周建華

(舟山中遠海運重工有限公司，浙江 舟山 316022)

目前，在傳動裝置穩(wěn)態(tài)性能方面的測試中，有非功率回收試驗系統(tǒng)和功率回收試驗系統(tǒng)2種。非功率回收試驗系統(tǒng)一般適用于要時常改變試驗項目以及試驗條件的場合，它可以方便適時地調(diào)整裝置的機械載荷、液壓機械進出口壓力以及轉(zhuǎn)速等常規(guī)試驗參數(shù)；但存在著在某些方面資源浪費比較嚴重的現(xiàn)象。功率回收試驗系統(tǒng)有高效節(jié)能和發(fā)熱量少等優(yōu)點，尤其對于大功率和長時間運轉(zhuǎn)機械的壽命試驗，其優(yōu)越性能則更加突出；但在一些常規(guī)試驗參數(shù)中，某些改變受到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制，只能用來測試個別部件[1-3]。

1 設(shè)計要求分析

針對傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)部件性能測試裝置存在的問題，查閱資料[4-6]并參考其他系統(tǒng)部件性能測試裝置，設(shè)計出了通用型液壓系統(tǒng)部件性能測試裝置，具體設(shè)計要求為：①操作簡單，使用方便；②測量精確，實用性強；③經(jīng)濟性良好，且安全性能高。

2 設(shè)計方案

通用型液壓系統(tǒng)部件性能測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 通用型液壓系統(tǒng)部件性能測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖

在圖1中，變頻電機通電之后開始正常運作，帶動機體的雙向變量液壓泵轉(zhuǎn)動，首先通過濾油器對系統(tǒng)進行循環(huán)清洗，然后打開旁通閥，關(guān)閉濾油器；接下來雙向變量液壓泵通過濾油器和球閥，從油箱中吸油，經(jīng)出油口排出的液壓油具有一定流量和壓力，由換向節(jié)流閥流經(jīng)液壓部件,其中通過安全閥進行調(diào)壓以便適應液壓部件的工作條件。之后通過流量計和壓力計分別測量其流量和壓力，根據(jù)流量和壓力的需要，在回路當中通過安全閥和電磁溢流閥對流量和壓力進行調(diào)節(jié)。在此體系中，電磁溢流閥起著一定的穩(wěn)定壓力的作用，保持液壓系統(tǒng)整個體系的壓力恒定，而多余的油液則經(jīng)過系統(tǒng)循環(huán)溢流回油箱。由于油液的溫度不僅對油液的黏度以及密度影響很大，而且對機體使用壽命也有非常大的影響，因此在系統(tǒng)中必須通過加熱器和冷卻器，使油液的溫度保持恒定。當系統(tǒng)出現(xiàn)異常，機體油液溫度較高時，冷卻器開始動作，使油液溫度降低。而當機體中油液溫度較低時，加熱器開始運作，使油液溫度升高。

在系統(tǒng)中，比例溢流閥控制著整個體系的壓力，比例溢流閥的運作原理是通過調(diào)整彈簧力的大小進而改變溢流壓力的大小。比例電磁鐵作用在彈簧上的力，也可以按照一定比例加以調(diào)整，所以，當體系輸入的信號發(fā)生變化，比例溢流閥的輸出壓力會相應變化。在這種情況下，便可以調(diào)整比例電磁鐵來輸入不同的電流，使體系獲取不同的壓力值，來滿足不同體系所需要的壓力。根據(jù)最后體系得到的數(shù)據(jù)和曲線，判斷其液壓系統(tǒng)部件性能的好壞,液壓系統(tǒng)部件壓力隨時間變化的曲線如圖2所示。由圖2知，液壓系統(tǒng)部件的工作壓力均處于額定壓力范圍內(nèi)，且均小于最高壓力，液壓部件的各項指標性能良好。

圖2 液壓系統(tǒng)部件壓力隨時間變化的曲線

圖3為比例溢流閥結(jié)構(gòu)示意圖。在圖3中，當輸入一個電信號時，比例電磁鐵便產(chǎn)生一個電磁力，它通過推桿的作用，推動先導閥。油液通過調(diào)節(jié)閥壓縮彈簧，進而推動主閥，通過調(diào)節(jié)閥進入阻尼孔，二者形成的推力，平衡時即可穩(wěn)定。

圖3 比例溢流閥結(jié)構(gòu)示意圖

液壓系統(tǒng)部件液壓油流量隨時間變化的曲線見圖4，由圖4知，系統(tǒng)液壓部件液壓油的實際流量在理論流量范圍內(nèi)波動，表明機體液壓部件的各項指標性能良好。

圖4 液壓系統(tǒng)部件液壓油流量隨時間變化的曲線

圖5為液壓系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨時間變化曲線，每隔30 min隨機選取10個時間點進行測量。由圖5知，液壓系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在正常轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)波動，表明機體液壓部件的各項指標性能良好。由于液壓部件中安裝有冷卻器和加熱器來保持液壓系統(tǒng)部件內(nèi)部液壓油溫度的恒定，當轉(zhuǎn)速高于正常水平時，溫度升高，冷凝器開始作用，降低溫度，使液壓系統(tǒng)部件回歸正常。當轉(zhuǎn)速低于正常水平時，加熱器開始作用，加熱液壓油，增加潤滑效果，使液壓系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)速回歸正常。

圖5 液壓系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨時間變化曲線

3 通用型測試液壓系統(tǒng)創(chuàng)新性分析

1)抽象現(xiàn)象具體化，通過理論將液壓部件正常運行的壓力、流量、轉(zhuǎn)速等動態(tài)性能參數(shù)整理備案，根據(jù)理論數(shù)據(jù)作圖，然后與液壓部件在實際運作過程中所得的各種參數(shù)/圖像做對比，直觀地得出系統(tǒng)液壓部件的工作壓力是否處于額定壓力范圍內(nèi)，以及系統(tǒng)液壓部件的各項指標性能是否良好。

2)智能化操作，根據(jù)液壓部件正常工作的需求，對系統(tǒng)液壓部件的油液流量、系統(tǒng)壓力、油液溫度進行自動調(diào)節(jié)，使油液流量、壓力維持動態(tài)穩(wěn)定，使油液溫度維持恒定。

4 結(jié)束語

本液壓系統(tǒng)部件性能測試裝置在傳統(tǒng)儀器的基礎(chǔ)之上加以改良。首先，在實際作業(yè)過程中，采用安全閥和電磁溢流閥對系統(tǒng)液壓部件的流量和壓力進行調(diào)節(jié)，根據(jù)液壓部件的實際需求，設(shè)置縮放流量或者增減壓力，來維持液壓系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，使液壓部件正常穩(wěn)定的運作。其次，采用冷卻器和加熱器來保持液壓系統(tǒng)部件內(nèi)部液壓油溫度的恒定，若液壓部件機體的油液溫度發(fā)生變化，液壓油液溫度升高時，可以通過冷卻器調(diào)節(jié)恢復正常；液壓油液溫度降低時，可以通過加熱器調(diào)節(jié)恢復正常。整個過程操作簡單，實用性強，且安全性能高。