蓄能器充气检测综合系统设计_黄世朋.pdf

o，（）：，o oo o oo ，（）：赵升吨，张宗元，徐凡，等 电磁直驱式液压泵及其发展趋势 液压与气动，（）：，o，o o oo ，（）：韩京清 自抗扰控制技术：估计补偿不确定因素的控制技术 北京：国防工业出版社，引用本文：沈伟，崔霞 变转速泵控马达自抗扰控制 液压气动与密封，（）：，oo o oo oo ，（）：蓄能器充气检测综合系统设计黄世朋，李 浩，鲁小强，赵 鹏，王光斌，韩树亮 o o o o o o g，g，g，g，g（河南航天工业总公司，河南 郑州）摘 要：详细介绍了一种对蓄能器充气和对蓄能器内部进行压力检测的综合测试系统，重点介绍了系统原理、功能、使用范围等。关键词：蓄能器；充气检测；系统中图分类号：文献标志码：文章编号：（）引言蓄能器充气检测综合系统可以分为配气系统、液压试验系统和测控系统 个分系统。配气系统的气路介质为氮气，主要用于给蓄能器充气；液路试验系统介质为 号航空液压油，主要对蓄能器进行静态试验、疲劳性能试验和检测蓄能器充气压力等；测控部分主要用于监控配气系统，控制液压试验系统试验过程并对数据进行显示、打印等功能。技术要求1.1 配气系统参数工作介质：氮气；进口压力：；出口压力：（连续可调）。收稿日期：作者简介：黄世朋（），男，河南封丘人，工程师，学士，主要从事液压气动系统及元件的设计研究工作。1.2 液压试验系统参数工作介质：航空液压油；输出压力：连续可调，最大 ；油箱容积：；疲劳试验频率：；油液工作温度：；油液污染度：符合 或以上；疲劳试验频率：；疲劳检测符合标准 。1.3 测控系统可检测、显示、记录系统各部位压力，并可以自动完成对蓄能器进行疲劳性能试验时间与压力，试验数据可以查询、统计和打印。系统设计2.1 配气系统原理设计根据蓄能器充气检测综合系统参数和使用要求设计配气系统原理图见图。工作原理：充气前将三通球阀、液压气动与密封年第期旋至“真空”位置抽净相应充气管路内的气体。图 配气系统原理图初始气源由氮气瓶提供，气瓶数量可以使用一个，也可以使用多个；根据气瓶数量和使用要求打开相应阀门气瓶阀 后，气体经过过滤器 对气体进行过滤，然后打开截止阀 即可对气泵电机组进行供气，压力表 显示气瓶内的压力；气体经气泵电机组增压后将压力升压至 ，气泵出口设置单向阀和缓冲罐以稳定气泵出口气体压力，经气泵增压后的气体然后经过减压器 减压后将压力降压至 （压力表 显示），然后打开节流阀 即可给相对应接口的蓄能器充气，充气完成后关闭节流阀 ，将三通球阀、旋至“排空”位置排空管路内的气体，然后即可拆除被试件。截止阀、用于试验完成后排空管路内的气体，防止管路内高压气体对人员和设备造成伤害，两个接口还可以用于气体品质（露点、洁净度）检测及压力表校验等；单向阀后设置有安全阀，防止缓冲罐内压力超压发生危险，也有效的防止人员误操作可能造成的人员和设备伤害。充气前需将被试件编号输入计算机，计算机会记录该被试件的充气压力，充气后将被试件气路部分进行封堵。2.2 液压试验系统原理设计根据蓄能器充气检测综合系统参数和使用要求，设计液压试验系统原理图见图。图 液压试验系统原理图工作原理：液压油经吸油滤粗滤后进入球阀，安装球阀的目的是便于在以后维修、维护各个零部件前及时关闭球阀，防止液压油泄漏，液压油然后进入油泵，经油泵增压后通过单向阀、高压精滤过滤器，然后液压油通过电液伺服换向阀的换向来实现交替给被试件充油、放油的目的。比例溢流阀用于调节单向阀后的压力以保证给被试件充压的稳定，溢流阀采用比例溢流阀，可以采用电控随时调节溢流阀的压力。手动溢流阀（背压阀）是为了防止被试件泄压时压差过大造成冲击而设置的，设置压力为 。电液伺服换向阀后安装有压力传感器，实时测量介质的压力。被试件处气体排出：试验前，在连接好被试件后，启动其它相应零部件开始给蓄能器进行充油，为了保证最大限度的排空系统内的气体，在被试件前的系统高 o处设置小节流阀，在试验开始阶段可以轻微打开节流阀，以便于系统内带有空气的介质排出管路系统。本系统配备有计算机控制和显示系统，被试件充油次数可以采用计算机任意设定，并可提供充油次数完成后自动报警功能；同时该系统设置有压力、温度检测、处理和控制装置，当压力、温度偏离预设定值时系统即自动报警或自动开停机，同时当温度偏离设定值时还可以自动启动油液冷却控制装置对液压油进行加热或冷却处理。在试验过程中或试验后可对充油压力、充油温度、充油次数进行查阅并可绘制曲线，并可根据顾客要求提供数据打印功能。