Siłownik hydrauliczny jest elementem wykonawczym układu hydraulicznego, który może zamieniać energię hydrauliczną na energię mechaniczną liniowego ruchu posuwisto-zwrotnego. Ze względu na swoją prostą konstrukcję i niezawodne działanie znalazł szerokie zastosowanie w układach mechanicznych. Obecnie istnieje wielu producentów siłowników hydraulicznych. Z jednej strony wydajność i jakość cylindrów hydraulicznych muszą spełniać wymagania silnika głównego, a jednocześnie muszą spełniać standardowe wskaźniki samego cylindra hydraulicznego. Zgodnie z normami GB/T15622-2005 i JB/T10205-2010 opracowano stanowisko do testowania wydajności siłowników hydraulicznych.
1 Skład i zasada działania stanowiska badawczego
Stanowisko testowe składa się z czterech części: stanowiska, układu hydraulicznego, układu elektrycznego oraz oprogramowania pomiarowo-sterującego.
1. 1 projekt konstrukcji ławki
Aby sprostać wymaganiom dużej amplitudy obciążenia i dużej zmienności długości badanego siłownika hydraulicznego, platformę testową wyposażono w dwa stanowiska badawcze o tej samej konstrukcji i różnych parametrach. Główne parametry techniczne przedstawiono w tabeli 1.
Siłownik hydrauliczny obciążający i badany siłownik hydrauliczny znajdują się na tej samej osi i są zamocowane wewnątrz zamkniętej ramy załadowczej. Jak pokazano na rysunku 2, zamknięta rama ładunkowa składa się z podpory reakcyjnej, stojaka, drążka reakcyjnego, wspornika drążka reakcyjnego i zamka. Składa się z ciasnych orzechów. Podczas próby obciążeniowej stanowiska probierczego, obciążeniowy siłownik hydrauliczny przenosi siłę na badany siłownik hydrauliczny poprzez zespół przejściówki. Zespół szyny prowadzącej przenosi boczną siłę spowodowaną błędem montażowym, a jednocześnie pełni rolę prowadzącą. Zespół przejściowy (w którym zainstalowano czujnik siły do pomiaru siły pomiędzy badanym siłownikiem hydraulicznym a załadowczym siłownikiem hydraulicznym) przesuwa się w kierunku osiowym pod naporem szyny prowadzącej do przenoszenia siły. Zamknięta rama załadowcza przekształca siłę między cylindrami hydraulicznymi na siłę wewnętrzną systemu. Siłowniki hydrauliczne o różnych długościach można testować, regulując długość elementu przejściowego; cylindry hydrauliczne różnych typów interfejsów można podłączyć poprzez zmianę oprzyrządowania badanego elementu.
1. 2 układ hydrauliczny
Układ hydrauliczny składa się głównie z zaworów nabojowych o dużej średnicy, elektrohydraulicznych zaworów kierunkowych i zaworów proporcjonalnych. Dzięki precyzyjnej regulacji działania zaworu proporcjonalnego przepływ i ciśnienie na stanowisku do testowania siłowników hydraulicznych można łatwo i dokładnie kontrolować w celu testowania różnych typów siłowników hydraulicznych. Schemat hydrauliczny pokazano na rysunku 3.
Siłownik hydrauliczny obciążający i badany siłownik hydrauliczny znajdują się na tej samej osi i są zamocowane wewnątrz zamkniętej ramy załadowczej. Jak pokazano na rysunku 2, zamknięta rama ładunkowa składa się z podpory reakcyjnej, stojaka, drążka reakcyjnego, wspornika drążka reakcyjnego i zamka. Składa się z ciasnych orzechów. Podczas próby obciążeniowej stanowiska probierczego, obciążeniowy siłownik hydrauliczny przenosi siłę na badany siłownik hydrauliczny poprzez zespół przejściówki. Zespół szyny prowadzącej przenosi boczną siłę spowodowaną błędem montażowym, a jednocześnie pełni rolę prowadzącą. Zespół przejściowy (w którym zainstalowano czujnik siły do pomiaru siły pomiędzy badanym siłownikiem hydraulicznym a załadowczym siłownikiem hydraulicznym) przesuwa się w kierunku osiowym pod naporem szyny prowadzącej do przenoszenia siły. Zamknięta rama załadowcza przekształca siłę między cylindrami hydraulicznymi na siłę wewnętrzną systemu. Siłowniki hydrauliczne o różnych długościach można testować, regulując długość elementu przejściowego; cylindry hydrauliczne różnych typów interfejsów można podłączyć poprzez zmianę oprzyrządowania badanego elementu.
1. 2 układ hydrauliczny
Układ hydrauliczny składa się głównie z zaworów nabojowych o dużej średnicy, elektrohydraulicznych zaworów kierunkowych i zaworów proporcjonalnych. Dzięki precyzyjnej regulacji działania zaworu proporcjonalnego przepływ i ciśnienie na stanowisku do testowania siłowników hydraulicznych można łatwo i dokładnie kontrolować w celu testowania różnych typów siłowników hydraulicznych. Schemat hydrauliczny pokazano na rysunku 3.
