一种冷气液压系统综合测试台的研制

摘要：现有类似冷气系统检测设备老旧，多数为手动单一模式，操作复杂;管路部分庞大，占地面积大;装夹具及气压流量限制只能测试部分产品，不能满足新型产品的应用。本检测设备是总结使用中发现的缺陷，对系统布局、控制关系及方式全面设计，实现手动-自动可转换两种检测控制模式;对管路重新布局减少占地面积、合理设置测试工位设置使操作更方便、测试精度和效率明显进一步提高，同时满足更多产品的测试。

1.主要研究内容

检测设备的设计方案中重点考虑了以下问题：

（1）检测设备的结构设计合理规划，综合布局，在满足检测要求的前提下，尽可能缩减设备的占地面积;（2）检测工位的设置按照位置合理、便于装夹、符合操作习惯的原则布局，同时即满足当前冷气附件检测要求，又顾及产品修理扩展的需要;（3）鉴于设备对气源的特殊要求，在设计时要进行综合配套设计，将设备的经济性和实用性通盘考虑;（4）因检测时气体流量较大，控制阀门调节较频繁，尽可能采用电控方式减小操作劳动强度，提高检测效率;（5）由于部分产品的检测需要协调操作、精度较高、且含有参数计算的内容，为提高工作效率、提高测试精度，需采用自动检测技术;（6）考虑修理测试工作的实际情况，尽可能增大测试设备的可靠性和使用灵活性，因此检测设备应采用可转换的自动-手动双系统模式。

2.总体设计方案

2.1检测设备由控制台、管路系统和检测工位三大部分组成，另配设空压机泵站和辅助气罐组。

2.2检测设备采用手动-自动可转换两种检测控制模式。

（1）自动检测模式。由可编程控制器控制检测数据的处理和检测内容的转换，完成冷气附件规定的检测内容，检测结果用触摸屏显示。在自动检测模式下，PLC自动控制气路的转换;对压力、流量等物理量进行闭环调节;对压力、流量、时间、流阻和电参数进行自动采集、处理、存储;关联数据自动计算。显示屏以表格形式显示检测数据和结果。

（2）手动检测模式。在不便使用自动检测模式的情况下，可利用该模式进行检测。在该模式下，由人工控制气路的调节，利用电子仪表直接显示压力、流量、时间、流阻等参数。

两种方式相互独立，互为备份，即可满足较高精度和效率的测试，又可满足习惯性的测试需要，并能够提高修理扩展检测的灵活性。

2.3检测设备的组成分为设备管路装置部分、检测控制部分和气源泵站与气罐组三大部分。

2.4检测工位的设置。为简化管路结构、便于操作并考虑到产品的检测扩展，检测工位采取分类设置方式，也就是将测试参数基本相似的附件归统在同一工位。检测设备设高压附件和大流量附件两个检测工位。

（1）高压检测工位。用于检测气压刹车阀和气压电磁阀等需要气源压力较高、流量较小、操作动作较多的附件。（2）大流量附件检测工位。用于检测加热活门和单向活门等需要气源压力较小、流量较大的附件。

3.设备基本组成和功用

3.1设备管路装置部分。该部分是检测设备的主体，包括：系统连接管路和附件、控制阀门、各信号传感器、检测工位台和连接接口、高压气源装置。

（1）系统连接管路和附件。由气路系统连接管路、气滤、水分离器等组成，主连接管路采用不锈钢材质焊接;控制阀门采用法兰连接。在管路的支路设置气滤和水分离器。气滤和水分离器外壳均为铝合金材质;（2）控制阀门。用于控制管路的连接状态和调节系统流量。电控阀门用于检测时遥控使用;手动阀门设置在系统主回路，用于应急或特殊情况下使用;（3）各信号传感器。（4）检测工位台和连接接口。检测工位台为不锈钢台架结构，设置在便于操作的管路安装区域外侧。与被检测冷气附件连接的接口采用软式连接，易于装夹;（5）高压气源装置。由气动增压泵、储气瓶、水分离器、安全阀等组成，

