孫博遠

（大連長豐實業(yè)總公司，遼寧大連 116033）

0 引言

機械內(nèi)鎖緊式液壓缸裝置在航天類產(chǎn)品中應用十分廣泛，主要用于實現(xiàn)車輛設備所需的升車運動，確保產(chǎn)品定位的精度和可靠性，同時也是保證車輛設備可以快速調(diào)平并持續(xù)維持車輛平穩(wěn)狀態(tài)的核心元件。

關(guān)于機械鎖緊液壓缸裝置的研究較多，現(xiàn)有液壓缸裝置的設計成熟度相對較高?，F(xiàn)有的機械鎖緊類型的液壓缸裝置，是一種以液壓缸機械鎖為核心的設計方式[1]。還有學者針對錐環(huán)—碟簧式液壓鎖緊方式進行分析，指出可將外鎖緊式結(jié)構(gòu)設計成液壓缸設備選擇的最終鎖定手段，可借助過盈鎖緊類型的液壓缸裝置設計，結(jié)合必要的應力分析，即可為后續(xù)環(huán)節(jié)的過盈配合運作提供積極助力，并且此時的鎖緊方式也可以給出更加標準的參考指標，鎖緊效果可以得到良好保障[2]。此外，有學者以過盈配合模式的液壓缸裝置為對象，進行必要的修正和改進，改進后的使用效果良好[3]。

1 機械鎖緊液壓缸概述

目前，機械內(nèi)鎖緊式液壓缸裝置的應用十分廣泛，可以對產(chǎn)品進行精確定位，是保證車輛設備在快速調(diào)平狀態(tài)下繼續(xù)維持車輛平衡穩(wěn)定性的核心元件[4]。

通常情況下，液壓缸裝置的核心原理為：借助對內(nèi)鎖緊套結(jié)構(gòu)與缸簡結(jié)構(gòu)之間的過盈設計，形成新的摩擦力，可以對承載活塞桿裝置形成推動作用，確保軸向力順利對任意方向、任意位置的液壓缸裝置進行鎖緊處理。在執(zhí)行解鎖指令時，需要經(jīng)過鎖緊腔裝置后再轉(zhuǎn)換至高壓油，此時為保證缸筒裝置中的部分結(jié)構(gòu)能保持良好的彈性變形功能，因此內(nèi)鎖緊套部件能夠在作業(yè)期間和缸筒部件形成良好的配合效果，此時系統(tǒng)過盈配合模式可以達到預期水平，同時再轉(zhuǎn)變成一種全新的間隙配合手段。借助這種處理方式，確保液壓缸裝置始終處于正常、穩(wěn)定的工作狀態(tài)，順利實現(xiàn)最初設計目標（圖1）。

圖1 機械內(nèi)鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)

2 核心研究內(nèi)容及傳統(tǒng)試驗方法的不足

本文將液壓缸裝置運行和工作狀態(tài)的綜合測試技術(shù)作為核心研究內(nèi)容，主要研究目的是以試驗為基礎，確保設備部件的維護保障和系統(tǒng)自動化控制能夠達到理想水平，確保自動化水平可以得到進一步提升的同時，再以新型的自動化模式為主，盡可能取代傳統(tǒng)的手動模式，此后還需要借助計算機設備中執(zhí)行的自動檢測模式有效取代此前的人工觀察模式，通過這種方式保證液壓缸設備可以在后續(xù)綜合測試環(huán)節(jié)的實際作業(yè)效率，同時也可以保證最終試驗結(jié)果的準確性[5]。

在市場現(xiàn)有的各類產(chǎn)品中，機械內(nèi)鎖緊式液壓缸裝置的試驗項目有較高相似性。以當前比較典型的一種支腿液壓缸裝置方式為例，對其工作原理進行分析和論述（圖2）。

圖2 試驗原理

本次試驗測試將對具有代表性的常規(guī)鎖緊力試驗展開針對性分析，可設定此時的鎖緊力在試驗環(huán)節(jié)的被試鎖壓缸最終行程標準依次為40 mm、400 m 和780 mm；測試人員在3 個點分別執(zhí)行測試和檢驗，同時專業(yè)操作人員再次將要3 個準備好的油源設備、系統(tǒng)加載缸油源設備和而本次試驗回路內(nèi)攜帶的全部控制閥部件進行準確控制。本次試驗的液壓回路運行情況如圖3 所示、項目核心試驗流程如圖4 所示。

圖3 鎖緊力試驗工作原理

圖4 鎖緊力試驗作業(yè)操作流程

結(jié)合以往生產(chǎn)經(jīng)驗，對上述試驗的具體情況進行分析，可知本次試驗存在如下4 個不足：①試驗環(huán)節(jié)占用油源過多；②試驗所需人工操作崗位數(shù)量過多；③大部分試驗內(nèi)容均為手動控制，整體自動化水平不足；④試驗過程中的工作效率低，需要進行妥善處理和有效改進。

