郑煤机立柱试验台方案

立柱、千斤顶试验台技

术

说

明概述目前我国煤矿采煤工作面大部分是综采面，使用的支护设备是液压支架。由于液压支架使用环境十分恶劣，液压支架用配件的寿命周期长的三个月，短的仅几个星期。这些因介质污染磨损失效的液压支架配件必需升井修复，按相关测试标准要求，修后的液压配件只有经过检测合格后方才下井装架使用，立柱、千斤顶作为液压支架上的重要做成部分，更应当做好质量检验工作。目前支架修理厂及支架立柱生产厂使用的检测设备存在诸多缺点：试验液压系统没有按标准MT313-92液压支架立柱技术条件、MT97-92液压支架千斤顶技术条件中规定的回路综合，试验项目与标准不符，无法判断试验结果的有效性；只能对部分功能和性能检测；试验过程全部由试验员控制，无法监督，随意性大，不能保证所有项目做了试验，保压时间也无法保证，试验数据手工抄录，可信度差，试验数据不利于管理。试验压力大部分由机械表显示，由于压力量程大，压差和压降分辨率低；试验报表不规范，不符合标准要求。为了液压支架所用立柱的检测质量，严格按标准做各项试验，急需研制一种自动化的液压支架立柱、千斤顶试验台，满足支架用立柱生产厂及修理厂的需要。此试验台的特点是：试验系统按标准中的试验回路综合，达到标准要求的试验条件；试验项目及过程严格按标准中出厂试验进行；试验过程中，除了需对手动被试阀操作外，全部由计算机控制完成；试验过程可以手动、自动自由转换，方便操作；试验数据由高精度的传感器测量，检测精度达到标准要求；试验报表按标准要求设计；试验数据可存贮，便于以后的管理。由于相关标准中立柱、千斤顶的试验项目、试验流程、试验压力大体相等，只是额定工作阻力不等，所以四条流水线的试验台液压及电控部分完全一样，这样就使试验台的维护变的简单及统一，只是在加载框框架及加载油缸方面有所区别，立柱试验台配备大型加载框架，将油缸固定在加载框架后，可以完成所有项目的试验，实现一机多功能；千斤顶试验台由于生产节奏比较快，所以每台试验台配备多台试验框架，可以同时对多条千斤顶进行试验，实现一机多工位。试验项目及相关标准试验项目（1）立柱试验项目有：空载行程试验、最低启动压力试验、活塞杆腔密封性能试验、活塞腔密封性能试验、强度试验。（2）千斤顶试验项目有：空载行程试验、最低启动压力试验、密封性能试验、强度试验。相关标准（1）MT97-1992液压支架千斤顶技术条件（2）MT313-1992液压支架立柱技术条件（3）欧洲标准EN1804-1系统组成此试验台由加载框架、油压系统、乳化液系统、电气控制系统和计算机数据采集及控制系统等组成•功能：对液压支架中的立柱按“MT313-1992液压支架立柱技术条件”进行出厂试验，对液压支架中的千斤顶按“MT97-92液压支架千斤顶技术条件”进行出厂试验。大流量乳化液泵站由用户提供3.1加载框架结构组成加载框架（见下图）由加载油缸对被试立柱进行外加载试验。加载框架由两主梁及端头固定梁组成，在主梁两侧钻有多组固定孔，由牵引油缸移动加载梁在加载框架间移动，以调整立柱试验最大高度，位置调整完成后，由插拔销油缸对移动梁进行定位，被试立柱横放在立柱托辊上，立柱一端顶在加载油缸活塞杆上的球形头上，另一端顶在移动梁上的加载球形头上，加载框架由多组支架脚支撑于地面上。■1删制淋川2W om5m代紺9趙轴mm1地脚螺栓M20X3002螺母3加载框架4加载油缸5加载球头6移动小车7导轨8移动挡块9定位油缸10牵引油缸立柱加载框架参数：内加载力或外加载力：12500KN；被试立柱长度：2000~6600mm；加载框架内部有效宽度：650mm。？？？？长*宽*高(mm)：11000*1350*620；重量：10T。千斤顶加载框架参数；内加载力或外加载力：4000KN；被试千斤顶长度：1000~3500mm；加载框架内部有效宽度：400mm。长*宽*咼(mm)：6000*800*620；(5)重量：3T。3.2液压系统试验台液压系统如下图所示。由油泵站、小流量高压油泵站、小流量低压乳化液泵站、大流量高压乳化液泵站、超高压增压装置及试验回路等组成。

