低成本液壓維修試驗(yàn)臺(tái)研制

陳大翠(四川川交路橋有限責(zé)任公司 618300)

低成本液壓維修試驗(yàn)臺(tái)研制

陳大翠
(四川川交路橋有限責(zé)任公司 618300)

本文在多年對(duì)工程機(jī)械液壓泵和液壓馬達(dá)維修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了影響液壓泵和液壓馬達(dá)性能的主要因素，針對(duì)其主要因素，研制出一種實(shí)驗(yàn)臺(tái)，詳細(xì)介紹了其工作原理，測(cè)試方法，及其擴(kuò)展。

低成本；試驗(yàn)臺(tái)；研制

由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日新月異，我國(guó)工程機(jī)械種類的繁多，而工作方式又非常特殊，絕大部分工程機(jī)械有液壓系統(tǒng)。但我國(guó)液壓技術(shù)的發(fā)展滯后，大部分上檔次的工程機(jī)械均配備進(jìn)口液壓件總成，甚至有的將其整個(gè)液壓系統(tǒng)照搬過(guò)來(lái)。在使用中，不管是正常磨耗，或是不正常損壞，對(duì)工程機(jī)械液壓部分的維修比例越來(lái)越大。但我國(guó)的維修行業(yè)，較深入掌握液壓知識(shí)，并對(duì)液壓系統(tǒng)的使用維修具有豐富經(jīng)驗(yàn)的人才不多，特別是進(jìn)口液壓系統(tǒng)，又缺少必要的校驗(yàn)、檢測(cè)設(shè)備，加之進(jìn)口液壓件在我國(guó)的售價(jià)居高不下，并且液壓元件的配合精度較高，故很多維修人員維修液壓設(shè)備后，沒(méi)有辦法確定其修理的完好程度；目前我國(guó)有部分國(guó)產(chǎn)液壓檢測(cè)設(shè)備，成本仍需幾十萬(wàn)元，進(jìn)口的檢測(cè)設(shè)備上百萬(wàn)元，給液壓設(shè)備的維修帶來(lái)一定的阻力。據(jù)此，研制一種低成本而又能完成液壓設(shè)備主要性能檢測(cè)的液壓檢測(cè)設(shè)備是非常適用的。該設(shè)備成本在十萬(wàn)元以內(nèi)，用國(guó)內(nèi)液壓元件便可達(dá)到要求。主要測(cè)試進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)液壓泵及液壓馬達(dá)的主要性能，配備部分附加裝置，便可檢測(cè)組合閥的性能，還可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控。

一、試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)要求

液壓泵、液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要考慮以下幾方面問(wèn)題：

（1）功能要求 試驗(yàn)臺(tái)不僅要滿足必要的被測(cè)試液壓泵、液壓馬達(dá)的功能和性能的試驗(yàn)要求，還應(yīng)保證試驗(yàn)用油液的固體顆粒污染等級(jí)滿足要求，盡可能增加過(guò)濾系統(tǒng)納污能力，減少清洗或更換濾芯的頻次。

（2）使用要求 試驗(yàn)臺(tái)的幾何尺寸必須符合人的生理特點(diǎn)。用于顯示讀數(shù)或圖像的元器件需位于人的視野范圍之內(nèi)或視野中心，以便觀察讀數(shù)準(zhǔn)確而及時(shí)；各種按鍵，手柄等需要通過(guò)手的動(dòng)作進(jìn)行操作的元件和結(jié)構(gòu)，必須位于操作者在工作位置上手的運(yùn)動(dòng)范圍之內(nèi)，以便操作及時(shí)，方便，省力。同時(shí)，在考慮到試驗(yàn)臺(tái)的制造成本前提下，追求試驗(yàn)臺(tái)的美觀，漂亮，布局合理，沒(méi)有臨亂感。

（3）試驗(yàn)臺(tái)要完成以下項(xiàng)目的試驗(yàn)：液壓泵、液壓馬達(dá)的在規(guī)定的轉(zhuǎn)速和規(guī)定壓力下的流量、容積效率以及其最高壓力等。

1.2 試驗(yàn)系統(tǒng)工作原理

圖 1為所設(shè)計(jì)的液壓試驗(yàn)臺(tái)工作原理圖，它由動(dòng)力部分、被測(cè)部分、控制部分、輔助油路控制部分、過(guò)濾散熱部分等五大部分組成。

1.被測(cè)試液壓泵或液壓馬達(dá) 2.橋式組合閥 3.動(dòng)力部件 4、5、6、7.邏輯閥 8、9、21.截止閥 10.流量表 11、13.溢流閥 12.輔助油泵 15.減壓閥 16.過(guò)濾冷卻系統(tǒng) 17.油箱 18、22、23.壓力表 19、20.快換接頭 24.單向閥 25.轉(zhuǎn)速表

動(dòng)力部分3由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器組成。發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器均可用閑置的車用或工程設(shè)備用發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器改裝，功率在100千瓦至180千瓦范圍均可，成本在1萬(wàn)元至2萬(wàn)元之間，速度在600轉(zhuǎn)/分至3000轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，并可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，可滿足不同規(guī)格的，不同旋轉(zhuǎn)方向的液壓泵和馬達(dá)在不同轉(zhuǎn)速下的流量，從而滿足測(cè)試要求。而用三相異步電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，雖可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)速固定，功率變化范圍非常有限，滿足不了測(cè)試要求。若要配備變頻調(diào)速，成本至少在10萬(wàn)元以上，并且要配備200KW以上變壓器供電，對(duì)使用場(chǎng)地要求嚴(yán)格。按照二者的成本比較，不言而喻。

