礦用液壓泵傳達(dá)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的研制

礦用液壓泵傳達(dá)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的研制

1被試件與試驗(yàn)方法原油設(shè)備中的重型設(shè)備。為保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,我們應(yīng)用電液比例、交流變頻調(diào)速、功率回收、二通插裝閥、PLC、虛擬儀器等技術(shù)研制了新型礦用液壓泵/馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái),被試元件可涵蓋目前我國(guó)煤礦設(shè)備使用的主要液壓泵和液壓馬達(dá),完成出廠試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)及部分型式試驗(yàn)。試驗(yàn)方法可分為三大類:(1)液壓泵采用閉式試驗(yàn)回路。被試件與油箱的距離不受限制,自吸壓力調(diào)節(jié)便捷。(2)高速液壓馬達(dá)采用功率回收加載方式。兩個(gè)被試件呈一組,分別擔(dān)任驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及加載泵,節(jié)能效果好、試驗(yàn)效率高。(3)低速大扭矩液壓馬達(dá)二位三通。采用背壓加載方式試驗(yàn)。從成本考慮,試驗(yàn)臺(tái)只采用一臺(tái)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器。系統(tǒng)主要參數(shù)如下:額定流量/L·min-1300額定壓力/MPa31.5額定轉(zhuǎn)速/r·min-13000額定轉(zhuǎn)矩/N·m15002系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)原油長(zhǎng)距離系統(tǒng)圖1、圖2、圖3分別為液壓泵、高速液壓馬達(dá)及低速大扭矩液壓馬達(dá)的試驗(yàn)回路示意圖。液壓系統(tǒng)將三者有機(jī)地整合在一起,并配備輔助設(shè)施。1交流交流交流交流交流方式的選擇采用交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)被試泵。與其他驅(qū)動(dòng)方式相比,交流變頻調(diào)速范圍大、調(diào)節(jié)方便、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、節(jié)能效果好、性價(jià)比高。但需避免變頻系統(tǒng)對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的干擾。2壓力和壓力溢流閥通過(guò)電磁換向閥切換,背壓閥設(shè)定卸荷、低壓、高壓三檔工況。卸荷工況用于空載試驗(yàn)。低壓溢流閥用于設(shè)定沖擊試驗(yàn)的低壓。比例溢流閥取代常規(guī)先導(dǎo)閥實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控調(diào)壓,避免了先導(dǎo)油路的壓力損失,且易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。比例溢流閥選用BOSCH產(chǎn)品,壓力穩(wěn)定。3補(bǔ)償流量損失功率回收技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能;容補(bǔ)泵補(bǔ)償流量損失;馬達(dá)高速時(shí)采用變頻電機(jī)補(bǔ)償機(jī)械損失及調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速較低時(shí)采用機(jī)補(bǔ)泵補(bǔ)償機(jī)械損失及調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。4總控制泵系統(tǒng)a.機(jī)補(bǔ)泵:液壓泵試驗(yàn)時(shí)低壓補(bǔ)油、馬達(dá)功率回收試驗(yàn)時(shí)高壓補(bǔ)油、低速馬達(dá)背壓加載試驗(yàn)驅(qū)動(dòng)被試馬達(dá)。采用比例變量泵,便于功率回收工況調(diào)節(jié)被試件轉(zhuǎn)速;b.容補(bǔ)泵:為功率補(bǔ)償工況提供容補(bǔ)流量;c.控制泵:為試驗(yàn)系統(tǒng)及被試件提供外控油;d.輔泵:選用自吸能力強(qiáng)的齒輪泵,為動(dòng)力系統(tǒng)的柱塞泵供油,確保其吸油順暢。