3.2检测控制部分。主要由控制台、显示屏、可编程控制器和信号处理系统、控制电路、开关电源和显示仪表、计量插头、手动调节控制阀门、高压冷气附件连接接口等组成。

（1）检测设备控制台为琴台式结构，颜色为灰白色，台面敷设防磨胶板，底部安装带刹车万向角轮，并另设可调支撑脚，便于调整水平。面板材料采用不锈钢。（2）显示屏。使用15吋触摸显示屏。（3）可编程控制器和信号处理系统。包括可编程控制器（PLC），按照程控软件控制数据处理流程。（4）控制电路、开关电源和显示仪表。控制电路由各转换控制开关、调压旋钮、信号灯、继电器电路等组成，控制系统附件动作状态的转换。（5）开关电源。控制台内设置了两台开关电源，一台给控制系统供电;另一台给被检测的冷气附件供电;（6）计量插头。便于仪器仪表的定期计量，在控制机柜内设置了计量插头。检测设备的所有传感器信号均可以从该插头测出。（7）手动调节控制阀门。包括：高压气源定值器、调压阀门、输出阀门、流量调节阀等。控制台上的手动调节控制阀门用于调节高压气源的压力，并在手动状态控制气路，调整高压系统的输出压力和流量。

3.3控制面板部件功用。检测设备的控制面板检测功能分为大流量检测、高压检测和总控与显示三部分。

总控与显示部分：交流电源表、 直流电源表、空压机压力表、高压气源压力表、关和信号灯、空压机开关和信号灯、系统电源：接通该开关、手动-自动转换开关、各显示仪表下方均设置了计量插口，可在不拆卸仪表的情况下进行原位计量。

3.4空压机泵站与气罐组。

为检测设备提供穩定流量和压力合格的气源。由螺杆压缩机、储气罐、干燥器、过滤器等设备组成。

3.4.1基本工作原理

3.4.1.1自动检测模式

（1）起动空压机，输出设定压力;（2）装夹需要检测的冷气附件到规定位置;（3）接通检测设备电源，设备进入加电状态，各仪表燃亮。将手动-自动转换开关放到“自动位置”，系统关闭手动控制管路，显示屏和可编程控制器系统通电，显示屏显示初始界面，点击“进入”按钮，进入检测选择界面;（4）点击表格中需要检测的冷气附件名称，进入检测界面，同时系统自动起动。首先对管路位置进行转换确认，同时对流量阀和压力阀进行预调，最后打开总阀门，压缩空气进入被检测附件，开始按照程序设定的步骤进行检测。检测中系统对压力和流量自动调节到需要的参数;（5）检测数据实时在仪表和显示屏同时显示，按照设定程序，显示屏同时记录下检测结果;（6）检测完成后，系统自动关闭总阀门，所有调节阀返回初始状态。

3.4.1.2手动工作模式

（1）接通检测设备电源，设备进入加电状态，各仪表燃亮。将手动-自动转换开关放到“手动位置”，系统关闭自动控制管路;（2）接通总阀门开关，逐渐打开阀门，同时调整压力和流量调整手柄到规定值，记录仪表显示数据;（3）检测完成后，关闭各开关，所有阀门返回初始状态。

3.4.1.3扩展工作状态

为便于扩展使用自动检测状态，在显示屏检测选择界面中设置了检测扩展一栏，点击进入后，可对需要检测的参数进行临时设置，设置完成后即可使用自动状态检测。

4.研究方法的先进性和主要创新点

4.1采用手动-自动双模式检测，提高了检测精度和测试效率，提高了设备使用的灵活性，提高了系统的可靠性;

4.2采用气动增压泵增压方式对基础气源增压，减小了设备体积，便于调整检测设备需要的高压;

4.3采用按照工位划分设备检测的区域功能，减少了转换动作，便于人员操作;同时有利于将来冷气附件的测试扩展，在不对冷气测试设备进行较大改动的情况下能够扩展测试附件的种类。

作者简介：朱伟英（1983）女，河北石家庄人，本科，工程师，研究方向：液压系统设计.