李傳良，王緒奇，印長(zhǎng)磊

（空軍第一航空學(xué)院，河南信陽(yáng)464000）

應(yīng)急液壓泵試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

李傳良，王緒奇，印長(zhǎng)磊

（空軍第一航空學(xué)院，河南信陽(yáng)464000）

針對(duì)應(yīng)急液壓泵檢測(cè)需求，設(shè)計(jì)了應(yīng)急液壓泵試驗(yàn)裝置，采用液壓集成技術(shù)，減小了功耗，采用緩沖技術(shù)，提高了系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)了力矩加載控制回路，提高了加載力矩的穩(wěn)定性，試驗(yàn)表明該裝置能夠滿足應(yīng)急液壓泵性能檢測(cè)要求。

應(yīng)急液壓泵；液壓集成；液壓緩沖

應(yīng)急液壓泵是飛機(jī)助力液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它能在助力液壓系統(tǒng)完全失效的情況下，為飛機(jī)的俯仰操縱和橫側(cè)操縱提供應(yīng)急液壓源，以保證飛行安全。對(duì)其功能性能進(jìn)行檢測(cè)是一項(xiàng)重要的定檢工作?；诖?，本文從應(yīng)急液壓泵自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)需求出發(fā)，研制了應(yīng)急液壓泵試驗(yàn)裝置，滿足了檢測(cè)需要，對(duì)提升裝備維修保障能力、保證飛行安全具有重要意義。

1　試驗(yàn)參數(shù)

應(yīng)急液壓泵由直流電動(dòng)機(jī)和柱塞式液壓泵兩部分組成，因此，對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)必須包括以下兩部分內(nèi)容。

1.1電動(dòng)機(jī)工作性能試驗(yàn)

包括空載試驗(yàn)、額定力矩試驗(yàn)和工作可靠性試驗(yàn)。其中額定力矩試驗(yàn)要求輸入電壓為27 V，加載力矩40 kg·cm時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)達(dá)到（2 200±330）r/min，電流不大于55 A.

1.2應(yīng)急液壓泵綜合性能試驗(yàn)

此外，應(yīng)急油泵每次工作時(shí)間應(yīng)滿足不超過3 min.

2　試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)原理

應(yīng)急液壓泵試驗(yàn)裝置應(yīng)能按照試驗(yàn)要求調(diào)節(jié)油液溫度和壓力、力矩、電壓、電流等參數(shù)，還應(yīng)具備以下功能：自檢測(cè)功能（對(duì)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)）、自保護(hù)功能（避免出口壓力、油液溫度、工作時(shí)間等超標(biāo)）、監(jiān)控功能（對(duì)檢測(cè)全過程進(jìn)行跟蹤）。

為此，應(yīng)急液壓泵試驗(yàn)裝置由液壓部分、電動(dòng)加載部分和控制柜組成。

2.1液壓部分

液壓泵部分主要由油箱增壓壓力組件、油液溫度控制組件、系統(tǒng)壓力控制組件以及其他輔助附件組成［1-2］，如圖1所示。

圖1　液壓部分圖

其中，增壓壓力由通用冷氣瓶提供。溫度傳感器監(jiān)控油液溫度，并將溫度信息送往溫控儀表顯示，同時(shí)溫控儀表控制加熱器和散熱器工作。

2.2電動(dòng)加載部分

電動(dòng)加載部分主要由磁粉離合器、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等組成，磁粉離合器、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器與應(yīng)急油泵電動(dòng)機(jī)同軸安裝，用聯(lián)軸器連接，如圖2所示。

圖2　電動(dòng)加載部分圖

磁粉離合器用于產(chǎn)生所需扭矩，其輸出扭矩與激磁電流呈良好的線性關(guān)系而與轉(zhuǎn)速或滑差無關(guān)，只要改變激磁電流之大小，便可輕易地控制扭矩大小。傳感器組用于將扭矩、角度等非電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

2.3控制柜

控制柜由操作顯示裝置和電路部分組成。操作顯示裝置用于控制試驗(yàn)臺(tái)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換和顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。系統(tǒng)電路為低電壓控制、高電壓?jiǎn)?dòng)，且具有過載保護(hù)、應(yīng)急保護(hù)功能和工作指示的啟動(dòng)電路。

3　主要技術(shù)難點(diǎn)

3.1油箱增壓壓力控制

因此，設(shè)計(jì)了增壓壓力控制裝置。氣源由通用冷氣瓶提供，用增壓減壓閥控制增壓氣路的通斷，氣壓調(diào)節(jié)閥使冷氣瓶來的增壓空氣降壓到0.2 MPa，單向安全活門防止液壓油箱增壓壓力過高，當(dāng)油箱增壓壓力超過0.22 MPa時(shí)，安全活門打開放氣，從而實(shí)現(xiàn)了增壓壓力的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

