Hydraulcylindern är det verkliga elementet i det hydrauliska systemet, som kan omvandla hydraulisk energi till mekanisk energi med linjär fram- och återgående rörelse. På grund av dess enkla struktur och tillförlitliga arbete har den använts i stor utsträckning i mekaniska system. För närvarande finns det många tillverkare av hydraulcylindrar. Å ena sidan måste prestanda och kvalitet på hydraulcylindrar uppfylla kraven för huvudmotorn, och samtidigt måste de uppfylla standardindikatorerna för själva hydraulcylindern. Enligt standarderna GB / T15622-2005 och JB / T10205-2010 har den hydrauliska cylinderns testbänk utvecklats.
1 Testbänkens sammansättning och arbetsprincip
Testbänken består av fyra delar: bänk, hydraulsystem, elsystem och mät- och kontrollprogramvara.
1. 1 Bänkkonstruktionsdesign
För att uppfylla kraven på bred belastningsamplitud och stor längdvariation hos den testade hydraulcylindern är testplattformen utrustad med två testbänkar med samma struktur och olika parametrar. De viktigaste tekniska parametrarna visas i tabell 1.
Lasthydraulcylindern och den testade hydraulcylindern befinner sig på samma axel och är fästa i den stängda lastramen. Såsom visas i figur 2 består den slutna lastramen av ett reaktionsstöd, ett stativ, en reaktionsstav, en reaktionsstavkonsol och ett lås. Sammansatt av täta muttrar. Under belastningstestet på testbänken överför lasthydraulcylindern kraften till den testade hydraulcylindern genom övergångsstyckenheten. Styrskenan har den laterala kraften som orsakas av installationsfelet och spelar samtidigt en vägledande roll. Övergångsstyckenheten (där en kraftsensor är installerad för att mäta kraften mellan den testade hydraulcylindern och lasthydraulcylindern) glider längs den axiella riktningen under styrskenan för att överföra kraft. Den slutna lastramen omvandlar kraften mellan hydraulcylindrarna till systemets inre kraft. Hydraulcylindrar med olika längd kan testas genom att justera längden på övergångsstycket; hydraulcylindrar av olika gränssnitttyper kan anslutas genom att byta teststycks verktyg.
1. 2 Hydraulsystem
Hydraulsystemet består huvudsakligen av patronventiler med stor diameter, elektrohydrauliska riktningsventiler och proportionella ventiler. Genom den proportionella ventilens exakt justerbara prestanda kan flödet och trycket på den hydrauliska cylinderns testbänk enkelt och noggrant kontrolleras för att testa olika typer av hydraulcylindrar. Det hydrauliska schematiska diagrammet visas i figur 3.
Lasthydraulcylindern och den testade hydraulcylindern befinner sig på samma axel och är fästa i den stängda lastramen. Såsom visas i figur 2 består den slutna lastramen av ett reaktionsstöd, ett stativ, en reaktionsstav, en reaktionsstavkonsol och ett lås. Sammansatt av täta muttrar. Under belastningstestet på testbänken överför lasthydraulcylindern kraften till den testade hydraulcylindern genom övergångsstyckenheten. Styrskenan har den laterala kraften som orsakas av installationsfelet och spelar samtidigt en vägledande roll. Övergångsstyckenheten (där en kraftsensor är installerad för att mäta kraften mellan den testade hydraulcylindern och lasthydraulcylindern) glider längs den axiella riktningen under styrskenan för att överföra kraft. Den slutna lastramen omvandlar kraften mellan hydraulcylindrarna till systemets inre kraft. Hydraulcylindrar med olika längd kan testas genom att justera längden på övergångsstycket; hydraulcylindrar av olika gränssnitttyper kan anslutas genom att byta teststycks verktyg.
1. 2 Hydraulsystem
Hydraulsystemet består huvudsakligen av patronventiler med stor diameter, elektrohydrauliska riktningsventiler och proportionella ventiler. Genom den proportionella ventilens exakt justerbara prestanda kan flödet och trycket på den hydrauliska cylinderns testbänk enkelt och noggrant kontrolleras för att testa olika typer av hydraulcylindrar. Det hydrauliska schematiska diagrammet visas i figur 3.
