馮強(qiáng) 王爭(zhēng)昪

（上海市安裝工程集團(tuán)有限公司）（上海建安化工設(shè)計(jì)有限公司）

長(zhǎng)行程升降機(jī)液壓缸出廠驗(yàn)收及試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)

馮強(qiáng)*王爭(zhēng)昪

（上海市安裝工程集團(tuán)有限公司）（上海建安化工設(shè)計(jì)有限公司）

依托某大型主題樂(lè)園建造4臺(tái)長(zhǎng)行程升降機(jī)液壓缸項(xiàng)目，對(duì)長(zhǎng)行程液壓缸出廠驗(yàn)收的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。試驗(yàn)表明，常規(guī)臥式水平試驗(yàn)對(duì)長(zhǎng)行程升降機(jī)液壓缸帶來(lái)較大損傷，臥式水平試驗(yàn)是不可取的。提出了一套針對(duì)長(zhǎng)行程液壓缸的立式垂直試驗(yàn)方案，避免了常規(guī)臥式水平試驗(yàn)的缺點(diǎn)，從而保證了該液壓缸的使用性能。

升降機(jī) 液壓缸 長(zhǎng)行程 出廠驗(yàn)收 測(cè)試

0 前言

某大型主題樂(lè)園建造了4臺(tái)大型長(zhǎng)行程升降機(jī)液壓缸，用于升降舞臺(tái)演出使用的燈光和音響設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)分別安裝在4個(gè)聲光塔建筑內(nèi)。該升降機(jī)液壓缸為帶內(nèi)缸筒的套缸結(jié)構(gòu)，行程12.8 m，外徑450 mm，安裝在聲光塔內(nèi)距地面15 m深的水泥防水基坑內(nèi)。舞臺(tái)不演出時(shí)，升降機(jī)液壓缸完全縮回，燈光和音響設(shè)備處于聲光塔內(nèi)部，可以得到比較好的保護(hù)；舞臺(tái)演出時(shí)，通過(guò)升降機(jī)液壓缸伸缸，將燈光和音響設(shè)備升起至預(yù)定高度，為舞臺(tái)的演出提供燈光和音響效果。本文介紹該4臺(tái)長(zhǎng)行程升降機(jī)液壓缸出廠試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)。

常規(guī)液壓缸出廠試驗(yàn)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 15622—2005《液壓缸試驗(yàn)方法》[1]進(jìn)行。液壓缸的試驗(yàn)方式為臥式水平試驗(yàn)。液壓缸動(dòng)作過(guò)程中，由安裝在移動(dòng)滑軌上的軸承支座支撐活塞桿，如圖1所示[1-2]。常規(guī)液壓缸出廠試驗(yàn)檢驗(yàn)項(xiàng)目和要求見(jiàn)表1。

該液壓缸按照常規(guī)試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，如圖2所示。然而試驗(yàn)中出現(xiàn)了液壓缸密封漏油的事故。經(jīng)過(guò)分析，找到了漏油的原因。由于液壓缸行程太長(zhǎng)，活塞桿伸出和縮回時(shí)，很難保證活塞桿的中心、導(dǎo)桿中心和外缸筒中心三者在一條直線上。特別是位于外缸筒內(nèi)的內(nèi)缸（防轉(zhuǎn)套），在活塞桿伸出后，由于缺少支撐而發(fā)生變形。所以在進(jìn)行臥式水平試驗(yàn)時(shí)，由于內(nèi)缸（防轉(zhuǎn)套）變形量過(guò)大，使得活塞桿和導(dǎo)桿之間的密封圈遭到破壞，產(chǎn)生了泄漏。

圖1 臥式水平試驗(yàn)裝置

圖2 升降機(jī)液壓缸水平試驗(yàn)

圖3 升降機(jī)液壓缸結(jié)構(gòu)

表 1 常規(guī)液壓缸出廠試驗(yàn)檢驗(yàn)項(xiàng)目和要求[3]

1 升降機(jī)液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

升降機(jī)液壓缸結(jié)構(gòu)如圖3所示，是一個(gè)長(zhǎng)行程的套缸結(jié)構(gòu)。升降機(jī)液壓缸由缸底、防轉(zhuǎn)底座、活塞、導(dǎo)向鍵、活塞桿、缸蓋、內(nèi)缸 （防轉(zhuǎn)套）、頂部活塞、活塞桿頭部等零部件組成。通過(guò)設(shè)置內(nèi)缸（防轉(zhuǎn)套）并使用導(dǎo)向鍵實(shí)現(xiàn)活塞桿的防轉(zhuǎn)功能。

2 升降機(jī)液壓缸立式垂直試驗(yàn)方案

根據(jù)該液壓缸的特點(diǎn)，結(jié)合液壓缸臥式水平試驗(yàn)失敗的教訓(xùn)，為了保證該液壓缸在現(xiàn)場(chǎng)的使用性能，提出了將該液壓缸放在一個(gè)豎直的試驗(yàn)塔架上進(jìn)行試驗(yàn)的方案。

