一種冷氣液壓系統(tǒng)綜合測(cè)試臺(tái)的研制

摘要：現(xiàn)有類似冷氣系統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備老舊，多數(shù)為手動(dòng)單一模式，操作復(fù)雜;管路部分龐大，占地面積大;裝夾具及氣壓流量限制只能測(cè)試部分產(chǎn)品，不能滿足新型產(chǎn)品的應(yīng)用。本檢測(cè)設(shè)備是總結(jié)使用中發(fā)現(xiàn)的缺陷，對(duì)系統(tǒng)布局、控制關(guān)系及方式全面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)-自動(dòng)可轉(zhuǎn)換兩種檢測(cè)控制模式;對(duì)管路重新布局減少占地面積、合理設(shè)置測(cè)試工位設(shè)置使操作更方便、測(cè)試精度和效率明顯進(jìn)一步提高，同時(shí)滿足更多產(chǎn)品的測(cè)試。

1.主要研究?jī)?nèi)容

檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案中重點(diǎn)考慮了以下問(wèn)題：

（1）檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理規(guī)劃，綜合布局，在滿足檢測(cè)要求的前提下，盡可能縮減設(shè)備的占地面積;（2）檢測(cè)工位的設(shè)置按照位置合理、便于裝夾、符合操作習(xí)慣的原則布局，同時(shí)即滿足當(dāng)前冷氣附件檢測(cè)要求，又顧及產(chǎn)品修理擴(kuò)展的需要;（3）鑒于設(shè)備對(duì)氣源的特殊要求，在設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行綜合配套設(shè)計(jì)，將設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性通盤(pán)考慮;（4）因檢測(cè)時(shí)氣體流量較大，控制閥門(mén)調(diào)節(jié)較頻繁，盡可能采用電控方式減小操作勞動(dòng)強(qiáng)度，提高檢測(cè)效率;（5）由于部分產(chǎn)品的檢測(cè)需要協(xié)調(diào)操作、精度較高、且含有參數(shù)計(jì)算的內(nèi)容，為提高工作效率、提高測(cè)試精度，需采用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù);（6）考慮修理測(cè)試工作的實(shí)際情況，盡可能增大測(cè)試設(shè)備的可靠性和使用靈活性，因此檢測(cè)設(shè)備應(yīng)采用可轉(zhuǎn)換的自動(dòng)-手動(dòng)雙系統(tǒng)模式。

2.總體設(shè)計(jì)方案

2.1檢測(cè)設(shè)備由控制臺(tái)、管路系統(tǒng)和檢測(cè)工位三大部分組成，另配設(shè)空壓機(jī)泵站和輔助氣罐組。

2.2檢測(cè)設(shè)備采用手動(dòng)-自動(dòng)可轉(zhuǎn)換兩種檢測(cè)控制模式。

（1）自動(dòng)檢測(cè)模式。由可編程控制器控制檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理和檢測(cè)內(nèi)容的轉(zhuǎn)換，完成冷氣附件規(guī)定的檢測(cè)內(nèi)容，檢測(cè)結(jié)果用觸摸屏顯示。在自動(dòng)檢測(cè)模式下，PLC自動(dòng)控制氣路的轉(zhuǎn)換;對(duì)壓力、流量等物理量進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié);對(duì)壓力、流量、時(shí)間、流阻和電參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)采集、處理、存儲(chǔ);關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算。顯示屏以表格形式顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果。

（2）手動(dòng)檢測(cè)模式。在不便使用自動(dòng)檢測(cè)模式的情況下，可利用該模式進(jìn)行檢測(cè)。在該模式下，由人工控制氣路的調(diào)節(jié)，利用電子儀表直接顯示壓力、流量、時(shí)間、流阻等參數(shù)。

兩種方式相互獨(dú)立，互為備份，即可滿足較高精度和效率的測(cè)試，又可滿足習(xí)慣性的測(cè)試需要，并能夠提高修理擴(kuò)展檢測(cè)的靈活性。

2.3檢測(cè)設(shè)備的組成分為設(shè)備管路裝置部分、檢測(cè)控制部分和氣源泵站與氣罐組三大部分。

2.4檢測(cè)工位的設(shè)置。為簡(jiǎn)化管路結(jié)構(gòu)、便于操作并考慮到產(chǎn)品的檢測(cè)擴(kuò)展，檢測(cè)工位采取分類設(shè)置方式，也就是將測(cè)試參數(shù)基本相似的附件歸統(tǒng)在同一工位。檢測(cè)設(shè)備設(shè)高壓附件和大流量附件兩個(gè)檢測(cè)工位。

