Hidrauliskais cilindrs ir hidrauliskās sistēmas izpildelements, kas var pārvērst hidraulisko enerģiju lineārās virzuļmašīvās kustības mehāniskajā enerģijā. Pateicoties vienkāršai struktūrai un uzticamam darbam, tas ir plaši izmantots mehāniskās sistēmās. Pašlaik ir daudz hidraulisko cilindru ražotāju. No vienas puses, hidraulisko cilindru veiktspējai un kvalitātei jāatbilst galvenā dzinēja prasībām, un tajā pašā laikā tiem jāatbilst paša hidrauliskā cilindra standarta indikatoriem. Saskaņā ar GB/T15622-2005 un JB/T10205-2010 standartiem ir izstrādāts hidrauliskā cilindra veiktspējas pārbaudes stends.
Izmēģinājumu stenda sastāvs un darba princips
Izmēģinājumu stends sastāv no četrām daļām: stenda, hidrauliskās sistēmas, elektriskās sistēmas un mērīšanas un kontroles programmatūras.
1. 1 Stenda konstrukcija
Lai izpildītu testējamā hidrauliskā cilindra plašas slodzes amplitūdas un liela garuma variācijas prasības, testa platforma ir aprīkota ar diviem izmēģinājumu stendiem ar vienādu struktūru un dažādiem parametriem. Galvenie tehniskie parametri ir parādīti 1. tabulā.
Slodzes hidrauliskais cilindrs un pārbaudītais hidrauliskais cilindrs atrodas uz vienas ass un ir piestiprināti slēgtā slodzes rāmja iekšpusē. Kā parādīts 2. attēlā, slēgts slodzes rāmis sastāv no reakcijas balsta, statīva, reakcijas stieņa, reakcijas stieņa kronšteina un slēdzenes. Sastāv no ciešiem riekstiem. Testa stenda slodzes testa laikā slodzes hidrauliskais cilindrs pārvada spēku uz pārbaudīto hidraulisko cilindru caur pārejas daļas komplektu. Vadotnes sliedes mezglam ir sānu spēks, ko izraisa uzstādīšanas kļūda, un tajā pašā laikā tam ir vadošā loma. Pārejas daļas mezgls (kur ir uzstādīts spēka sensors, lai izmērītu spēku starp testēto hidraulisko cilindru un slodzes hidraulisko cilindru) slīd pa aksiālo virzienu zem vadotnes sliedes ierobežojuma, lai pārraidītu spēku. Slēgtais slodzes rāmis pārvērš spēku starp hidrauliskajiem cilindriem sistēmas iekšējā spēkā. Dažāda garuma hidrauliskos cilindrus var testēt, regulējot pārejas posma garumu; dažādu saskarņu tipu hidrauliskos cilindrus var savienot, mainot testam izmantotā attiecīgās daļas instrumentu.
1. 2 Hidrauliskā sistēma
Hidraulisko sistēmu galvenokārt veido liela diametra patronu vārsti, elektrohidrauliskie virziena vārsti un proporcionālie vārsti. Pateicoties proporcionālā vārsta precīzai regulējamai veiktspējai, hidrauliskā cilindra testa stenda plūsmu un spiedienu var viegli un precīzi kontrolēt, lai pārbaudītu dažāda veida hidrauliskos cilindrus. Hidrauliskā shematiskā diagramma ir parādīta 3. attēlā.
Slodzes hidrauliskais cilindrs un pārbaudītais hidrauliskais cilindrs atrodas uz vienas ass un ir piestiprināti slēgtā slodzes rāmja iekšpusē. Kā parādīts 2. attēlā, slēgts slodzes rāmis sastāv no reakcijas balsta, statīva, reakcijas stieņa, reakcijas stieņa kronšteina un slēdzenes. Sastāv no ciešiem riekstiem. Testa stenda slodzes testa laikā slodzes hidrauliskais cilindrs pārvada spēku uz pārbaudīto hidraulisko cilindru caur pārejas daļas komplektu. Vadotnes sliedes mezglam ir sānu spēks, ko izraisa uzstādīšanas kļūda, un tajā pašā laikā tam ir vadošā loma. Pārejas daļas mezgls (kur ir uzstādīts spēka sensors, lai izmērītu spēku starp testēto hidraulisko cilindru un slodzes hidraulisko cilindru) slīd pa aksiālo virzienu zem vadotnes sliedes ierobežojuma, lai pārraidītu spēku. Slēgtais slodzes rāmis pārvērš spēku starp hidrauliskajiem cilindriem sistēmas iekšējā spēkā. Dažāda garuma hidrauliskos cilindrus var testēt, regulējot pārejas posma garumu; dažādu saskarņu tipu hidrauliskos cilindrus var savienot, mainot testam izmantotā attiecīgās daļas instrumentu.
1. 2 Hidrauliskā sistēma
Hidraulisko sistēmu galvenokārt veido liela diametra patronu vārsti, elektrohidrauliskie virziena vārsti un proporcionālie vārsti. Pateicoties proporcionālā vārsta precīzai regulējamai veiktspējai, hidrauliskā cilindra testa stenda plūsmu un spiedienu var viegli un precīzi kontrolēt, lai pārbaudītu dažāda veida hidrauliskos cilindrus. Hidrauliskā shematiskā diagramma ir parādīta 3. attēlā.