＜门禅I14、15轴1匪却巧祀1E1S地17W1召树1日昭凹組f21iWttfl22HMNR2JUNN2斗减I25棚I2肝卿M27fTO囲W1过滤器2油泵3电机4单向阀5比例溢流阀6高压油泵7油压表8油泵电机9电磁换向阀10安全阀11增压缸12高压表13单向阀14、15乳化液泵、电机16低压溢流阀17低压表18稳压罐19高压溢流阀20高压油表21高压电磁阀22高压单向阀23液控单向阀24传感器25加载压力表26电液换向阀27管式过滤器28电磁阀油压站额定压力25MPa,额定流量30L/min。电机功率：15kW。高压油液由柱塞变量泵提供，用溢流阀调定系统压力。经电磁溢流阀增压缸、牵引油缸、定位油缸以及外加载油缸提供油液使其动作。小流高压油压站额定压力80MPa,额定流量3L/min。电机功率：4kW。超高压油液由柱塞变量泵提供，用溢流阀调定系统压力。当各油缸由大流量油泵快速充液到25兆帕后，用小流量高压油泵站给加载油缸加压到80MPa，达到额定加载力。3.2.3小流量低压乳化液泵站额定压力5MPa，额定流量20L/min。电机功率：3kW。主要用于给增压缸充液和给被试立柱直接充液到低压密封试验压力。3.2.4大流量高压乳化液泵站额定压力31.5MPa，额定流量400L/min。其作用是用于给给被试立柱大流量、快速充液，使立柱快速达到工作位置，提高工作效率。为减小车间内噪音污染，将大流量乳化液泵安装在车间外，通过高压大流量管路将乳化液引到各试验台工作位置（示意图如下）。大流量高压乳化液泵站及外部供液管路由用户供，如果采用400L乳化液泵供液，则给立柱供液所需管路、截止阀、快接转接头不得小于32通径，如果采用200L乳化液泵供液，则给立柱供液所需管路、截止阀、快接转接头不得小于25通径，由于千斤顶容积较小，所需流量较小，故给其供液管路、截止阀、快接转接头不小于15通径即可。转接头及截止阀操作高度离地面75厘米左右即可。3.2.5增压装置由增压缸、超高压溢流阀及单向阀等组成。增压后压力70MPa。