（1）高壓檢測(cè)工位。用于檢測(cè)氣壓剎車閥和氣壓電磁閥等需要?dú)庠磯毫^高、流量較小、操作動(dòng)作較多的附件。（2）大流量附件檢測(cè)工位。用于檢測(cè)加熱活門(mén)和單向活門(mén)等需要?dú)庠磯毫^小、流量較大的附件。

3.設(shè)備基本組成和功用

3.1設(shè)備管路裝置部分。該部分是檢測(cè)設(shè)備的主體，包括：系統(tǒng)連接管路和附件、控制閥門(mén)、各信號(hào)傳感器、檢測(cè)工位臺(tái)和連接接口、高壓氣源裝置。

（1）系統(tǒng)連接管路和附件。由氣路系統(tǒng)連接管路、氣濾、水分離器等組成，主連接管路采用不銹鋼材質(zhì)焊接;控制閥門(mén)采用法蘭連接。在管路的支路設(shè)置氣濾和水分離器。氣濾和水分離器外殼均為鋁合金材質(zhì);（2）控制閥門(mén)。用于控制管路的連接狀態(tài)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量。電控閥門(mén)用于檢測(cè)時(shí)遙控使用;手動(dòng)閥門(mén)設(shè)置在系統(tǒng)主回路，用于應(yīng)急或特殊情況下使用;（3）各信號(hào)傳感器。（4）檢測(cè)工位臺(tái)和連接接口。檢測(cè)工位臺(tái)為不銹鋼臺(tái)架結(jié)構(gòu)，設(shè)置在便于操作的管路安裝區(qū)域外側(cè)。與被檢測(cè)冷氣附件連接的接口采用軟式連接，易于裝夾;（5）高壓氣源裝置。由氣動(dòng)增壓泵、儲(chǔ)氣瓶、水分離器、安全閥等組成，

3.2檢測(cè)控制部分。主要由控制臺(tái)、顯示屏、可編程控制器和信號(hào)處理系統(tǒng)、控制電路、開(kāi)關(guān)電源和顯示儀表、計(jì)量插頭、手動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥門(mén)、高壓冷氣附件連接接口等組成。

（1）檢測(cè)設(shè)備控制臺(tái)為琴臺(tái)式結(jié)構(gòu)，顏色為灰白色，臺(tái)面敷設(shè)防磨膠板，底部安裝帶剎車萬(wàn)向角輪，并另設(shè)可調(diào)支撐腳，便于調(diào)整水平。面板材料采用不銹鋼。（2）顯示屏。使用15吋觸摸顯示屏。（3）可編程控制器和信號(hào)處理系統(tǒng)。包括可編程控制器（PLC），按照程控軟件控制數(shù)據(jù)處理流程。（4）控制電路、開(kāi)關(guān)電源和顯示儀表?？刂齐娐酚筛鬓D(zhuǎn)換控制開(kāi)關(guān)、調(diào)壓旋鈕、信號(hào)燈、繼電器電路等組成，控制系統(tǒng)附件動(dòng)作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。（5）開(kāi)關(guān)電源?？刂婆_(tái)內(nèi)設(shè)置了兩臺(tái)開(kāi)關(guān)電源，一臺(tái)給控制系統(tǒng)供電;另一臺(tái)給被檢測(cè)的冷氣附件供電;（6）計(jì)量插頭。便于儀器儀表的定期計(jì)量，在控制機(jī)柜內(nèi)設(shè)置了計(jì)量插頭。檢測(cè)設(shè)備的所有傳感器信號(hào)均可以從該插頭測(cè)出。（7）手動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥門(mén)。包括：高壓氣源定值器、調(diào)壓閥門(mén)、輸出閥門(mén)、流量調(diào)節(jié)閥等?？刂婆_(tái)上的手動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥門(mén)用于調(diào)節(jié)高壓氣源的壓力，并在手動(dòng)狀態(tài)控制氣路，調(diào)整高壓系統(tǒng)的輸出壓力和流量。

