低成本液壓維修試驗臺研制

陳大翠(四川川交路橋有限責任公司 618300)

低成本液壓維修試驗臺研制

陳大翠
(四川川交路橋有限責任公司 618300)

本文在多年對工程機械液壓泵和液壓馬達維修經驗總結的基礎上，詳細分析了影響液壓泵和液壓馬達性能的主要因素，針對其主要因素，研制出一種實驗臺，詳細介紹了其工作原理，測試方法，及其擴展。

低成本；試驗臺；研制

由于現代科學技術的日新月異，我國工程機械種類的繁多，而工作方式又非常特殊，絕大部分工程機械有液壓系統。但我國液壓技術的發展滯后，大部分上檔次的工程機械均配備進口液壓件總成，甚至有的將其整個液壓系統照搬過來。在使用中，不管是正常磨耗，或是不正常損壞，對工程機械液壓部分的維修比例越來越大。但我國的維修行業，較深入掌握液壓知識，并對液壓系統的使用維修具有豐富經驗的人才不多，特別是進口液壓系統，又缺少必要的校驗、檢測設備，加之進口液壓件在我國的售價居高不下，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備后，沒有辦法確定其修理的完好程度；目前我國有部分國產液壓檢測設備，成本仍需幾十萬元，進口的檢測設備上百萬元，給液壓設備的維修帶來一定的阻力。據此，研制一種低成本而又能完成液壓設備主要性能檢測的液壓檢測設備是非常適用的。該設備成本在十萬元以內，用國內液壓元件便可達到要求。主要測試進口、國產液壓泵及液壓馬達的主要性能，配備部分附加裝置，便可檢測組合閥的性能，還可實現計算機監控。

一、試驗系統設計

1.1 設計要求

液壓泵、液壓馬達試驗臺試驗系統設計，要考慮以下幾方面問題：

（1）功能要求 試驗臺不僅要滿足必要的被測試液壓泵、液壓馬達的功能和性能的試驗要求，還應保證試驗用油液的固體顆粒污染等級滿足要求，盡可能增加過濾系統納污能力，減少清洗或更換濾芯的頻次。

（2）使用要求 試驗臺的幾何尺寸必須符合人的生理特點。用于顯示讀數或圖像的元器件需位于人的視野范圍之內或視野中心，以便觀察讀數準確而及時；各種按鍵，手柄等需要通過手的動作進行操作的元件和結構，必須位于操作者在工作位置上手的運動范圍之內，以便操作及時，方便，省力。同時，在考慮到試驗臺的制造成本前提下，追求試驗臺的美觀，漂亮，布局合理，沒有臨亂感。

（3）試驗臺要完成以下項目的試驗：液壓泵、液壓馬達的在規定的轉速和規定壓力下的流量、容積效率以及其最高壓力等。

1.2 試驗系統工作原理

圖 1為所設計的液壓試驗臺工作原理圖，它由動力部分、被測部分、控制部分、輔助油路控制部分、過濾散熱部分等五大部分組成。

1.被測試液壓泵或液壓馬達 2.橋式組合閥 3.動力部件 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.過濾冷卻系統 17.油箱 18、22、23.壓力表 19、20.快換接頭 24.單向閥 25.轉速表

動力部分3由內燃發動機和變速器組成。發動機和變速器均可用閑置的車用或工程設備用發動機和變速器改裝，功率在100千瓦至180千瓦范圍均可，成本在1萬元至2萬元之間，速度在600轉/分至3000轉/分范圍內連續可調，并可實現正反轉，可滿足不同規格的，不同旋轉方向的液壓泵和馬達在不同轉速下的流量，從而滿足測試要求。而用三相異步電動機為動力，雖可實現正反轉，但其轉速固定，功率變化范圍非常有限，滿足不了測試要求。若要配備變頻調速，成本至少在10萬元以上，并且要配備200KW以上變壓器供電，對使用場地要求嚴格。按照二者的成本比較，不言而喻。

被測部分 1由被測液壓泵或液壓馬達組成。若是閉式油路，其補償油由輔助油路控制部分提供；若是測試液壓馬達，因液壓泵的一項就是馬達，可把馬達作為液壓泵，從而測試其相關性能參數。

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。主要控制被測液壓泵或液壓馬達的吸油端和壓力油端，使被測元件的出油端始終經過截止閥8和流量表10，從而測試被測元件的壓力與流量。當快換接頭20為吸油口時，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進入被測元件，壓力油由被測元件出油口經快換接頭19，閥5流入截止閥8，經該閥減壓后，流入流量閥，再流入吸油端，形成閉式系統；若為開式系統，則打開止閥9，從而測試兩種系統的壓力與流量。同理，當快換接頭19為吸油口，而快換接頭20為出油口時，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進入被測元件，壓力油由被測元件出油口經快換接頭20，閥7流入截止閥8，經該閥減壓后，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，以及相關的儀表等組成。其用途是在閉式系統中，補償閉式系統內瀉而造成的油量及油壓損失。減壓閥可調節不同閉式系統所需的補償油壓，從而滿足測試需求。該部分油液也可作先導控制。

過濾散熱部分由旁路過濾、，吸油過濾，回油過濾，以及專有的散熱過濾部分組成，從而保證油液的清潔和溫度的恒定，使試驗系統性能更加穩定。

二.試驗過程

在圖A和圖B中，泵的有效輸出流量或馬達的有效流入流量受到壓力和轉速的影響，容積效率表現為相對于理論值的偏離；在圖C和圖D中，直接表現出了容積效率。實際上，單純的泄漏損失隨壓力的增大而增大，如圖 E，而轉速在這方面影響很小。當容積效率以百分數給出時，與轉速密切相關，尤其在低速范圍內。就變量泵和馬達而言，除了考慮工作參數壓力P，轉速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的傾角的增大而增大。

根據液壓泵的容積效率W，泵的理論流量q#,泵的實際流量q,泵的泄漏量q$,泵的排量V，泵的轉速n之間的關系，即q#=n*V,q= q#- q$,W=q/ q#=( q#- q$)/ q#,測試出q,計算出容積效率W。

將被測試液壓泵或馬達安裝于試驗臺工裝上，連接好各管路，并讓各管路充滿油。啟動發動機，啟動輔助控制油路，檢查無誤后，結合動力離合器，并同時打開各相應電磁閥，觀察其空載運行是否正常。當溫度和其它情況均正常后，把轉速提到額定轉速，慢慢調節閥 8加載。當壓力達到額定壓力的三分之二時，讀取此時的流量計算出此時的容積效率；調節閥8，使壓力分別達到額定壓力，和超出額定壓力的 15%，分別讀取其流量，計算出其容積效率。這些數據與生產廠商的產品技術參數比較，判斷其性能優劣，可用否。

三.系統擴展

可在被測試液壓泵出引出高壓動力油源，再配備相應的控制油路，便可測試各種液壓閥的相應性能。

四.結論

本試驗臺的施工完成，耗成本約五萬元，運行效果很好。完全能滿足液壓泵和液壓馬達維修后的主要性能試驗。

[1]《實用液壓機械故障排除與修理大全》陸望龍編著 湖南科學技術出版社2006.6

[2]《機械設計手冊 液壓傳動》陳大先主編 化學工業出版社 2004.4

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