Trycket och flödet in i den testade cylindern justeras av den proportionella flödesventilen och den proportionella avlastningsventilen, och förlängningen och indragningen av den testade cylindern styrs av den elektrohydrauliska riktningsventilen. Lastcylindern laddas av en bryggkrets och en patron proportionell avlastningsventil. Den testade cylindern och lastcylindern är anslutna med en skjutvagn och en kraftsensor installeras på vagnen för att mäta kraften mellan de två cylindrarna under testet.
För att noggrant kunna mäta den testade cylinderns minsta starttryck, läggs avsiktligt en förbikoppling till den testade cylinderkretsen. I ett litet flöde styrs testtrycket av en mer exakt proportionell avlastningsventil och trycksensor för att uppnå syftet med exakt mätning. Dessutom lägger testbänken till en ultrahögtrycksprovkrets för trycktestet, som tål ett tryck på 55 MPa. Testbänken är utrustad med en återvinningsanordning för oljeläckage. Oljeläckaget som genereras under testet och demonteringen av hydraulcylindern samlas upp genom oljetråget. Den utvunna oljan skickas tillbaka till den hydrauliska källans oljetank genom kugghjulspumpens motorenhet och filtret. Det minskar inte bara slöseriet med hydraulolja utan förhindrar också att oljan orsakar föroreningar i testmiljön.
1. 3 elektriska system
Det elektriska systemet i den hydrauliska cylindertestbänken innehåller huvudsakligen en uppgiftshanteringsdator, en mät- och styrdator, en signalbehandlingsbox och en UPS-strömförsörjningsdel.
Aktivitetshanteringsdatorn överför operatörens ingångsinstruktioner och parametrar till mät- och styrdatorn; mät- och styrdelen kontrollerar rörelsen för den testade cylindern och laddningen av laddningscylindern enligt ingångsinstruktionerna och parametrarna, samlar in ingångssignalerna från sensorerna och skickar dem till uppgiftshanteringsdatorn för att visa och rapportera testrapport. Signalbehandlingsbox Den digitala signalbehandlingsboxen och den analoga signalbehandlingsboxen används för att justera signalen från varje sensor till en standardsignal och mata in den i mät- och styrdatorn och justera utgången från mät- och styrdatorn till en signal som kan tas emot av en elektrohydraulisk proportionalventil och en elektromagnetisk backventil; UPS Strömförsörjningsdelen är ansvarig för strömförsörjningen till uppgiftshanteringsdator, mät- och styrdator och signalbehandlingsbox.
Hydraulcylinderns mät- och styrsystem och den centrala kontrollrumsdatorn antar Ethernet-kommunikation, och den centrala kontrollrumsdatorn kan fjärrövervaka och styra testbänkens styrsystem.
Hydraulcylinderns mät- och styrsystem och oljekällans PLC använder RS485-kommunikation för att samla PLC-utgångssignaler för att förstå oljekällans funktion och status, och oljekällan kan fjärrstartas, laddas och stoppas.
1. 4 program för mätning och kontroll
Mät- och kontrollprogramvaran är skriven av LabVIEW-programvaran. Genom de olika kontrollerna som tillhandahålls i LabVIEW-programvaran skrivs styrprogramvaran enligt testprocessen och datainsamlingskraven för den hydrauliska cylinderns testbänk.
Programvarugränssnitt för hydraulcylindertestsystem
Programvarugränssnittet består huvudsakligen av flera delar: testbänkstatusövervakning, testad cylinderinformation, realtidsvisning av testdata, manuell kontroll, kurvvisning och automatisk flikfält för kontrollobjekt. Programvaran kan realisera två styrlägen för manuellt test och projekt automatisk test. Datamätarna i gränssnittet simulerar och visar aktuella testdata och hydraulsystemets tillstånd. Realtidsinspelning av relevant data i testprocessen genom dataregistrering och stöder automatisk generering av testrapporter.
