通用型测试液压系统部件性能装置的改良

周建华

(舟山中远海运重工有限公司，浙江 舟山 316022)

目前，在传动装置稳态性能方面的测试中，有非功率回收试验系统和功率回收试验系统2种。非功率回收试验系统一般适用于要时常改变试验项目以及试验条件的场合，它可以方便适时地调整装置的机械载荷、液压机械进出口压力以及转速等常规试验参数；但存在着在某些方面资源浪费比较严重的现象。功率回收试验系统有高效节能和发热量少等优点，尤其对于大功率和长时间运转机械的寿命试验，其优越性能则更加突出；但在一些常规试验参数中，某些改变受到系统结构的限制，只能用来测试个别部件[1-3]。

1 设计要求分析

针对传统液压系统部件性能测试装置存在的问题，查阅资料[4-6]并参考其他系统部件性能测试装置，设计出了通用型液压系统部件性能测试装置，具体设计要求为：①操作简单，使用方便；②测量精确，实用性强；③经济性良好，且安全性能高。

2 设计方案

通用型液压系统部件性能测试装置结构示意图如图1所示。

图1 通用型液压系统部件性能测试装置结构示意图

在图1中，变频电机通电之后开始正常运作，带动机体的双向变量液压泵转动，首先通过滤油器对系统进行循环清洗，然后打开旁通阀，关闭滤油器；接下来双向变量液压泵通过滤油器和球阀，从油箱中吸油，经出油口排出的液压油具有一定流量和压力，由换向节流阀流经液压部件,其中通过安全阀进行调压以便适应液压部件的工作条件。之后通过流量计和压力计分别测量其流量和压力，根据流量和压力的需要，在回路当中通过安全阀和电磁溢流阀对流量和压力进行调节。在此体系中，电磁溢流阀起着一定的稳定压力的作用，保持液压系统整个体系的压力恒定，而多余的油液则经过系统循环溢流回油箱。由于油液的温度不仅对油液的黏度以及密度影响很大，而且对机体使用寿命也有非常大的影响，因此在系统中必须通过加热器和冷却器，使油液的温度保持恒定。当系统出现异常，机体油液温度较高时，冷却器开始动作，使油液温度降低。而当机体中油液温度较低时，加热器开始运作，使油液温度升高。

在系统中，比例溢流阀控制着整个体系的压力，比例溢流阀的运作原理是通过调整弹簧力的大小进而改变溢流压力的大小。比例电磁铁作用在弹簧上的力，也可以按照一定比例加以调整，所以，当体系输入的信号发生变化，比例溢流阀的输出压力会相应变化。在这种情况下，便可以调整比例电磁铁来输入不同的电流，使体系获取不同的压力值，来满足不同体系所需要的压力。根据最后体系得到的数据和曲线，判断其液压系统部件性能的好坏,液压系统部件压力随时间变化的曲线如图2所示。由图2知，液压系统部件的工作压力均处于额定压力范围内，且均小于最高压力，液压部件的各项指标性能良好。

图2 液压系统部件压力随时间变化的曲线

图3为比例溢流阀结构示意图。在图3中，当输入一个电信号时，比例电磁铁便产生一个电磁力，它通过推杆的作用，推动先导阀。油液通过调节阀压缩弹簧，进而推动主阀，通过调节阀进入阻尼孔，二者形成的推力，平衡时即可稳定。

图3 比例溢流阀结构示意图

液压系统部件液压油流量随时间变化的曲线见图4，由图4知，系统液压部件液压油的实际流量在理论流量范围内波动，表明机体液压部件的各项指标性能良好。

图4 液压系统部件液压油流量随时间变化的曲线

图5为液压系统部件转子转速随时间变化曲线，每隔30 min随机选取10个时间点进行测量。由图5知，液压系统部件转子转速在正常转速的范围内波动，表明机体液压部件的各项指标性能良好。由于液压部件中安装有冷却器和加热器来保持液压系统部件内部液压油温度的恒定，当转速高于正常水平时，温度升高，冷凝器开始作用，降低温度，使液压系统部件回归正常。当转速低于正常水平时，加热器开始作用，加热液压油，增加润滑效果，使液压系统部件转速回归正常。

图5 液压系统部件转子转速随时间变化曲线

3 通用型测试液压系统创新性分析

1)抽象现象具体化，通过理论将液压部件正常运行的压力、流量、转速等动态性能参数整理备案，根据理论数据作图，然后与液压部件在实际运作过程中所得的各种参数/图像做对比，直观地得出系统液压部件的工作压力是否处于额定压力范围内，以及系统液压部件的各项指标性能是否良好。

2)智能化操作，根据液压部件正常工作的需求，对系统液压部件的油液流量、系统压力、油液温度进行自动调节，使油液流量、压力维持动态稳定，使油液温度维持恒定。

4 结束语

本液压系统部件性能测试装置在传统仪器的基础之上加以改良。首先，在实际作业过程中，采用安全阀和电磁溢流阀对系统液压部件的流量和压力进行调节，根据液压部件的实际需求，设置缩放流量或者增减压力，来维持液压系统的正常运转，使液压部件正常稳定的运作。其次，采用冷却器和加热器来保持液压系统部件内部液压油温度的恒定，若液压部件机体的油液温度发生变化，液压油液温度升高时，可以通过冷却器调节恢复正常；液压油液温度降低时，可以通过加热器调节恢复正常。整个过程操作简单，实用性强，且安全性能高。