矿用液压泵传达系统试验台的研制

矿用液压泵传达系统试验台的研制

1被试件与试验方法原油设备中的重型设备。为保证产品质量,提高生产效率,我们应用电液比例、交流变频调速、功率回收、二通插装阀、PLC、虚拟仪器等技术研制了新型矿用液压泵/马达试验台,被试元件可涵盖目前我国煤矿设备使用的主要液压泵和液压马达,完成出厂试验、耐久试验及部分型式试验。试验方法可分为三大类:(1)液压泵采用闭式试验回路。被试件与油箱的距离不受限制,自吸压力调节便捷。(2)高速液压马达采用功率回收加载方式。两个被试件呈一组,分别担任驱动马达及加载泵,节能效果好、试验效率高。(3)低速大扭矩液压马达二位三通。采用背压加载方式试验。从成本考虑,试验台只采用一台转矩转速传感器。系统主要参数如下:额定流量/L·min-1300额定压力/MPa31.5额定转速/r·min-13000额定转矩/N·m15002系统设计(1)原油长距离系统图1、图2、图3分别为液压泵、高速液压马达及低速大扭矩液压马达的试验回路示意图。液压系统将三者有机地整合在一起,并配备辅助设施。1交流交流交流交流交流方式的选择采用交流变频电机驱动被试泵。与其他驱动方式相比,交流变频调速范围大、调节方便、转速稳定、节能效果好、性价比高。但需避免变频系统对测控系统的干扰。2压力和压力溢流阀通过电磁换向阀切换,背压阀设定卸荷、低压、高压三档工况。卸荷工况用于空载试验。低压溢流阀用于设定冲击试验的低压。比例溢流阀取代常规先导阀实现远控调压,避免了先导油路的压力损失,且易于实现计算机控制。比例溢流阀选用BOSCH产品,压力稳定。3补偿流量损失功率回收技术的突出优点是节能;容补泵补偿流量损失;马达高速时采用变频电机补偿机械损失及调节转速,转速较低时采用机补泵补偿机械损失及调节转速。4总控制泵系统a.机补泵:液压泵试验时低压补油、马达功率回收试验时高压补油、低速马达背压加载试验驱动被试马达。采用比例变量泵,便于功率回收工况调节被试件转速;b.容补泵:为功率补偿工况提供容补流量;c.控制泵:为试验系统及被试件提供外控油;d.辅泵:选用自吸能力强的齿轮泵,为动力系统的柱塞泵供油,确保其吸油顺畅。52.3千鸟油试验跑道试验油路如图4所示。P油路通往加载油路,T油路通往油箱。各泵逐一加载,三通球阀选择各泵出油的流向。单向阀用于保护三通球阀。6压力调节系统控制阀组包括换向、整流、调压、自吸压力调节等。全部采用二通插装阀组件,具有压力损失小、泄漏小、抗污染能力强、组合灵活、结构紧凑等特点。7滤油器及油液循环油路试验台属开放式系统,元件跑合初期会产生较多的固体颗粒磨损物,因此试验台采取了下列措施:a.系统油泵进/出口、被试件出口、油箱回油口均设置过滤器,对系统各环节都进行保护;b.主油箱设置油液循环油路,配备循环泵、滤油器、节流加热阀及电加热器,兼顾过滤、加热功能;c.增大滤油器规格,可提高过滤能力,又可减小油路压力损失;d.使用滤油车将散落在台架上的残油收集回油箱;e.滤油器均配备堵塞报警装置,便于及时更换滤芯。(2)本工况关闭或关闭采用PLC技术,系统设计具有下列特点:1)设置工况选择旋钮。试验油路球阀均配备限位开关。选定某一工况后,系统将关闭与本工况无关的操作并检测各元件状态。若相关元件没有处于本工况要求状态,则试验不能起动,避免了误操作。2)动作指令联动。例如,按钮“机补泵启动”,包括了辅泵电机启动、延时、机补泵电机启动等多个动作,电气按钮数量少、操作简便。3)配备声光报警系统,监控滤油器堵塞、油箱液位、油温,指示灯提示报警位置,保障系统安全运行。(3)试验报告编制基于虚拟仪器技术的测控系统,以计算机作为测试仪器统一硬件平台,充分利用计算机的智能化功能,高精度、高效率的完成试验过程监控、试验数据采集、处理、保存并生成试验报告。图5为测控系统示意图。1)由于没有动态试验项目,因此采用串行通讯技术,压力、流量、转矩、转速、温度传感器信号经二次仪表后进入计算机,二次仪表设置在电气操作台。2)PLC与计算机之间使用自由口通讯。耐久、冲击等试验项目,在程序界面设定试验参数,系统自动完成试验内容。3)采用图形化编程语言LabView编制测试程序,编程周期短、修改简便。(4)油体系及试验台架系统硬件由五个模块组成,每个模块均可整体吊装,运输、安装方便。1)液压动力站。采用整体式结构,底部设置集油盘。油箱采用上置式。2)试验台架。被试件安装支架采用滑动导轨式取代传统的T型槽式,支架可在导轨上轻便地直线移动。转矩转速传感器轴伸安装轴承座以保护传感器不被径向力损坏。3)配