Spiedienu un plūsmu pārbaudītajā cilindrā regulē proporcionālais plūsmas vārsts un proporcionālais pārspiediena vārsts, un pārbaudītā balona pagarinājumu un ievilkšanu kontrolē ar elektrohidraulisko virziena vārstu. Iekraušanas cilindru noslodza tilta ķēde un patronas proporcionālais pārspiediena vārsts. Pārbaudītais cilindrs un iekraušanas cilindrs ir savienoti ar bīdāmiem ratiņiem, un uz ratiņiem ir uzstādīts spēka sensors, lai testa laikā izmērītu spēku starp abiem cilindriem.
Lai precīzi izmērītu testētā balona minimālo iedarbināšanas spiedienu, testētajai balona ķēdei apzināti pievieno apvadu. Nelielas plūsmas stāvoklī testa spiedienu kontrolē ar precīzāku proporcionālo pārspiediena vārstu un spiediena sensoru, lai sasniegtu precīzu mērījumu mērķi. Turklāt testa stends spiediena testam pievieno īpaši augsta spiediena testa ķēdi, kas var izturēt 55 MPa spiedienu. Testa stends ir aprīkots ar eļļas noplūdes novēršanas ierīci. Eļļas noplūde, kas rodas hidrauliskā cilindra testa un demontāžas procesā, tiek savākta caur eļļas pannu. Reģenerētā eļļa tiek nosūtīta atpakaļ uz hidrauliskā avota eļļas tvertni caur pārnesumu sūkņa motora bloku un filtru. Tas ne tikai samazina hidrauliskās eļļas atkritumus, bet arī novērš eļļas piesārņošanu testa vidē.
1. 3 elektrosistēma
Hidrauliskā cilindra testa stenda elektrosistēma galvenokārt ietver uzdevumu vadības datoru, mērīšanas un vadības datoru, signāla kondicionēšanas kārbu un UPS barošanas daļu.
Uzdevumu vadības dators pārraida operatora ievades instrukcijas un parametrus uz mērījumu un vadības datoru; mērīšanas un kontroles daļa kontrolē pārbaudītā balona kustību un iekraušanas balona iekraušanu saskaņā ar ievades instrukcijām un parametriem, savāc sensoru ievades signālus un nosūta tos uzdevumu vadības datoram displeja un izvades testa ziņojumam. Signāla kondicionēšanas kārba Ciparu signāla kondicionēšanas kārbu un analogo signāla kondicionēšanas kārbu izmanto, lai noregulētu katra sensora signālu standarta signālā un ievadītu to mērījumu un vadības datorā, un noregulētu mērīšanas un vadības datora izvadi signālā, ko var saņemt ar elektrohidraulisko proporcionālo vārstu un elektromagnētisko atpakaļgaitas vārstu; UPS Elektroapgādes daļa ir atbildīga par uzdevumu vadības datora, mērīšanas un vadības datora un signāla kondicionēšanas kastes elektropārūšanu.
Hidrauliskā cilindra mērīšanas un kontroles sistēma un centrālās vadības telpas dators pieņem Ethernet sakarus, un centrālās vadības telpas dators var attālināti uzraudzīt un kontrolēt testa stenda vadības sistēmu.
Hidrauliskā cilindra mērīšanas un kontroles sistēma un naftas avots PLC izmanto RS485 sakarus, lai savāktu PLC izejas signālus, lai izprastu naftas avota darbību un stāvokli, un naftas avotu var attālināti iedarbināt, ielādēt un apturēt.
1. 4 mērīšanas un kontroles programmatūra
Mērīšanas un kontroles programmatūru raksta LabVIEW programmatūra. Izmantojot dažādas LabVIEW programmatūrā paredzētās vadības ierīces, vadības programmatūra tiek rakstīta atbilstoši hidrauliskā cilindra testa stenda testa procesam un datu iegūšanas prasībām.
Hidrauliskā cilindra testa sistēmas programmatūras saskarne
Programmatūras saskarne galvenokārt sastāv no vairākām daļām: testa stenda statusa uzraudzība, pārbaudīta cilindra informācija, testa datu reāllaika attēlojums, manuāla vadība, līknes displejs un automātiskās vadības vienumu tabulēšanas josla. Programmatūra var realizēt divus manuālās testēšanas un projekta automātiskās testēšanas vadības režīmus. Saskarnes datu mērītāji simulē un parāda pašreizējos testa datus un hidrauliskās sistēmas stāvokli. Attiecīgo datu reģistrēšana testa procesā reāllaikā, izmantojot datu reģistrēšanu, un atbalsta testa ziņojumu automātisku ģenerēšanu.