Ciśnienie i przepływ do badanego cylindra reguluje się za pomocą proporcjonalnego zaworu przepływu i proporcjonalnego zaworu nadmiarowego, a wysuwanie i chowanie badanego cylindra sterowane jest elektrohydraulicznym rozdzielaczem. Cylinder ładujący jest ładowany przez obwód mostkowy i proporcjonalny zawór nadmiarowy naboju. Badany cylinder i cylinder ładujący są połączone wózkiem przesuwnym, a na wózku zainstalowany jest czujnik siły, który mierzy siłę między dwoma cylindrami podczas badania.
W celu dokładnego pomiaru minimalnego ciśnienia startowego badanego cylindra celowo dodaje się obejście do badanego obwodu cylindra. W stanie małego przepływu ciśnienie testowe jest kontrolowane przez dokładniejszy proporcjonalny zawór nadmiarowy i czujnik ciśnienia, aby osiągnąć cel dokładnego pomiaru. Ponadto stanowisko testowe dodaje obwód testowy ultrawysokiego ciśnienia do testu ciśnieniowego, który może wytrzymać ciśnienie 55 MPa. Stanowisko testowe wyposażone jest w urządzenie do odzyskiwania wycieków oleju. Wyciek oleju powstały podczas testu i demontażu siłownika hydraulicznego jest zbierany przez miskę olejową. Odzyskany olej jest przesyłany z powrotem do zbiornika oleju źródła hydraulicznego przez zespół silnika pompy zębatej i filtr. Nie tylko zmniejsza straty oleju hydraulicznego, ale także zapobiega zanieczyszczaniu środowiska testowego przez olej.
1. 3 układ elektryczny;
Układ elektryczny stanowiska do testowania siłowników hydraulicznych obejmuje głównie komputer do zarządzania zadaniami, komputer pomiarowo-sterujący, skrzynkę kondycjonowania sygnału i część zasilacza UPS.
Komputer zarządzający zadaniami przesyła instrukcje wejściowe i parametry operatora do komputera pomiarowego i sterującego; Część pomiarowo-kontrolna kontroluje ruch testowanego cylindra i ładowanie cylindra ładującego zgodnie z instrukcjami wejściowymi i parametrami, zbiera sygnały wejściowe z czujników i wysyła je do komputera zarządzającego zadaniami w celu wyświetlenia i wyjściowego raportu z testu. Skrzynka kondycjonowania sygnału Cyfrowa skrzynia kondycjonowania sygnału i analogowa skrzynia kondycjonowania sygnału służą do dostosowania sygnału każdego czujnika do standardowego sygnału i wprowadzenia go do komputera pomiarowo-sterującego oraz dostosowania wyjścia komputera pomiarowego i sterującego na sygnał które mogą być odbierane przez elektrohydrauliczny zawór proporcjonalny i elektromagnetyczny zawór zwrotny; UPS Część zasilająca odpowiada za zasilanie komputera zarządzającego zadaniami, komputera pomiarowo-sterującego oraz skrzynki kondycjonującej sygnał.
System pomiaru i sterowania cylindra hydraulicznego oraz komputer centralnej sterowni wykorzystują komunikację Ethernet, a komputer centralnej sterowni może zdalnie monitorować i sterować systemem sterowania stanowiskiem testowym.
System pomiaru i sterowania cylindra hydraulicznego oraz sterownik PLC źródła oleju wykorzystują komunikację RS485 do zbierania sygnałów wyjściowych PLC w celu zrozumienia działania i stanu źródła oleju, a źródło oleju można zdalnie uruchamiać, ładować i zatrzymywać.
1. 4 oprogramowanie pomiarowe i sterujące control
Oprogramowanie do pomiarów i sterowania jest napisane przez oprogramowanie LabVIEW. Dzięki różnym kontrolkom dostępnym w oprogramowaniu LabVIEW, oprogramowanie sterujące jest napisane zgodnie z procesem testowym i wymaganiami akwizycji danych na stanowisku testowym siłownika hydraulicznego.
Interfejs oprogramowania systemu testowania siłowników hydraulicznych
Interfejs oprogramowania składa się głównie z kilku części: monitorowanie stanu stanowiska testowego, informacje o testowanym cylindrze, wyświetlanie danych testowych w czasie rzeczywistym, sterowanie ręczne, wyświetlanie krzywych i pasek zakładek elementów automatycznego sterowania. Oprogramowanie może realizować dwa tryby sterowania: test ręczny i test automatyczny projektu. Mierniki danych w interfejsie symulują i wyświetlają aktualne dane testowe oraz stan układu hydraulicznego. Rejestrowanie w czasie rzeczywistym istotnych danych w procesie testowym poprzez rejestrację danych i wspomaga automatyczne generowanie raportów z testów.