3 自動化控制試驗優(yōu)化方法

3.1 測試系統(tǒng)回路控制效果及優(yōu)化手段

以常規(guī)的機械式內(nèi)鎖緊式液壓缸裝置為主要研究對象，并對其系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)節(jié)液壓基本作業(yè)原理進行分析，可以最高標準的對原試驗控制回路進行優(yōu)化設計，同時還可以有效降低泵源資源的實際消耗量，在實現(xiàn)環(huán)保目標的同時保證功效[6]。因此，經(jīng)過本次優(yōu)化設計和合理改進后的全新液壓系統(tǒng)具備良好的應用優(yōu)勢，具備覆蓋全體試驗環(huán)節(jié)的能力（圖5）。

圖5 優(yōu)化后鎖緊力試驗原理

3.2 系統(tǒng)自動化控制優(yōu)化設計分析

在執(zhí)行測試試驗任務的過程中，設定系統(tǒng)自動化控制的最終目標，同時對新的結(jié)構(gòu)模式進行設定，并且在試驗環(huán)節(jié)需要合理設定液壓缸試驗項目具體內(nèi)容與試驗過程，借助PLC 編程可完成對指令動作的基本控制[7]。在這樣的情況下對試驗結(jié)果進行綜合分析后，再將所有試驗數(shù)據(jù)進行歸類處理，通過這種方式形成與此前不同的自動化手段，以確保后續(xù)所有試驗環(huán)節(jié)的操作流程準確性和有效性。

3.2.1 程序編制

在本次優(yōu)化設計中，液壓缸部件的設計任務尤為關(guān)鍵，對試驗項目的執(zhí)行標準和后續(xù)操作內(nèi)容有多重要求，在保證生產(chǎn)質(zhì)量可以達到合格水平的前提下，對質(zhì)量數(shù)據(jù)進行驗證，確保該數(shù)據(jù)的整體穩(wěn)定水平，這也代表著設備和裝置在實際工作中的工作狀態(tài)穩(wěn)定性。同時，對應的梯形圖編程必須要具備安全聯(lián)鎖，防止人為錯誤操作對試驗造成不良影響，因此需要避免因為操作人員誤操作對設定程序造成的影響。

另外，針對不同用途的專業(yè)設備或產(chǎn)品，統(tǒng)一選定懸臂式操作模式，通過控制箱部件及系統(tǒng)液晶顯示屏裝置（PC 端顯示器設備）對所有程序功能進行直接控制和操作，技術(shù)人員僅需輸入準確的控制數(shù)據(jù)參數(shù)便能保證最終的調(diào)用效果達到理想水平[8]。

3.2.2 試驗工藝編制

優(yōu)化后的試驗環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要列出項目表，主要信息包括：①優(yōu)化試驗項目的具體名稱；②試驗工序號信息；③控制程序名稱信息；④部件程序號等關(guān)鍵信息。此后由專業(yè)的試驗檢驗工作者按照此標準對最終試驗結(jié)果進行最后的檢查與核對，以確保所有試驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)內(nèi)容準確性。

3.2.3 參數(shù)輸入修改和優(yōu)化

專業(yè)技術(shù)人員需要按照預設要求完成系統(tǒng)登錄操作，然后再按照試驗所需選擇出契合度最高的運行程序，然后再準確對應的試驗工序卡片信息，確保輸入數(shù)據(jù)內(nèi)容的準確性即可，主要包括輸入壓力值、流量值、行程值等主要試驗參數(shù)。

3.2.4 試驗數(shù)據(jù)參數(shù)記錄與分析

在預設試驗任務內(nèi)容全部完成后，整理數(shù)據(jù)、形成報表，并對選項內(nèi)的數(shù)據(jù)參數(shù)展開對比分析。按照系統(tǒng)給出的最終試驗參數(shù)為基準，匯總質(zhì)量檢測的最終結(jié)果，并形成新的報告信息表。技術(shù)人員和試驗參與人員需要按照最初設定考核值初始標準并執(zhí)行數(shù)據(jù)錄入操作，這樣既可保證系輸入數(shù)據(jù)值的準確性，并保證最終判斷結(jié)果的有效性和科學性。對于部分在劃定范圍意外的試驗數(shù)值，需要統(tǒng)一標記成紅色、用以顯著標識，或使用U 盤對試驗內(nèi)容進行導出打印即可。

4 試驗結(jié)果說明

最終的試驗結(jié)果及對比如表1 所示。

表1 改進前后測試效果對比

從表1 中可知，與傳統(tǒng)的手動控制模式相比，本次設定的新型試驗模式具有顯著優(yōu)勢，并且在實際應用和作業(yè)效率方面也有著一定優(yōu)化和改善，可以成功實現(xiàn)項目預期設定的執(zhí)行目標。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文通過對機械內(nèi)鎖緊式液壓缸裝置的分析，優(yōu)化傳統(tǒng)試驗模式及操作控制試驗手段，借助新的控制措施完成試驗任務。實驗結(jié)果表明，優(yōu)化后試驗環(huán)節(jié)的自動化水平和控制精準度均有大幅提升，并且試驗操作的可靠性更高，能夠成功規(guī)避各種操作失誤問題，可以為同類產(chǎn)品的升級換代提供借鑒。