圖4 升降機(jī)液壓缸試驗(yàn)塔架

試驗(yàn)塔架制作完成后，使用120 t吊機(jī)配合50 t吊機(jī)，將升降機(jī)液壓缸安裝至試驗(yàn)塔架上。升降機(jī)液壓缸試驗(yàn)安裝簡(jiǎn)圖如圖5所示。升降機(jī)液壓缸安裝至試驗(yàn)塔架后的實(shí)景照片如圖6所示。

升降機(jī)液壓缸安裝至試驗(yàn)塔架后，使用高壓軟管將升降機(jī)液壓缸連接至試驗(yàn)泵站。至此，升降機(jī)液壓缸立式垂直試驗(yàn)準(zhǔn)備工作完成。

3 出廠試驗(yàn)項(xiàng)目及操作流程

圖5 升降機(jī)液壓缸試驗(yàn)安裝

圖6 升降機(jī)液壓缸安裝至試驗(yàn)塔架

3.1 系統(tǒng)排氣

該升降機(jī)液壓缸為套缸結(jié)構(gòu)，無(wú)桿腔的排氣接頭設(shè)計(jì)在液壓缸頂部。試驗(yàn)系統(tǒng)連接完成后，啟動(dòng)泵站。使用排氣測(cè)壓軟管接頭將排氣接頭頂開(kāi)，然后升降機(jī)液壓缸上升電磁閥得電，泵站向升降機(jī)液壓缸無(wú)桿腔供油，無(wú)桿腔內(nèi)的氣體通過(guò)頂部的排氣接頭排出，直至排氣測(cè)壓軟管處排出的全為液壓油后，無(wú)桿腔排氣完成。

將排氣測(cè)壓軟管接頭從排氣接頭處旋下，控制伸缸的電磁換向閥得電，升降機(jī)液壓缸完全伸出后，電磁換向閥縮缸得電，升降機(jī)液壓缸下降直至完全縮回。如此往復(fù)4次，排出有桿腔內(nèi)及系統(tǒng)管路中的氣體。

3．2 升降機(jī)液壓缸裝配檢查

檢查升降機(jī)液壓缸是否按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行裝配。檢查液壓缸附件廢油罐、液位開(kāi)關(guān)、檢修口等是否安裝完好。測(cè)量升降機(jī)液壓缸的主體外形尺寸是否與圖紙相符。

3.3 升降機(jī)液壓缸耐壓試驗(yàn)

朱炳仁的世界是一個(gè)充滿了技術(shù)和藝術(shù)表現(xiàn)方式的迷人世界。他的研究從他的古代文化開(kāi)始，將其轉(zhuǎn)化為當(dāng)代中國(guó)重生的一種新的表現(xiàn)形式。

升降機(jī)液壓缸耐壓試驗(yàn)分為有桿腔和無(wú)桿腔兩部分，分別單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)。取耐壓試驗(yàn)的壓力為1.5倍的設(shè)計(jì)壓力 （9 MPa），保持壓力10 min，不得有外滲漏及永久變形等現(xiàn)象。

3.4 升降機(jī)液壓缸內(nèi)泄漏試驗(yàn)

檢查升降機(jī)液壓缸在設(shè)計(jì)壓力 （6 MPa）下，內(nèi)泄漏是否滿足技術(shù)要求 （小于0.04 L/min）。同樣，升降機(jī)液壓缸內(nèi)泄漏試驗(yàn)分為有桿腔和無(wú)桿腔兩部分，也是分別單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)。有桿腔的內(nèi)泄漏試驗(yàn)程序?yàn)椋簩⑸禉C(jī)液壓缸完全縮回，拆開(kāi)無(wú)桿腔的油管管路，啟動(dòng)升降機(jī)液壓缸縮缸功能鍵，有桿腔內(nèi)的壓力逐步增加至設(shè)計(jì)壓力，保持壓力30 min，收集無(wú)桿腔泄漏油量。若泄漏油量小于0.04 L/min，視為內(nèi)泄漏試驗(yàn)合格。以同樣的方法進(jìn)行無(wú)桿腔內(nèi)泄漏試驗(yàn)。

3.5 升降機(jī)液壓缸行程測(cè)量

通過(guò)卷尺測(cè)量，檢查升降機(jī)液壓缸的實(shí)際行程與設(shè)計(jì)是否一致，同時(shí)驗(yàn)證升降機(jī)液壓缸完全縮回或者完全伸出都沒(méi)有任何干涉。

3.6 升降機(jī)液壓缸性能試驗(yàn)

