拉壓式磨合試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

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摘要：研究了油氣混合型緩沖液壓元件裝配后的磨合試驗(yàn)設(shè)備，闡述了其基本設(shè)計(jì)原理、工作原理、檢測方法，介紹了該試驗(yàn)臺的使用方法、調(diào)試方法。實(shí)踐證明，該拉壓式磨合試驗(yàn)臺在油氣混合型的緩沖液壓元件試驗(yàn)檢查中具有可行性、可檢測性、可提高生產(chǎn)效率，可為此類型的多型號產(chǎn)品提供磨合試驗(yàn)及檢測，具有一定的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：油氣混合型；磨合試驗(yàn)；電氣測控

引言

在油氣混合型的緩沖液壓元件制造交付使用前，為了改善各運(yùn)動(dòng)配合接觸工作表面的狀況，擴(kuò)大和改善運(yùn)動(dòng)配合的實(shí)際接觸面積，以形成正常的工作表面，使零件摩擦表面做好承受使用載荷的表面準(zhǔn)備。通過在近似工作使用條件下的磨合試驗(yàn)來提高零件摩擦表面的質(zhì)量，以及檢驗(yàn)配合間隙、裝配技術(shù)質(zhì)量，檢查各結(jié)合面處是否漏油，以便提前發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)排除。這就需要由專業(yè)的設(shè)備提供要求的外載荷及運(yùn)動(dòng)。目前許多單位使用的拉壓式磨合試驗(yàn)設(shè)備僅能夠提供簡單的模擬運(yùn)動(dòng)，記錄試驗(yàn)次數(shù)，不能精確地控制單位時(shí)間內(nèi)的試驗(yàn)次數(shù)，不能檢測力值及壓力變化，甚至不能調(diào)節(jié)壓力，一臺檢測設(shè)備只能對應(yīng)檢測一項(xiàng)被試產(chǎn)品，不具備通用性。為此本文研究了自動(dòng)化程度較高的拉壓式磨合試驗(yàn)臺，它不但可以調(diào)節(jié)和檢測試驗(yàn)壓力、速度、施加載荷等多項(xiàng)參數(shù)，而且只要在測試臺架行程及安裝使用范圍內(nèi)的產(chǎn)品均可進(jìn)行測試檢測。

1試驗(yàn)臺功能

該拉壓式磨合試驗(yàn)臺用于為油氣混合型的緩沖液壓元件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)磨合試驗(yàn)提供外載荷，檢測試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)速度。

2設(shè)計(jì)原理簡述

1）將被試產(chǎn)品固定在試驗(yàn)型架上，通過施加要求的外載荷壓縮產(chǎn)品往復(fù)運(yùn)動(dòng)，施加的載荷是通過控制加載缸來實(shí)現(xiàn)，由拉壓力負(fù)荷傳感器與壓力顯示儀來顯示當(dāng)前壓力值；2）產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)速度是通過調(diào)節(jié)加載缸輸入壓力來實(shí)現(xiàn)的，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥控制流量以滿足磨合運(yùn)行速度；3）產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)行程通過加載缸內(nèi)安裝的位移傳感器控制，同時(shí)依據(jù)設(shè)定的零位及行程，控制換向閥換向并記錄運(yùn)動(dòng)次數(shù)。

3結(jié)構(gòu)簡介

3.1設(shè)計(jì)液壓原理（如圖1）

3.2主要部件設(shè)計(jì)

磨合試驗(yàn)臺由加載型架、加載缸、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成，與夾具配合使用。