2 Analys och optimeringsdesign av plattformsstrukturen
Den slutna lastramen är en nyckelkomponent i testmaskinen, som består av en reaktionsstav, en låsmutter, ett reaktionsstöd och en bänk. Hydraulcylindern är fixerad mellan reaktionsstången och bänken. Under belastningstestet omvandlar den stängda lastramen kraften mellan hydraulcylindrarna till systemets inre kraft, och den totala samordnade deformationen gör testbänken låga krav på laboratoriets fundamentstyrka. För att säkerställa att systemet har tillräcklig styrka och styvhet utförs ändlig elementanalys och optimerad design. Resultaten av den ändliga elementanalysen visas i fig. 5-7. Den maximala spänningen är 67 MPa, den maximala deformationen i Y-riktningen är 1,15 mm och den maximala deformationen i Z-riktningen är 0,05 mm.
3 Funktioner i testbänken
(1) Testbänken har stark anpassningsförmåga. Lastkapaciteten är stor och teststyckets längd kan anpassas till ett brett spektrum. Genom att ändra anslutningsgränssnittet för olika former kan testbänken anpassas till teststycket för olika anslutningsformer.
(2) Den har en unik styv stängd ram som kan omvandla kraften mellan hydraulcylindrarna till systemets inre kraft, vilket minskar kraften mellan testbänken och fundamentet och har låga krav på laboratoriets styrka fundament.
(3) Patronventilen och den elektrohydrauliska ventilen används som huvudkomponenter i systemet, som kan utföra stora flödestester.
(4) En proportionell tryckventil används för att kontrollera testtrycket, och en proportionell flödesventil och tryckgivare används för att reglera flödet vid sidan utan en separat oljekälla.
(5) Med ultrahögtryckskrets kan hydraulcylinderns tvåhålighetstryckstest slutföras i en installation.
(6) Den är utrustad med en läckande oljeåtervinningsanordning som kan återvinna hydrauloljan som läckte under demontering och montering av den testade cylindern och återföra den till den hydrauliska källtanken efter filtrering.
(7) Mät- och kontrollskåpet antar modularisering och är uppdelat i fyra moduler: uppgiftshanteringsdator, mät- och styrdator, signalbehandlingsbox och UPS-strömförsörjning.
(8) Programvarugränssnittet är intuitivt och enkelt att använda, och det är bekvämt att byta manuellt och automatiskt. Programvaran har kraftfulla funktioner, som kan realisera olika uppgifter som datainsamling och bearbetning, vilket eliminerar behovet av experter att samla in och bearbeta data, och förbättra effektivitet och noggrannhet. Programvaran är skrivbar och testfunktioner kan läggas till enligt faktiska testbehov. Testrapporten kan genereras automatiskt.
4. Slutsats
Den utvecklade testbänken för hydraulcylindern kan testa hydraulcylindrar i enlighet med GB / T1562-2005 och kan testa de flesta hydraulcylindrar (maximal effekt 2800 kN, maximal slaglängd 6000 mm) som används på byggmaskiner med olika verktyg. Den framgångsrika utvecklingen av testbänken för den hydrauliska cylindern har tre konsekvenser:
(1) När det gäller ny produktutveckling och grundläggande forskning om hydraulcylindrar kan testning verifiera om hydrauliska cylindrarnas tekniska prestanda uppfyller de förväntade designmålen. Genom analysen av testdata och kurvor kan det bedömas om hydraulcylinderns struktur är rimlig och det använda materialet är bäst för att lösa problemen med hydraulcylindern i design, bearbetning och material; hjälp med att analysera det optimala arbetsområdet för hydraulcylindern för att underlätta. Bestäm de rimliga arbetsförhållandena för hydraulcylindern och förläng hydraulcylinderns livslängd.
(2) När tillverkningsföretag utför kvalitetskontroll av satser av produkter, kommer de att verifiera produkternas kvalitetsstabilitet och tillförlitlighet genom regelbundna och slumpmässiga provtagningstester, eliminera potentiella problem, säkerställa produktkvalitet och öka användarnas förtroende för produkter, vilket hjälper utvecklas och är stabil
Solid marknad.
(3) Lös problemet med skillnader i produktprestanda och kvalitet mellan tillverkare av hydraulcylindrar och användare.