蓄能器疲劳试验：蓄能器充气部位充入适当压力后，将蓄能器液压接口接入图 中所示“被试件”位置，然后打开计算机控制软件，在控制软件内设置疲劳试验的试验次数、试验压力、试验温度、试验频率等参数后，打开球阀、，启动油泵电机组，直接点击“开始”按钮，液压试验系统即可按照所设置的次数、压力、温度、频率等参数自动进行疲劳寿命试验，在试验过程中如发现压力、温度等出现异常情况时系统会自动停止试验，试验人员也可以根据试验情况选择终止试验。疲劳试验完成后系统会自动停止，并会自动保存试验数据，并可以在以后随时查询。试验数据可生成时间与压力、压力与应力曲线并可以查询、统计和打印。蓄能器内充气压力也可以连接到液压系统被试件处，根据压力曲线的拐点测试被试件气压部分的压力，通过计算机采集出液体压力随时间变化的曲线，获得蓄能器内部压力，曲线见图，图中压力 为蓄能器内部压力，点为蓄能器内部活塞启动点，点为蓄能器内部活塞机械限位点。图 蓄能器充气压力测试曲线2.3 测控系统设计）测控系统实现功能测控系统主要实现以下功能：（）可根据试验要求自动控制各执行机构的动作，如开启或关断电磁阀，启动或停止泵站电机、真空泵等。（）可检测蓄能器充气压力及充气过程中的压力变化曲线。（）系统可根据工作流程的要求设置试验参数，自动完成蓄能器疲劳性能试验，包括静态压力试验和循环压力试验。（）可对设备工作过程中系统各部位压力、温度等参数进行采集检测、显示，并可形成压力时间变化曲线，并对这些实验数据进行记录存储、输出打印等功能。（）系统具备各种故障检测及报警功能，同时具备短路、断路保护功能。）测控系统组成及电气原理介绍测控系统电气组成原理示意图如图 所示。测控系统采用交流 供电，配电箱中有各种电路安全保护和电机控制装置，包括空气开关、熔断器、交流接触器等器件。设备中的各传感器，电磁阀，图 测控系统电气组成原理示意图液压气动与密封年第期指示灯等需直流电源供电的器件，均由直流稳压电源模块供电。系统中的气泵电机、泵站电机、电冷却器、真空泵均采用按钮开关控制交流接触器方式控制启停。配电箱配有急停开关、电压表等装置。系统操作软件可根据试验要求任意编辑波形信号，设置波形的幅度、频率和次数，编辑后的脉冲电信号通过电液伺服阀的放大控制器控制电液伺服阀的动作，实现对蓄能器充液升压和放液降压的疲劳试验过程。放大控制器自带 控制模块，蓄能器油液入口的压力传感器把电液伺服阀出口压力信号实时反馈到放大控制器，从而不断闭环调节电液伺服阀的动作，从而完成整个试验过程。如图 所示。图 循环压力脉冲波形原理图）试验控制软件（）开发软件介绍。试验控制软件选用 作为编写语言。编程人员可通过 自由定制报表与报告的样式，且可将报表、报告生成、等多种格式进行保存，以方便后续调用。（）控制软件功能。控制软件主要实现以下功能：对设备工作过程中采集的各传感器数据进行处理，显示，监控整个试验过程，形成压力、温度随时间的变化曲线；根据试验要求，设置参数，完成蓄能器进行疲劳试验过程；能对试验数据进行记录，存储，查询，打印输出等；对工作过程进行监控，提供异常状态报警功能，并有一定的故障处理功能，例如系统压力超过规定值时自动停止电机等。结论本系统现已投入使用。通过在实际工况下的试验证明，本系统性能良好，能够满足常规蓄能器的充气、检测等试验需求。参考文献 王吉 可靠性综合试验系统设计 液压气动与密封，（）：杨凯 液压导管脉冲试验系统设计 液压气动与密封，（）：王姗姗 一种可远程控制的自动微压调节系统 液压气动与密封，（）：罗京 液压导管爆破冲击试验系统设计 液压气动与密封，（）：郭杰 发动机高空试验气体流量测量与修正方法研究 成都：电子科技大学，成大先 机械设计手册 北京：化学工业出版社，路甬祥 液压气动技术手册 北京：机械工业出版社，章宏甲 液压与气压传动 北京：机械工业出版社，引用本文：黄世朋，李浩，鲁小强，等 蓄能器充气检测综合系统设计 液压气动与密封，（）：，o，o，o o o o o o ，（）：液压气动与密封杂志 年征订启事液压气动与密封杂志是中国液压气动密封件工业协会的会刊，致力于服务液压、液力、气动与密封行业及其相关主机行业读者，坚持面向行业、面向生产、面向应用、理论与实践相结合的方针，及时报道国内外最新的液压、液力、气动、密封行业新产品、新技术、新材料、新工艺和经营新理念、管理新经验、发展新趋势，为推动我国装备制造业的发展做出贡献。欢迎您订阅液压气动与密封杂志，我刊为月刊，每期定价 元，全年定价为 元，请直接到您当地邮局柜台办理订阅，可方便准确获取杂志，我刊邮发代号：，邮局咨询电话：。联系人：李绍云联系电话：，：o