3.2.1加載型架加載型架包括型架主體、滑動(dòng)導(dǎo)柱、加載油缸及相關(guān)安裝夾具等，其功能為完成被試件的機(jī)械支承與懸掛安裝，實(shí)現(xiàn)相關(guān)試驗(yàn)功能，并檢測被試件相關(guān)參數(shù)。型架主體主要包括安裝座、滑動(dòng)導(dǎo)柱、上支架、下支架，安裝座采用框架式結(jié)構(gòu)，由20~40mm的A3鋼板焊 接組成，安裝板采用打地腳螺栓混凝土灌澆的方式安裝到地面。用于加載缸安裝與固定。采用2根滑動(dòng)導(dǎo)柱（左右各1根），由連接座、立柱、法蘭座焊接組成，立柱采用45鋼管料表面鍍鉻，保證型架有足夠的強(qiáng)度，其中一根鉚裝鋼卷尺，方便調(diào)節(jié)限位行程開關(guān)。加載油缸（依據(jù)被試產(chǎn)品試驗(yàn)載荷設(shè)計(jì)加載油缸）用于實(shí)現(xiàn)給被試產(chǎn)品施加載荷。缸內(nèi)裝有位移傳感器，控制油缸行程并通過設(shè)定零位及行程控制換向及計(jì)數(shù)。

3.2.2液壓系統(tǒng)該液壓系統(tǒng)由控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件等部分組成。液壓系統(tǒng)主要由閥塊組件、連接軟管等組成。其中閥塊組件由1件比例減壓閥、1件液控單向閥、1件電磁換向閥、1件節(jié)流閥、1件閥塊及若干接頭組成，與加載油缸連接。液壓系統(tǒng)動(dòng)力源來源由加載泵站提供，可實(shí)現(xiàn)加載油缸動(dòng)作，操作油缸的伸出、縮回及換向，能夠?qū)τ透讐毫土髁窟M(jìn)行操作?？捎稍撓到y(tǒng)的比例減壓閥設(shè)定。油泵壓力口輸出油液，經(jīng)比例減壓閥、節(jié)流閥后進(jìn)入三位四通電液換向閥DFa、DFb。此時(shí)液控單向反向截止，當(dāng)電液閥在中位時(shí)，使加載缸活塞桿停止在手動(dòng)或自動(dòng)的任何位置。自動(dòng)磨合時(shí)，調(diào)整油泵的流量，可以調(diào)整磨合速度，為了控制加載缸在活塞桿收回時(shí)的速度，可以調(diào)整比例閥1的遮蓋量，通過控制加載缸的回油口的開度，使磨合試驗(yàn)過程中緩沖支柱柱塞的伸出速度控制在合適的范圍內(nèi)，應(yīng)使其支柱柱塞緩慢伸出，不能產(chǎn)生機(jī)械和液壓沖擊。與溢流閥并聯(lián)一蓄能器，用于吸收電液閥的換向沖擊；在電液換向閥兩出口均有單向調(diào)速閥，以調(diào)整磨合運(yùn)動(dòng)的速度。磨合速度的計(jì)算公式為V=LS/T。其中：V為磨合速度，mm/s；L為磨合行程，mm；S為磨合次數(shù)；T為磨合時(shí)間，s。由于該液壓系統(tǒng)流量大，如果選用硬導(dǎo)管連接，其彎曲半徑將大于R80，導(dǎo)致彎管困難、體積龐大，安裝工藝性差。因此，該液壓系統(tǒng)的連接采用液壓集成閥塊，將單向閥、節(jié)流閥，電磁閥、比例減壓閥7個(gè)大通徑的液壓閥全部集成在一起，外部用液壓軟管連接，安裝連接方便可靠，連接仍為硬導(dǎo)管。磨合載荷的計(jì)算公式為：F