3.3控制面板部件功用。檢測(cè)設(shè)備的控制面板檢測(cè)功能分為大流量檢測(cè)、高壓檢測(cè)和總控與顯示三部分。

總控與顯示部分：交流電源表、 直流電源表、空壓機(jī)壓力表、高壓氣源壓力表、關(guān)和信號(hào)燈、空壓機(jī)開(kāi)關(guān)和信號(hào)燈、系統(tǒng)電源：接通該開(kāi)關(guān)、手動(dòng)-自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、各顯示儀表下方均設(shè)置了計(jì)量插口，可在不拆卸儀表的情況下進(jìn)行原位計(jì)量。

3.4空壓機(jī)泵站與氣罐組。

為檢測(cè)設(shè)備提供穩(wěn)定流量和壓力合格的氣源。由螺桿壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、干燥器、過(guò)濾器等設(shè)備組成。

3.4.1基本工作原理

3.4.1.1自動(dòng)檢測(cè)模式

（1）起動(dòng)空壓機(jī)，輸出設(shè)定壓力;（2）裝夾需要檢測(cè)的冷氣附件到規(guī)定位置;（3）接通檢測(cè)設(shè)備電源，設(shè)備進(jìn)入加電狀態(tài)，各儀表燃亮。將手動(dòng)-自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)放到“自動(dòng)位置”，系統(tǒng)關(guān)閉手動(dòng)控制管路，顯示屏和可編程控制器系統(tǒng)通電，顯示屏顯示初始界面，點(diǎn)擊“進(jìn)入”按鈕，進(jìn)入檢測(cè)選擇界面;（4）點(diǎn)擊表格中需要檢測(cè)的冷氣附件名稱，進(jìn)入檢測(cè)界面，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)起動(dòng)。首先對(duì)管路位置進(jìn)行轉(zhuǎn)換確認(rèn)，同時(shí)對(duì)流量閥和壓力閥進(jìn)行預(yù)調(diào)，最后打開(kāi)總閥門(mén)，壓縮空氣進(jìn)入被檢測(cè)附件，開(kāi)始按照程序設(shè)定的步驟進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)中系統(tǒng)對(duì)壓力和流量自動(dòng)調(diào)節(jié)到需要的參數(shù);（5）檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在儀表和顯示屏同時(shí)顯示，按照設(shè)定程序，顯示屏同時(shí)記錄下檢測(cè)結(jié)果;（6）檢測(cè)完成后，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉總閥門(mén)，所有調(diào)節(jié)閥返回初始狀態(tài)。

3.4.1.2手動(dòng)工作模式

（1）接通檢測(cè)設(shè)備電源，設(shè)備進(jìn)入加電狀態(tài)，各儀表燃亮。將手動(dòng)-自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)放到“手動(dòng)位置”，系統(tǒng)關(guān)閉自動(dòng)控制管路;（2）接通總閥門(mén)開(kāi)關(guān)，逐漸打開(kāi)閥門(mén)，同時(shí)調(diào)整壓力和流量調(diào)整手柄到規(guī)定值，記錄儀表顯示數(shù)據(jù);（3）檢測(cè)完成后，關(guān)閉各開(kāi)關(guān)，所有閥門(mén)返回初始狀態(tài)。

3.4.1.3擴(kuò)展工作狀態(tài)

為便于擴(kuò)展使用自動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)，在顯示屏檢測(cè)選擇界面中設(shè)置了檢測(cè)擴(kuò)展一欄，點(diǎn)擊進(jìn)入后，可對(duì)需要檢測(cè)的參數(shù)進(jìn)行臨時(shí)設(shè)置，設(shè)置完成后即可使用自動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)。

4.研究方法的先進(jìn)性和主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

4.1采用手動(dòng)-自動(dòng)雙模式檢測(cè)，提高了檢測(cè)精度和測(cè)試效率，提高了設(shè)備使用的靈活性，提高了系統(tǒng)的可靠性;

4.2采用氣動(dòng)增壓泵增壓方式對(duì)基礎(chǔ)氣源增壓，減小了設(shè)備體積，便于調(diào)整檢測(cè)設(shè)備需要的高壓;

4.3采用按照工位劃分設(shè)備檢測(cè)的區(qū)域功能，減少了轉(zhuǎn)換動(dòng)作，便于人員操作;同時(shí)有利于將來(lái)冷氣附件的測(cè)試擴(kuò)展，在不對(duì)冷氣測(cè)試設(shè)備進(jìn)行較大改動(dòng)的情況下能夠擴(kuò)展測(cè)試附件的種類。

作者簡(jiǎn)介：朱偉英（1983）女，河北石家莊人，本科，工程師，研究方向：液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).