52.3千鳥油試驗(yàn)跑道試驗(yàn)油路如圖4所示。P油路通往加載油路,T油路通往油箱。各泵逐一加載,三通球閥選擇各泵出油的流向。單向閥用于保護(hù)三通球閥。6壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制閥組包括換向、整流、調(diào)壓、自吸壓力調(diào)節(jié)等。全部采用二通插裝閥組件,具有壓力損失小、泄漏小、抗污染能力強(qiáng)、組合靈活、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。7濾油器及油液循環(huán)油路試驗(yàn)臺(tái)屬開(kāi)放式系統(tǒng),元件跑合初期會(huì)產(chǎn)生較多的固體顆粒磨損物,因此試驗(yàn)臺(tái)采取了下列措施:a.系統(tǒng)油泵進(jìn)/出口、被試件出口、油箱回油口均設(shè)置過(guò)濾器,對(duì)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)都進(jìn)行保護(hù);b.主油箱設(shè)置油液循環(huán)油路,配備循環(huán)泵、濾油器、節(jié)流加熱閥及電加熱器,兼顧過(guò)濾、加熱功能;c.增大濾油器規(guī)格,可提高過(guò)濾能力,又可減小油路壓力損失;d.使用濾油車將散落在臺(tái)架上的殘油收集回油箱;e.濾油器均配備堵塞報(bào)警裝置,便于及時(shí)更換濾芯。(2)本工況關(guān)閉或關(guān)閉采用PLC技術(shù),系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有下列特點(diǎn):1)設(shè)置工況選擇旋鈕。試驗(yàn)油路球閥均配備限位開(kāi)關(guān)。選定某一工況后,系統(tǒng)將關(guān)閉與本工況無(wú)關(guān)的操作并檢測(cè)各元件狀態(tài)。若相關(guān)元件沒(méi)有處于本工況要求狀態(tài),則試驗(yàn)不能起動(dòng),避免了誤操作。2)動(dòng)作指令聯(lián)動(dòng)。例如,按鈕“機(jī)補(bǔ)泵啟動(dòng)”,包括了輔泵電機(jī)啟動(dòng)、延時(shí)、機(jī)補(bǔ)泵電機(jī)啟動(dòng)等多個(gè)動(dòng)作,電氣按鈕數(shù)量少、操作簡(jiǎn)便。3)配備聲光報(bào)警系統(tǒng),監(jiān)控濾油器堵塞、油箱液位、油溫,指示燈提示報(bào)警位置,保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。(3)試驗(yàn)報(bào)告編制基于虛擬儀器技術(shù)的測(cè)控系統(tǒng),以計(jì)算機(jī)作為測(cè)試儀器統(tǒng)一硬件平臺(tái),充分利用計(jì)算機(jī)的智能化功能,高精度、高效率的完成試驗(yàn)過(guò)程監(jiān)控、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、處理、保存并生成試驗(yàn)報(bào)告。圖5為測(cè)控系統(tǒng)示意圖。1)由于沒(méi)有動(dòng)態(tài)試驗(yàn)項(xiàng)目,因此采用串行通訊技術(shù),壓力、流量、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、溫度傳感器信號(hào)經(jīng)二次儀表后進(jìn)入計(jì)算機(jī),二次儀表設(shè)置在電氣操作臺(tái)。2)PLC與計(jì)算機(jī)之間使用自由口通訊。耐久、沖擊等試驗(yàn)項(xiàng)目,在程序界面設(shè)定試驗(yàn)參數(shù),系統(tǒng)自動(dòng)完成試驗(yàn)內(nèi)容。3)采用圖形化編程語(yǔ)言LabView編制測(cè)試程序,編程周期短、修改簡(jiǎn)便。(4)油體系及試驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)硬件由五個(gè)模塊組成,每個(gè)模塊均可整體吊裝,運(yùn)輸、安裝方便。1)液壓動(dòng)力站。采用整體式結(jié)構(gòu),底部設(shè)置集油盤。油箱采用上置式。2)試驗(yàn)臺(tái)架。被試件安裝支架采用滑動(dòng)導(dǎo)軌式取代傳統(tǒng)的T型槽式,支架可在導(dǎo)軌上輕便地直線移動(dòng)。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器軸伸安裝軸承座以保護(hù)傳感器不被徑向力損壞。3)配