增压缸增压比为3,增压缸小活塞缸径dl=180mm,大活塞缸径D=320mm。行程L=200mm,每个行程排液V=5L。加载油缸立柱加载油缸活塞杆径d=320mm,大活塞缸径D=400mm。行程L=300mm。最大压力80MPa。最大加载力10000KN.千斤顶加载油缸活塞杆径d=160mm,大活塞缸径D=220mm。行程L=300mm。最大压力80MPa。最大加载力3000KN.乳化液系统被试立柱两工作腔用高压软管引到液压系统中,在每个管路上安装有三个超高压（80MPa）电磁截止阀，分别于增压缸输出的高压、低压乳化液泵站输出的低压及乳化液箱相连,对应于高压试验、低压试验和卸压。在每个管路上还安装有压表及压力传感器，用于测量试验过程中的压力。压力表采用1.5级精度，试验台平面布置如下图所示。三个泵站放置在试验操作台后面，大流量乳化液由外部通过高压软管引入试验台。M3W欤试立柱肃连小流量超计算减至油压泵站验&赫诂电气控栅油压系菰删tM3W欤试立柱肃连小流量超计算减至油压泵站验&赫诂电气控栅油压系菰删t液赭盘量乳进出口电气控制系统本设备电气系统分两部分：液压动力部分及压力采集处理部分，主要用于各泵站电机的启停控制、电磁阀的控制及状态指示、计算机控制系统的状态控制。6计算机数据采集及处理系统6.1系统组成计算机测控系统见下图，由工业控制计算机、模拟量采集AI板、数字量输出DO板、继电器端子板及测控软件组成。先设定试验过程参数，然后软件根据选取的被试件类型运行不同的程序模块，对支柱进行出厂试验。计算机按试验时序及设定的试验过程参数发出控制电磁阀的DO信号，同时采集相应的压力传感器的压力信号，试验结束后自动生成试验报告，并将试验数据存贮，供以后查询和管理。6.2试验流程进入工作界面控制计算机开启后会自动进入“立柱、千斤顶综合检测系统”试验界面，如果已退出检测系统，操作人员可单击桌面上的“立柱、千斤顶试验计算机测控系统”图标，进入计算机测控系统工作界面，点击不同菜单，进入不同界面实现相应的功能。立柱（千斤顶）试验因为大缸径立柱和千斤顶的试验项目、试验过程一样，所以我们拿立柱试验举例说明。立柱试验操作界面如下图所示。大缸径立柱试验主菜单下有“参数设置”、“试验数据管理”、“子菜单，试验时先设置试验参数，再进行大缸径各项试验，然后进行试验数据管理。试验参数设置在主界面上单击“参数设置”子菜单下的“标准参数设置”，进入参数设置界面，如下图所示，对试验的参数进行设置。试验员先输入“立柱型号”、“试验员”、“制造单位”、“试验单位”，然后再进行立柱的试验参数设置。立柱的试验参数设置包括“参数设置”、“高压密封试验参数设置”、“低压密封试验参数设置”三部分。在“参数设置”中，试验员需要对“活塞腔最低启动压力”、“活塞杆腔最低启动压力”、“试验一试验压力”、“试验二试验压力”、“试验二试验时间”、“试验一试验时间”、“试验三试验压力”、“试验三试验时间”、“公称压力”等几项参数根据行业标准和被试柱样本中的参数进行设置。在“高压密封试验参数设置”和“高压密封试验参数设置”中，试验员需要对大缸径立柱测试的“试验压力（MPa）”“试验压力允许误差（％）”、“保压时间（min）”“允许压降（%）”等几项参数根据有关规定进行设置。高压试验压力一般为公称压力的90%，低压试验压力为IMPa,保压力时间为5min。各项参数设置完成后，点“保存”按钮，对设定的各项参数进行保存，然后点击“返回”，返回立柱综合检测系统界面。自动试验开始试验之前首先要确定“支柱名称”、“支柱型号”、“试验员”、“被试件制造单位”、