2 Analiza i optymalizacja projektu konstrukcji platformy
Zamknięta rama ładunkowa jest kluczowym elementem maszyny wytrzymałościowej, która składa się z drążka reakcyjnego, nakrętki kontrującej, podpory reakcyjnej i stołu. Siłownik hydrauliczny jest zamocowany między drążkiem reakcyjnym a stołem. Podczas próby obciążenia zamknięta rama obciążająca przekształca siłę między cylindrami hydraulicznymi na siłę wewnętrzną układu, a ogólna skoordynowana deformacja sprawia, że stanowisko testowe ma niskie wymagania dotyczące wytrzymałości fundamentu laboratoryjnego. Aby zapewnić wystarczającą wytrzymałość i sztywność systemu, przeprowadzana jest analiza elementów skończonych i zoptymalizowany projekt. Wyniki analizy elementów skończonych przedstawiono na rys. 5-7. Maksymalne naprężenie wynosi 67 MPa, maksymalne odkształcenie w kierunku Y wynosi 1,15 mm, a maksymalne odkształcenie w kierunku Z wynosi 0,05 mm.
3 Cechy stanowiska probierczego
(1) Stanowisko testowe ma dużą zdolność adaptacji. Nośność jest duża, a długość badanego elementu można dostosować do szerokiego zakresu. Zmieniając interfejs połączenia różnych kształtów, stanowisko testowe może dostosować się do testowanego elementu o różnych kształtach połączeń.
(2) Ma unikalną sztywną zamkniętą ramę, która może przekształcić siłę między cylindrami hydraulicznymi na siłę wewnętrzną systemu, co zmniejsza siłę między stanowiskiem badawczym a fundamentem i ma niskie wymagania dotyczące wytrzymałości laboratorium Fundacja.
(3) Zawór nabojowy i zawór elektrohydrauliczny są używane jako główne elementy systemu, które mogą przeprowadzać duże testy przepływu.
(4) Proporcjonalny zawór ciśnieniowy służy do sterowania ciśnieniem testowym, a proporcjonalny zawór przepływu i czujnik ciśnienia służą do sterowania przepływem z boku bez oddzielnego źródła oleju.
(5) W przypadku obwodu ultrawysokiego ciśnienia próbę ciśnieniową cylindra hydraulicznego z dwiema wnękami można wykonać w jednej instalacji.
(6) Jest wyposażony w urządzenie do odzyskiwania nieszczelnego oleju, które może odzyskać olej hydrauliczny, który wyciekł podczas demontażu i montażu badanego cylindra, a po przefiltrowaniu zawrócić go do zbiornika źródła hydraulicznego.
(7) Szafa pomiarowo-sterownicza przyjmuje modularyzację i jest podzielona na 4 moduły: komputer zarządzania zadaniami, komputer pomiarowo-sterujący, skrzynka kondycjonowania sygnału i zasilacz UPS.
(8) Interfejs oprogramowania jest intuicyjny i łatwy w obsłudze, a przełączanie ręczne i automatyczne jest wygodne. Oprogramowanie ma rozbudowane funkcje, które mogą realizować różne zadania, takie jak zbieranie i przetwarzanie danych, eliminując potrzebę zbierania i przetwarzania danych przez eksperymentatorów oraz poprawiając wydajność i dokładność. Oprogramowanie jest zapisywalne, a funkcje testowe można dodawać zgodnie z rzeczywistymi potrzebami testowymi. Raport z testu może zostać wygenerowany automatycznie.
4. Wniosek
Opracowane stanowisko do testowania wydajności siłowników hydraulicznych może testować siłowniki hydrauliczne zgodnie z GB / T1562-2005 i może testować większość siłowników hydraulicznych (maksymalna moc 2800 kN, maksymalny skok 6000 mm) stosowanych w maszynach budowlanych z różnymi narzędziami. Pomyślny rozwój stanowiska do testowania wydajności siłowników hydraulicznych ma trzy konsekwencje:
(1) Jeśli chodzi o opracowywanie nowych produktów i podstawowe badania cylindrów hydraulicznych, testy mogą zweryfikować, czy parametry techniczne cylindrów hydraulicznych spełniają oczekiwane cele projektowe. Poprzez analizę danych testowych i krzywych można ocenić, czy struktura cylindra hydraulicznego jest rozsądna, a użyty materiał jest najlepszy, aby rozwiązać problemy cylindra hydraulicznego w projektowaniu, przetwarzaniu i materiałach; pomóc przeanalizować optymalny zakres roboczy siłownika hydraulicznego w celu ułatwienia Określ rozsądne warunki pracy siłownika hydraulicznego i przedłużyć żywotność siłownika hydraulicznego.
(2) Kiedy firmy produkcyjne przeprowadzają kontrolę jakości partii produktów, zweryfikują stabilność jakości i niezawodność produktów poprzez regularne i losowe testy próbkowania, wyeliminują potencjalne problemy, zapewnią jakość produktu i zwiększą zaufanie użytkowników do produktów, co pomoże rozwijać się i stabilnie
Solidny rynek.
(3) Rozwiąż problem różnic w wydajności i jakości produktu między producentami i użytkownikami siłowników hydraulicznych.