2 Platformas struktūras analīze un optimizācijas dizains
Slēgtais slodzes rāmis ir testēšanas mašīnas galvenā sastāvdaļa, kas sastāv no reakcijas stieņa, slēdzenes uzgriežņa, reakcijas atbalsta un stenda. Hidrauliskais cilindrs ir piestiprināts starp reakcijas stieni un solu. Slodzes testa laikā slēgtais slodzes rāmis pārvērš spēku starp hidrauliskajiem cilindriem sistēmas iekšējā spēkā, un kopējā koordinētā deformācija padara testa stendu par zemu prasību laboratorijas pamatu izturībai. Lai nodrošinātu, ka sistēmai ir pietiekama izturība un stingrība, tiek veikta ierobežota elementu analīze un optimizēta konstrukcija. Ierobežoto elementu analīzes rezultāti ir parādīti 5.-7. attēlā. Maksimālais spriegums ir 67 MPa, maksimālā deformācija Y virzienā ir 1, 15 mm, un maksimālā deformācija Z virzienā ir 0, 05 mm.
3 Testa stenda iezīmes
(1) Izmēģinājumu stendam ir spēcīga pielāgošanās spēja. Kravnesība ir liela, un testam izmantotājgabala garumu var pielāgot plašam diapazonam. Mainot dažādu formu savienojuma saskarni, testa stends var pielāgoties dažādu savienojuma formu testam.
(2) Tam ir unikāls stingrs slēgts rāmis, kas var pārvērst spēku starp hidrauliskajiem cilindriem sistēmas iekšējā spēkā, kas samazina spēku starp izmēģinājumu stendu un pamatu, un tam ir zemas prasības laboratorijas pamatu izturībai.
(3) Kā sistēmas galvenās sastāvdaļas izmanto patronu vārstu un elektrohidraulisko vārstu, kas var veikt lielus plūsmas testus.
(4) Testa spiediena kontrolei izmanto proporcionālu spiediena vārstu, un, lai kontrolētu plūsmu sānos bez atsevišķa eļļas avota, izmanto proporcionālu plūsmas vārstu un spiediena sensoru.
(5) Ar īpaši augstspiediena ķēdi hidrauliskā cilindra divu dobumu spiediena pārbaudi var veikt vienā iekārtā.
(6) Tas ir aprīkots ar noplūdes eļļas reģenerācijas ierīci, kas var atgūt hidraulisko eļļu, kas noplūda testētā cilindra demontāžas un montāžas laikā, un pēc filtrēšanas atgriezt to hidrauliskā avota tvertnē.
(7) Mērīšanas un kontroles skapis pieņem modularizāciju un ir sadalīts 4 moduļos: uzdevumu vadības dators, mērīšanas un vadības dators, signāla kondicionēšanas kārba un UPS barošanas avots.
(8) Programmatūras saskarne ir intuitīva un viegli lietojama, un to ir ērti pārslēgt manuāli un automātiski. Programmatūrai ir spēcīgas funkcijas, kas var realizēt dažādus uzdevumus, piemēram, datu vākšanu un apstrādi, novēršot nepieciešamību eksperimentētājiem vākt un apstrādāt datus, kā arī uzlabot efektivitāti un precizitāti. Programmatūra ir rakstāma, un testa funkcijas var pievienot atbilstoši faktiskajām testa vajadzībām. Testa atskaiti var ģenerēt automātiski.
4 Secinājums
Izstrādātais hidrauliskā cilindra veiktspējas pārbaudes stends var pārbaudīt hidrauliskos cilindrus saskaņā ar GB/T1562-2005 un var pārbaudīt lielāko daļu hidraulisko cilindru (maksimālā jauda 2800kN, maksimālais gājiens 6000mm), ko izmanto celtniecības mašīnās ar dažādiem mēri. Hidrauliskā cilindra veiktspējas testa stenda veiksmīgai izstrādei ir trīs sekas:
(1) Attiecībā uz jaunu ražojumu izstrādi un fundamentāliem pētījumiem par hidrauliskajiem baloniem testēšana var pārbaudīt, vai hidraulisko balonu tehniskā veiktspēja atbilst izvirzītajiem projekta mērķiem. Analizējot testa datus un līknes, var spriest, vai hidrauliskā cilindra struktūra ir saprātīga un izmantotais materiāls ir labākais, lai atrisinātu hidrauliskā cilindra problēmas konstrukcijā, apstrādē un materiālos; palīdz analizēt hidrauliskā cilindra optimālo darba diapazonu, lai atvieglotu Hidrauliskā cilindra saprātīgu darba apstākļu noteikšana un pagarinātu hidrauliskā cilindra kalpošanas laiku.
(2) Kad ražošanas uzņēmumi veic produktu partiju kvalitātes kontroli, tie pārbaudīs produktu kvalitātes stabilitāti un uzticamību, veicot regulāras un izlases veida paraugu pārbaudes, novērsīs iespējamās problēmas, nodrošinās produktu kvalitāti un palielinās lietotāju uzticēšanos produktiem, kas palīdzēs attīstīties un būt stabiliem.
Stabils tirgus.
(3) Atrisināt produkta veiktspējas un kvalitātes atšķirību problēmu starp hidraulisko balonu ražotājiem un lietotājiem.