3.2管路、附件集成的問題

應(yīng)急液壓泵試驗(yàn)裝置具有高油溫、大功率的特點(diǎn)。若采用傳統(tǒng)的管式連接，設(shè)備的連接管路數(shù)量眾多，油泵運(yùn)行后，由導(dǎo)管傳導(dǎo)和局部共振所引發(fā)的噪音很大。

為此，在試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)中，根據(jù)各部分液壓參數(shù)，設(shè)計(jì)了三類管路集成塊：高壓管路集成塊、低壓管路集成塊和控制管路集成塊。在集成液壓油路塊內(nèi)按原理圖加工連接管路和連接螺釘孔，將液壓元件安裝在液壓油路集成塊上，從而大幅度減少管路系統(tǒng)連接附件數(shù)目，降低系統(tǒng)噪音、泄漏和功率損失。

3.3加載力矩的穩(wěn)定控制問題

在對(duì)應(yīng)急液壓泵電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，需要加載4 N·m的扭矩，磁粉制動(dòng)器、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、應(yīng)急液壓泵電機(jī)采用同軸連接方式，由于制造和安裝誤差，很難保證其同軸度要求，電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，負(fù)載扭矩必然發(fā)生周期變化，幅度可能超過規(guī)定要求。

針對(duì)這一問題，在盡量保證轉(zhuǎn)動(dòng)件同軸度的情況下，轉(zhuǎn)軸的連接采用萬向接頭，減小安裝連接時(shí)的徑向應(yīng)力，同時(shí)設(shè)計(jì)力矩控制回路，扭矩傳感器測(cè)得的實(shí)時(shí)力矩與設(shè)定值比較后，輸出控制信號(hào)改變磁粉制動(dòng)器的激磁電流，從而控制應(yīng)急液壓泵電機(jī)的加載力矩在規(guī)定范圍內(nèi)。

4　應(yīng)急液壓泵試驗(yàn)

在常溫、實(shí)驗(yàn)室條件下，重點(diǎn)對(duì)油箱增壓壓力、油液溫度、應(yīng)急液壓泵出口油壓和力矩加載能力等四項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了試驗(yàn)：

（1）打開冷氣瓶、啟動(dòng)應(yīng)急液壓泵時(shí)，油箱增壓壓力表數(shù)值均不超過0.22 MPa，油箱增壓壓力測(cè)試通過。

（2）啟動(dòng)應(yīng)急液壓泵，通過溫控儀記錄液壓泵工作2 min，以及工作過程中最高、最低溫度，均在15～40℃之間。

（3）啟動(dòng)應(yīng)急液壓泵，調(diào)節(jié)泵出口壓力，最大壓力達(dá)到了21 MPa.

（4）斷開轉(zhuǎn)速傳感器與電動(dòng)機(jī)的連接，調(diào)節(jié)磁粉離合器激磁電流。

通過以上試驗(yàn)表明，該裝置滿足開展應(yīng)急液壓泵功能性能試驗(yàn)的要求。

5　結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)急液壓泵是電液一體的高壓、大流量泵，設(shè)計(jì)過程中綜合考慮了油壓控制、油溫控制、力矩加載控制以及液壓集成的問題，測(cè)試表明該裝置完全能夠滿足試驗(yàn)要求，對(duì)類似試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的借鑒作用。

［1］李平材，關(guān)浩，郝蔚祺.一種新型液壓試驗(yàn)臺(tái)的研制［J］.機(jī)床與液壓，2015，43（16）：105-108.

［2］徐靜.飛機(jī)地面液壓檢測(cè)設(shè)備的區(qū)別設(shè)計(jì)［J］.裝備制造技術(shù)，2013，（7）：118-119.

Design of Test Device for The Urgent Hydraulic Pump

LI Chuan-liang，WANG Xu-qi，YIN Chang-lei
（The First Aeronautic Institute of Air Force，Xinyang Henan 464000，China）

In order to detect urgent hydraulic pump，this paper design test device，using hydraulic integration technology to decrease the power dissipation，using buffer technology to enhance pressure stability，and designing controlling contour of moment to increase appending stability.The test shows that we can use the device detect urgent hydraulic pump.

urgent hydraulic pump；hydraulic integration；hydraulic buffer

TH311

A

1672-545X（2016）08-0052-02

2016-05-17

李傳良（1981-），男，河南信陽(yáng)人，講師，碩士，主要從事液壓技術(shù)和航空機(jī)械工程研究。