3.2.3電氣測控系統(tǒng)如圖3所示，本電氣系統(tǒng)分為主系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分，主系統(tǒng)用于控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止，控制系統(tǒng)用于操縱液壓系統(tǒng)電液閥的換向功能，有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，用轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換。手動(dòng)控制的功能要求是：調(diào)整加載缸活塞桿的位置；不計(jì)數(shù)、不計(jì)時(shí)；在行程兩端點(diǎn)處均應(yīng)能切斷運(yùn)動(dòng)；在手動(dòng)控制狀態(tài)下，活塞桿在任何位置應(yīng)能立即手動(dòng)停止；手動(dòng)控制主要用來調(diào)試設(shè)備、調(diào)整行程開關(guān)位置，拆裝被試產(chǎn)品時(shí)調(diào)整活塞桿位置等。自動(dòng)控制功能要求是：自動(dòng)換向磨合；每磨合一次，記錄磨合過程時(shí)間，同步記錄磨合次數(shù)；在行程兩端點(diǎn)處均應(yīng)能切換運(yùn)動(dòng)方向，應(yīng)能區(qū)分第一次磨合計(jì)時(shí)起點(diǎn)和磨合結(jié)束不需計(jì)時(shí)的停止位置，并分別用不同的邏輯電路來實(shí)現(xiàn)；自動(dòng)時(shí)，可手動(dòng)停機(jī)不停泵等。自動(dòng)循環(huán)采用了行程的上、下位來調(diào)節(jié)切換時(shí)間，當(dāng)移動(dòng)橫梁靠近行程兩端時(shí)控制電液閥換向，記數(shù)器記錄一次換向次數(shù)；試驗(yàn)次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器切斷電液閥，試驗(yàn)停止。與上下端各并聯(lián)了一個(gè)行程開關(guān)作為備件，起到安全保護(hù)的作用?？刂乒癫捎眯筒暮附映煽蚣芙Y(jié)構(gòu)，主要用于安裝各種指示燈和按扭，控制柜的前面板上開有門，便于進(jìn)行安裝各種電氣元件和維護(hù)。操縱臺的面板上安裝有操作開關(guān)、操控界面顯示器。集成塊上安裝有單向閥、節(jié)流閥，電磁閥、比例減壓閥共7個(gè)元件。

4使用方法

1)將被試緩沖支柱在該試驗(yàn)臺加載機(jī)架上用安裝夾具正確連接；2)參照加載機(jī)架導(dǎo)柱上的行程標(biāo)尺，確定接近開關(guān)的安裝位置，使導(dǎo)向橫梁上的動(dòng)觸片在行程終點(diǎn)處能夠有效觸發(fā)該接近開關(guān)；3)打開電源總開關(guān)；4)將被試產(chǎn)品的行程初始端設(shè)定為零位，按下“零位”開關(guān)，在系統(tǒng)界面中輸入被試產(chǎn)品試驗(yàn)行程；5)將界面中設(shè)定在規(guī)定的試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)；按下復(fù)位開關(guān)給計(jì)數(shù)器清零；6)將轉(zhuǎn)換開關(guān)換到“手動(dòng)”位；7)按下“啟動(dòng)”鍵；8)進(jìn)行測試試驗(yàn)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，保證試驗(yàn)要求的速度；9)將轉(zhuǎn)換開關(guān)換到“自動(dòng)”位，開始磨合；10)當(dāng)磨合次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)時(shí)，電液閥 回到中位，停止試驗(yàn)；11)卸掉油壓；12)點(diǎn)擊操作界面中的“停止”按鈕；關(guān)閉“電源總開關(guān)”；13)拆除被試緩沖支柱，磨合試驗(yàn)結(jié)束。需要注意的是：1)自動(dòng)磨合試驗(yàn)中，如果需要停試驗(yàn)，可將點(diǎn)擊操作界面中的“暫?！卑存I；2)手動(dòng)操作支柱壓縮或伸出到達(dá)接近開關(guān)1或2時(shí)，須將轉(zhuǎn)換開關(guān)ZK先換到“停止”位，再換到“手動(dòng)”或“自動(dòng)”位，就可以繼續(xù)試驗(yàn)；3)在安裝被試產(chǎn)品時(shí)，需要手動(dòng)控制加載缸活塞桿慢速伸出。

5結(jié)語

該類型的磨合試驗(yàn)臺已由我公司生產(chǎn)兩臺，應(yīng)用在油氣混合式液壓元件加載磨合試驗(yàn)過程中，能很好地滿足產(chǎn)品出廠前的試驗(yàn)檢測要求。

作者：石國玲 單位：西安燎原液壓有限責(zé)任公司