性能試驗(yàn)分為驗(yàn)證液壓缸能否按照設(shè)計(jì)速度運(yùn)行及不同速度下運(yùn)行兩個(gè)部分。

驗(yàn)證液壓缸設(shè)計(jì)速度下運(yùn)行是在設(shè)計(jì)全流量情況下進(jìn)行的，需要完全打開(kāi)單向節(jié)流閥，在管路上安裝流量計(jì)和壓力表，并測(cè)量系統(tǒng)流量和壓力。將液壓缸從全縮狀態(tài)運(yùn)行至全伸狀態(tài)，測(cè)量并記錄液壓缸全伸運(yùn)行的時(shí)間、流量、壓力。然后，以相同的方法測(cè)量并記錄液壓缸全縮運(yùn)行的時(shí)間、流量、壓力。

驗(yàn)證液壓缸不同速度下運(yùn)行是通過(guò)調(diào)整管路上的單向節(jié)流閥開(kāi)度來(lái)進(jìn)行的，需要控制進(jìn)入液壓缸的流量，從而實(shí)現(xiàn)液壓缸不同的運(yùn)行速度。將單向節(jié)流閥開(kāi)度調(diào)至75%，使液壓缸從全縮狀態(tài)運(yùn)行至全伸狀態(tài)，測(cè)量并記錄液壓缸全伸運(yùn)行的時(shí)間、流量、壓力。然后，以相同的方法測(cè)量并記錄液壓缸全縮運(yùn)行的時(shí)間、流量、壓力。這些試驗(yàn)完成后，將單向節(jié)流閥開(kāi)度調(diào)至50%、25%，分別重復(fù)上述試驗(yàn)。

3.7 升降機(jī)液壓缸加速度試驗(yàn)

該試驗(yàn)是驗(yàn)證升降機(jī)液壓缸的啟動(dòng)加速度。在活塞桿末端安裝一只加速度計(jì)，在空載條件下，調(diào)節(jié)系統(tǒng)上的溢流閥，從零開(kāi)始逐漸增加系統(tǒng)的壓力至液壓缸開(kāi)始動(dòng)作。記錄此時(shí)的壓力值，該壓力值即為液壓缸的最低啟動(dòng)壓力。同時(shí)，記錄豎直方向上的最大加速度。該升降機(jī)液壓缸的最大啟動(dòng)加速度小于2.45 m/s2（＝0.25g）視為合格。

3.8 升降機(jī)液壓缸循環(huán)試驗(yàn)

升降機(jī)液壓缸在設(shè)計(jì)流量和壓力下，往復(fù)循環(huán)升降運(yùn)行210次，驗(yàn)證液壓缸的整體動(dòng)作性能。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)某大型主題樂(lè)園建造的4臺(tái)長(zhǎng)行程升降機(jī)液壓缸出廠驗(yàn)收試驗(yàn)，提出了一套針對(duì)長(zhǎng)行程升降機(jī)液壓缸的立式垂直試驗(yàn)方案，避免了常規(guī)臥式水平試驗(yàn)的缺點(diǎn)，從而保證了該長(zhǎng)行程升降機(jī)液壓缸的使用性能。

（1）長(zhǎng)行程升降機(jī)液壓缸臥式水平試驗(yàn)不可取，因?yàn)槠渲卫щy，變形大，必須進(jìn)行立式垂直試驗(yàn)才能保證出廠液壓缸的性能。

（2）立式垂直試驗(yàn)方案能完全模擬升降機(jī)液壓缸的工作狀態(tài)，能科學(xué)地驗(yàn)證升降機(jī)液壓缸的性能，從而保證該長(zhǎng)行程升降機(jī)液壓缸的使用性能。

（3）采取立式垂直試驗(yàn)，場(chǎng)地占地面積小，操作簡(jiǎn)單方便，還可縮短驗(yàn)收工期，節(jié)省驗(yàn)收成本。

[1]液壓缸試驗(yàn)方法：GB/T 15622—2005[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[2]液壓缸：JB/T 10205—2010 [S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[3]藏克江.液壓缸 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

Study on Factory Acceptance Test of the Long Stroke Hydraulic Cylinder for Lift

Feng Qiang Wang Zhengbian

Based on the manufacture of 4 long stroke hydraulic cylinders for the lifts in a large theme park, factory acceptance test for long stroke cylinder has been studied in detail.The results show that the conventional horizontal test will cause some damage to the long stroke hydraulic cylinder,so the test method is not available.A vertical scheme for the factory acceptance of long stroke hydraulic cylinder has been put forward,which can avoid the disadvantages of conventional horizontal test and ensure the service performance of the hydraulic cylinder.

Lift;Hydraulic cylinder;Long stroke;Factory acceptance;Test

TH 137

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2017.04.016

2016-07-15)

*馮強(qiáng)，男，1972年生，高級(jí)工程師。上海市，200080。