被測(cè)部分 1由被測(cè)液壓泵或液壓馬達(dá)組成。若是閉式油路，其補(bǔ)償油由輔助油路控制部分提供；若是測(cè)試液壓馬達(dá)，因液壓泵的一項(xiàng)就是馬達(dá)，可把馬達(dá)作為液壓泵，從而測(cè)試其相關(guān)性能參數(shù)。

控制部分由橋式組合閥，截止閥8、9，流量表10，溢流閥11，單向閥24等組成。主要控制被測(cè)液壓泵或液壓馬達(dá)的吸油端和壓力油端，使被測(cè)元件的出油端始終經(jīng)過(guò)截止閥8和流量表10，從而測(cè)試被測(cè)元件的壓力與流量。當(dāng)快換接頭20為吸油口時(shí)，則快換接頭19為壓油口，邏輯閥5、6的電磁閥得電而道通，邏輯閥4、7失電而止，低壓油從閥6到快換接頭20進(jìn)入被測(cè)元件，壓力油由被測(cè)元件出油口經(jīng)快換接頭19，閥5流入截止閥8，經(jīng)該閥減壓后，流入流量閥，再流入吸油端，形成閉式系統(tǒng)；若為開(kāi)式系統(tǒng)，則打開(kāi)止閥9，從而測(cè)試兩種系統(tǒng)的壓力與流量。同理，當(dāng)快換接頭19為吸油口，而快換接頭20為出油口時(shí)，邏輯閥4、7得電而道通，邏輯閥失電而止，低壓油從閥4到快換接頭19進(jìn)入被測(cè)元件，壓力油由被測(cè)元件出油口經(jīng)快換接頭20，閥7流入截止閥8，經(jīng)該閥減壓后，流入流量閥。

輔助油路控制部分由液壓泵12，溢流閥13，減壓閥15，以及相關(guān)的儀表等組成。其用途是在閉式系統(tǒng)中，補(bǔ)償閉式系統(tǒng)內(nèi)瀉而造成的油量及油壓損失。減壓閥可調(diào)節(jié)不同閉式系統(tǒng)所需的補(bǔ)償油壓，從而滿足測(cè)試需求。該部分油液也可作先導(dǎo)控制。

過(guò)濾散熱部分由旁路過(guò)濾、，吸油過(guò)濾，回油過(guò)濾，以及專有的散熱過(guò)濾部分組成，從而保證油液的清潔和溫度的恒定，使試驗(yàn)系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定。

二.試驗(yàn)過(guò)程

在圖A和圖B中，泵的有效輸出流量或馬達(dá)的有效流入流量受到壓力和轉(zhuǎn)速的影響，容積效率表現(xiàn)為相對(duì)于理論值的偏離；在圖C和圖D中，直接表現(xiàn)出了容積效率。實(shí)際上，單純的泄漏損失隨壓力的增大而增大，如圖 E，而轉(zhuǎn)速在這方面影響很小。當(dāng)容積效率以百分?jǐn)?shù)給出時(shí)，與轉(zhuǎn)速密切相關(guān)，尤其在低速范圍內(nèi)。就變量泵和馬達(dá)而言，除了考慮工作參數(shù)壓力P，轉(zhuǎn)速N和粘度以外，還必須考慮變量角，如圖F，其容積效率隨配流盤(pán)的傾角的增大而增大。

根據(jù)液壓泵的容積效率W，泵的理論流量q#,泵的實(shí)際流量q,泵的泄漏量q$,泵的排量V，泵的轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系，即q#=n*V,q= q#- q$,W=q/ q#=( q#- q$)/ q#,測(cè)試出q,計(jì)算出容積效率W。

將被測(cè)試液壓泵或馬達(dá)安裝于試驗(yàn)臺(tái)工裝上，連接好各管路，并讓各管路充滿油。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)輔助控制油路，檢查無(wú)誤后，結(jié)合動(dòng)力離合器，并同時(shí)打開(kāi)各相應(yīng)電磁閥，觀察其空載運(yùn)行是否正常。當(dāng)溫度和其它情況均正常后，把轉(zhuǎn)速提到額定轉(zhuǎn)速，慢慢調(diào)節(jié)閥 8加載。當(dāng)壓力達(dá)到額定壓力的三分之二時(shí)，讀取此時(shí)的流量計(jì)算出此時(shí)的容積效率；調(diào)節(jié)閥8，使壓力分別達(dá)到額定壓力，和超出額定壓力的 15%，分別讀取其流量，計(jì)算出其容積效率。這些數(shù)據(jù)與生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)比較，判斷其性能優(yōu)劣，可用否。

三.系統(tǒng)擴(kuò)展

可在被測(cè)試液壓泵出引出高壓動(dòng)力油源，再配備相應(yīng)的控制油路，便可測(cè)試各種液壓閥的相應(yīng)性能。

四.結(jié)論

本試驗(yàn)臺(tái)的施工完成，耗成本約五萬(wàn)元，運(yùn)行效果很好。完全能滿足液壓泵和液壓馬達(dá)維修后的主要性能試驗(yàn)。

[1]《實(shí)用液壓機(jī)械故障排除與修理大全》陸望龍編著 湖南科學(xué)技術(shù)出版社2006.6

[2]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 液壓傳動(dòng)》陳大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2004.4

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