液壓缸實驗臺改造

喬玉華 徐 達

（1.遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧本溪 117020；2.本鋼（集團）機電安裝工程有限公司，遼寧本溪 117020）

0前言

液壓件生產(chǎn)、檢測企業(yè)用液壓缸實驗臺既要求有強大的工作效率，又要求有較寬泛的試驗功率范圍。海軍704所20世紀(jì)90年代設(shè)計液壓缸實驗臺，試驗?zāi)芰Ρ容^強。試驗臺使用發(fā)現(xiàn)工作單調(diào)，機械噪聲大，易使人產(chǎn)生煩躁和疲勞。檢測液壓缸的缸徑、行程、接頭尺寸、連接形式不同，連接繁瑣、耗時，嚴(yán)重影響試驗速度。在實際修復(fù)液壓元件的元件檢測過程中，由于操作工人熟練程度的加強，原設(shè)計液壓缸實驗臺的元件試驗速度已經(jīng)不能滿足元件修復(fù)試驗的需要。為了能在生產(chǎn)過程中更有效的節(jié)省時間和提高工作效率，有必要對液壓缸實驗臺進行改造。

液壓缸的試驗分兩種，一種是出廠試驗；一種是型式試驗，分別走兩套液壓回路。工廠中如果沒有特殊要求，一般執(zhí)行出廠試驗標(biāo)準(zhǔn)。

出廠試驗具體試驗項目包括：試運轉(zhuǎn)（外觀檢查、空行程往復(fù)試驗≥5次、行程檢驗、爬行試驗、啟動壓力特性試驗）；泄漏試驗（內(nèi)泄漏試驗；外泄漏試驗）；耐壓試驗。

型式試驗一般主要用于新產(chǎn)品開發(fā)，性能試驗具體試驗項目除出廠試驗的所有項目外還要做耐久試驗；緩沖試驗；負(fù)載效率試驗；高溫試驗。

1 改造前存在的問題

1.1 人工操作復(fù)雜繁瑣、時間長

原設(shè)計供油泵為壓力油泵提供油源，進油壓力調(diào)節(jié)閥限定試驗壓力，通過換向閥的換向，驅(qū)動液壓缸活塞移動，回油通過渦輪流量計和橢圓齒輪流量計計量測量結(jié)果。每個缸每次空行程往復(fù)試驗都需要操作工反復(fù)扳動選擇開關(guān)30次才能完成全部試驗項目，還需要管路連接、閥門啟閉、緩沖節(jié)流閥調(diào)整、測量、計算、記錄、填表等，出廠試驗大約一條缸需要2 h。如果做性能試驗，加載試驗需要連接加載基座，連接加載控制油路、連接接手、鍵、銷等，則需要操作工反復(fù)扳動50次選擇開關(guān)，才能完成全部試驗項目，性能試驗大約1個缸需要4 h。搬動開關(guān)的過程既耗時又復(fù)雜繁瑣，因此通過改造試驗回路改進試驗過程，使整個操作簡易、快捷。

1.2 快速接頭沒起到快速作用

在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)液壓缸油口連接型式多樣，并不適合實驗臺快速接頭的螺紋。

1.3 壓力匹配計算繁瑣

加載試驗調(diào)整和計算步驟：先將被試缸試驗回路壓力調(diào)整至被試缸額定壓力（2#溢流閥）。計算加載液壓缸調(diào)整壓力。試驗臺加載缸活塞直徑250 mm，被試缸品種較多，加載試驗時加載缸壓力可通過相關(guān)公式求得。

通過計算求得加載試驗中加載缸應(yīng)該調(diào)整到的壓力，加載回路通過調(diào)節(jié)（3#）閥，實現(xiàn)被試缸的載荷狀態(tài)往復(fù)運動。

2 改進措施

2.1 液壓缸實驗臺液壓系統(tǒng)改進

在液壓缸實驗臺液壓系統(tǒng)回路上增設(shè)自動往復(fù)控制裝置，如圖1橢圓內(nèi)部分所示。

圖1上部分系統(tǒng)是加載回路，通過1#溢流閥調(diào)整加載缸試驗壓力，下部分是被試缸試驗回路，通過2#溢流閥調(diào)整被試缸試驗壓力。增設(shè)的自動換向回路設(shè)計充分利用原油路，液動換向閥驅(qū)動壓力2 MPa，力求簡潔實用。當(dāng)DT3斷電時（長斷），新增設(shè)的自動換向回路無作用，不影響原設(shè)計回路正常動作。當(dāng)DT1與DT2斷電，自動換向回路DT3得電時，被試缸無桿腔進入壓力油，活塞無負(fù)荷運行到被試缸缸頭時系統(tǒng)壓力升高，液控?fù)Q向閥遠(yuǎn)控口壓力大于復(fù)位彈簧力，使液控?fù)Q向閥閥芯被推到另一邊，完成換向；當(dāng)被試缸有桿腔進油，活塞無負(fù)荷運行到被試缸缸尾時，系統(tǒng)壓力升高，液控?fù)Q向閥遠(yuǎn)控口壓力大于另一端復(fù)位彈簧力，使液控?fù)Q向閥閥芯被推到另一邊，完成換向?；钊笥易詣油鶑?fù)換向。

圖1 改進后液壓缸實驗臺液壓原理圖

一般試驗中，加載缸功率比被試缸大，應(yīng)注意試驗中加載缸的壓力對被試缸的影響，錯誤的操作將對被試缸造成損害。

2.2 快速接頭改進

在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，液壓缸油口連接型式多樣，并不適合實驗臺快速接頭的螺紋，故將快速接頭改為膠管與過渡接頭連接，連接簡單方便。

2.3 壓力匹配計算列表

針對試驗計算繁瑣問題，設(shè)計出加載液壓缸推力表1，方便工作中查找。試驗臺加載缸活塞直徑250 mm，對應(yīng)加載缸壓力1～35 MPa，相應(yīng)加載缸推力按F1=P1A1計算，得出表1。

表1 250 mm加載缸對應(yīng)推力表

以被試缸缸徑125 mm，額定壓力16 MPa為例，計算加載缸試驗調(diào)定壓力。

2.3.1 計算法。A1=49 062.5 mm2，P2=16 MPa。A2=12 265.625 mm2。根據(jù)P1=P2A2/A1得，加載缸試驗調(diào)定壓力P1=4 MPa。

2.3.2 查表法。計算得F1=196 kN，查表1可得加載缸試驗調(diào)定壓力P1=4 MPa。

3 改進效果

改造后，計算和操作程序簡化，節(jié)省工作時間。通過改造試驗回路和改進試驗過程，實現(xiàn)活塞左右自動往復(fù)換向，提高檢測質(zhì)量和效率。整個操作簡易快捷，減少操作人員的煩躁和疲勞，提高工作效率。進行出廠試驗時，每試驗1個缸，可節(jié)省40 min時間，進行性能試驗1個缸可節(jié)省1 h。