“试验日期和时间”等以便于记录和查找，用户可以自己确定编号，试验完成后系统会将试验数据写入相应的编号内。立柱试验界面中的“试验参数信息”、“高低压密封试验设定参数”在试验参数中设定好之后，试验员可以进行各项试验。立柱试验界面可以进行“空载行程试验”、“强度试验”、“活塞腔和活塞杆腔最低启动压力试验”、“活塞腔高低压密封试验”、“活塞杆高低压密封试验”等几项试验。在试验过程中，系统会根据试验员的点击对被试件进行各项试验，并且随时显示试验进程、试验数据及试验结果，同时对试验数据保存。在试验过程中，试验界面上方的压力表和数码表可以实时显示试验台中压力表的压力值，方便查看。具体试验界面见下图大£1径立柱试鑿参数设貫试验数据管理单阀报表退出帮助厂试验参数信息,活塞腔最大启动压力（MPa）：活塞杆腔最大启动压力（MPa）:五鱼圏gb简q最低启动压力试验厂阀试验参数信息阀编号汀试验员：阀名称：|2wv»阀型号：1™额定泵压（大£1径立柱试鑿参数设貫试验数据管理单阀报表退出帮助厂试验参数信息,活塞腔最大启动压力（MPa）：活塞杆腔最大启动压力（MPa）:五鱼圏gb简q最低启动压力试验厂阀试验参数信息阀编号汀试验员：阀名称：|2wv»阀型号：1™额定泵压（MPa）:被试阀制造单位:试验日期和时间J低压试验压力（MPa）：活塞杆腔高压密封试活塞杆腔低压密封试活塞腔高压密封试验低压试验允许误差（%）:活塞腔低压密封试验高压试验允许误差（％）:空載行程试j强度试验I试验报告I空栽行程和最低启动压力试验I活塞杆腔密封性能试验I活塞腔密封性能试验I强度试验I厂空载行程试验结果厂活塞脛最低启动压力试验厂爬行厂外渗漏厂伸缩长度不合要求厂伸缩程序不合要求幵始|6.2.4.1空载行程试验试验结(MPa):最大启动压力（MPa）:厂活塞杆腔最低启动压力试验最大启动压丈I（MPa）:[2厂空载行程试验结果厂活塞脛最低启动压力试验厂爬行厂外渗漏厂伸缩长度不合要求厂伸缩程序不合要求幵始|6.2.4.1空载行程试验试验结(MPa):最大启动压力（MPa）:厂活塞杆腔最低启动压力试验最大启动压丈I（MPa）:[2试验压力（MPa）:试验结100-80-60-40-20-0'首先将被试件放入加在框架，然后点击“开始”按钮后，控制电脑自动控制电液换向阀给被试件充液，始之进行往复运动，进行3次（次数可选），试验完成后，试验员可根据试验情况，在“空载行程试验结果”栏里点击是否有涩带、爬行和外渗漏，伸缩长度和程序是否符合要求等现象。操作结束后点击“完成”按钮;6.2.4.2最低启动压力试验分为活塞腔最低启动压力试验和活塞杆腔最低启动压力试验两部分。最底启动压力的最低启动压力值在试验参数设置中已设置完成，点击“开始试验”后，控制电脑自动控制电液换向阀给被试件充液，使被试件进行启动，系统将自动采集数据，处理数据，计算是否合格，并将试验结果显示在界面上，试验界面的“空载行程和最低启动压力实时曲线”上，将实时显示压力值，供试验员查看。如果在试验过程中，加不到公称压力，或者有异常发生，试验员可以点击界面中的“停止试验”按钮来强制停止试验，对设备进行修理后，方可继续进行试验。6.2.4.3活塞杆腔密封性能试验：当试验员点击试验界面中的“活塞杆腔密封性能试验”并点击“开始试验”，系统进行相应的活塞杆腔高低压密封试验。在进行试验的时候，相应的压力值会显示在试验界面上方的三个压力表上，在活塞杆腔密封实时压力曲线上会实时显示密封试验时的压力值。试验结束后，操作界面将显示试验数据和试验结果。如果在试验过程中，加不到公称压力，或者有异常发生，试验员可以点击界面中的“停止试验”按钮来强制停止试验，对设备进行修理后，方可继续进行试验。活塞腔密封性能试验：试验过程同试验界面同活塞杆密封性能试验相同强度试验：点击强度试验开始按钮，系统会自动控制相应电磁阀对被试件进行充液到额定压力和额定时间，并自动显示压力值、压力曲线，自动判别试验结果是否合格并显示。试验结果自动保存当做完一个被试件试验后，试验员可点击试验界面的“单阀报表”按钮，查看此次试验的试验数据和试验结果，如下图所示，并可点击“打印”按钮打印该报表。

6.2.5试验数据管理如果需要查看或打印以前试验的各项数据，可以点击“试验数据管理”菜单，进入“试验数据管理”界面，如下图所示，实现对以前所有试验数据记录的查询、排序、打印、删除等功能。试验数据查询：本系统可以提供五种不同的排序方式：按型号排序；按编号排序；按名称排序；按试验员排序；按测试日期排序。查询时，首先在工作界面上方选择用何种方式排序，然后在相应提示位置输入数值或人员姓名及试验日期范围，再点击“查询”按钮，计算机就会根据试验员选定的排序方式自动将查询结果显示出来。比如，需要查询某一时间段所试立柱的试验结果，则首先选定“按测试日期排序”，然后在“试验日期”提示后面输入需要查询的时间段，最后点击“查询”按钮，就可以看到想要查询的结果。试验数据删除：如果要删除某一条记录，首先应查询并选择此项记录，然后点击工作界面下方“删除当前记录”按钮即可，如果删除数据库中所有存储的记录，则点击“清空历史数据库”按钮，根据提示操作即可删除。数据浏览和打印：本软件可以将所存储的数据生成报表，如试验员想浏览报表应先根据需求查询记录，然后点击“浏览单阀报表”按钮，系统会将所查询的记录生成报表，如图4-10所示，点击界面上的“打印”按钮，自动打印报表。7创新点试验台液压系统综合了煤炭行业标准MT313-92《液压支架立柱技术条件》、MT97-92《液压支架千斤顶技术条件》对立柱及千斤顶试验的要求；以最简捷的液压系统实现了所需试验的所有功能；(3)试验时被试阀连接方便、简单、快捷；(4)试验过程由计算机控制，基本没有人为干预，试验数据由计算机记录，自动形成试验报告。(5)采用了双向自动增压技术，无需人工操作增压缸换向，操作简便、提高效率。用油压溢流阀和调速阀对系统压力和流量进行连续