите характеристики на хидравличните цилиндри отговарят на очакваните проектни цели. Чрез анализа на данните от изпитванията и кривите може да се прецени дали структурата на хидравличния цилиндър е разумна и използваният материал е най-добрият, за да се решат проблемите на хидравличния цилиндър при проектирането, обработката и материалите; помагат да се анализира оптималният работен обхват на хидравличния цилиндър, за да се улесни Определете разумните работни условия на хидравличния цилиндър и удължете експлоатационния живот на хидравличния цилиндър
(2) Когато производствените компании извършват контрол на качеството на партиди продукти, те ще проверят стабилността на качеството и надеждността на продуктите чрез редовни и произволни тестове за вземане на проби, ще премахнат потенциалните проблеми, ще осигурят качеството на продукта и ще увеличат доверието на потребителите в продуктите, което ще помогне развиват се и са стабилни
Солиден пазар.
(3) Решете проблема с разликите в производителността и качеството на продукта между производителите и потребителите на хидравлични цилиндри.