喬玉華 徐 達
(1.遼寧冶金職業技術學院,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)
液壓件生產、檢測企業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90年代設計液壓缸實驗臺,試驗能力比較強。試驗臺使用發現工作單調,機械噪聲大,易使人產生煩躁和疲勞。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,嚴重影響試驗速度。在實際修復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,原設計液壓缸實驗臺的元件試驗速度已經不能滿足元件修復試驗的需要。為了能在生產過程中更有效的節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,一般執行出廠試驗標準。
出廠試驗具體試驗項目包括:試運轉(外觀檢查、空行程往復試驗≥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品開發,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;負載效率試驗;高溫試驗。
原設計供油泵為壓力油泵提供油源,進油壓力調節閥限定試驗壓力,通過換向閥的換向,驅動液壓缸活塞移動,回油通過渦輪流量計和橢圓齒輪流量計計量測量結果。每個缸每次空行程往復試驗都需要操作工反復扳動選擇開關30次才能完成全部試驗項目,還需要管路連接、閥門啟閉、緩沖節流閥調整、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,則需要操作工反復扳動50次選擇開關,才能完成全部試驗項目,性能試驗大約1個缸需要4 h。搬動開關的過程既耗時又復雜繁瑣,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。
在生產過程中發現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。
加載試驗調整和計算步驟:先將被試缸試驗回路壓力調整至被試缸額定壓力(2#溢流閥)。計算加載液壓缸調整壓力。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公式求得。
通過計算求得加載試驗中加載缸應該調整到的壓力,加載回路通過調節(3#)閥,實現被試缸的載荷狀態往復運動。
在液壓缸實驗臺液壓系統回路上增設自動往復控制裝置,如圖1橢圓內部分所示。
圖1上部分系統是加載回路,通過1#溢流閥調整加載缸試驗壓力,下部分是被試缸試驗回路,通過2#溢流閥調整被試缸試驗壓力。增設的自動換向回路設計充分利用原油路,液動換向閥驅動壓力2 MPa,力求簡潔實用。當DT3斷電時(長斷),新增設的自動換向回路無作用,不影響原設計回路正常動作。當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,活塞無負荷運行到被試缸缸頭時系統壓力升高,液控換向閥遠控口壓力大于復位彈簧力,使液控換向閥閥芯被推到另一邊,完成換向;當被試缸有桿腔進油,活塞無負荷運行到被試缸缸尾時,系統壓力升高,液控換向閥遠控口壓力大于另一端復位彈簧力,使液控換向閥閥芯被推到另一邊,完成換向?;钊笥易詣油鶑蛽Q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。
在生產過程中發現,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。
針對試驗計算繁瑣問題,設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,對應加載缸壓力1~35 MPa,相應加載缸推力按F1=P1A1計算,得出表1。

表1 250 mm加載缸對應推力表
以被試缸缸徑125 mm,額定壓力16 MPa為例,計算加載缸試驗調定壓力。
2.3.1 計算法。A1=49 062.5 mm2,P2=16 MPa。A2=12 265.625 mm2。根據P1=P2A2/A1得,加載缸試驗調定壓力P1=4 MPa。
2.3.2 查表法。計算得F1=196 kN,查表1可得加載缸試驗調定壓力P1=4 MPa。
改造后,計算和操作程序簡化,節省工作時間。通過改造試驗回路和改進試驗過程,實現活塞左右自動往復換向,提高檢測質量和效率。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,可節省40 min時間,進行性能試驗1個缸可節省1 h。