低成本液压维修试验台研制

时间：2024-07-28

陈大翠(四川川交路桥有限责任公司 618300)

低成本液压维修试验台研制

陈大翠
(四川川交路桥有限责任公司 618300)

本文在多年对工程机械液压泵和液压马达维修经验总结的基础上，详细分析了影响液压泵和液压马达性能的主要因素，针对其主要因素，研制出一种实验台，详细介绍了其工作原理，测试方法，及其扩展。

低成本；试验台；研制

由于现代科学技术的日新月异，我国工程机械种类的繁多，而工作方式又非常特殊，绝大部分工程机械有液压系统。但我国液压技术的发展滞后，大部分上档次的工程机械均配备进口液压件总成，甚至有的将其整个液压系统照搬过来。在使用中，不管是正常磨耗，或是不正常损坏，对工程机械液压部分的维修比例越来越大。但我国的维修行业，较深入掌握液压知识，并对液压系统的使用维修具有丰富经验的人才不多，特别是进口液压系统，又缺少必要的校验、检测设备，加之进口液压件在我国的售价居高不下，并且液压元件的配合精度较高，故很多维修人员维修液压设备后，没有办法确定其修理的完好程度；目前我国有部分国产液压检测设备，成本仍需几十万元，进口的检测设备上百万元，给液压设备的维修带来一定的阻力。据此，研制一种低成本而又能完成液压设备主要性能检测的液压检测设备是非常适用的。该设备成本在十万元以内，用国内液压元件便可达到要求。主要测试进口、国产液压泵及液压马达的主要性能，配备部分附加装置，便可检测组合阀的性能，还可实现计算机监控。

一、试验系统设计

1.1 设计要求

液压泵、液压马达试验台试验系统设计，要考虑以下几方面问题：

（1）功能要求试验台不仅要满足必要的被测试液压泵、液压马达的功能和性能的试验要求，还应保证试验用油液的固体颗粒污染等级满足要求，尽可能增加过滤系统纳污能力，减少清洗或更换滤芯的频次。

（2）使用要求试验台的几何尺寸必须符合人的生理特点。用于显示读数或图像的元器件需位于人的视野范围之内或视野中心，以便观察读数准确而及时；各种按键，手柄等需要通过手的动作进行操作的元件和结构，必须位于操作者在工作位置上手的运动范围之内，以便操作及时，方便，省力。同时，在考虑到试验台的制造成本前提下，追求试验台的美观，漂亮，布局合理，没有临乱感。

（3）试验台要完成以下项目的试验：液压泵、液压马达的在规定的转速和规定压力下的流量、容积效率以及其最高压力等。

1.2 试验系统工作原理

图 1为所设计的液压试验台工作原理图，它由动力部分、被测部分、控制部分、辅助油路控制部分、过滤散热部分等五大部分组成。

1.被测试液压泵或液压马达 2.桥式组合阀 3.动力部件 4、5、6、7.逻辑阀 8、9、21.截止阀 10.流量表 11、13.溢流阀 12.辅助油泵 15.减压阀 16.过滤冷却系统 17.油箱 18、22、23.压力表 19、20.快换接头 24.单向阀 25.转速表

动力部分3由内燃发动机和变速器组成。发动机和变速器均可用闲置的车用或工程设备用发动机和变速器改装，功率在100千瓦至180千瓦范围均可，成本在1万元至2万元之间，速度在600转/分至3000转/分范围内连续可调，并可实现正反转，可满足不同规格的，不同旋转方向的液压泵和马达在不同转速下的流量，从而满足测试要求。而用三相异步电动机为动力，虽可实现正反转，但其转速固定，功率变化范围非常有限，满足不了测试要求。若要配备变频调速，成本至少在10万元以上，并且要配备200KW以上变压器供电，对使用场地要求严格。按照二者的成本比较，不言而喻。

被测部分 1由被测液压泵或液压马达组成。若是闭式油路，其补偿油由辅助油路控制部分提供；若是测试液压马达，因液压泵的一项就是马达，可把马达作为液压泵，从而测试其相关性能参数。

控制部分由桥式组合阀，截止阀8、9，流量表10，溢流阀11，单向阀24等组成。主要控制被测液压泵或液压马达的吸油端和压力油端，使被测元件的出油端始终经过截止阀8和流量表10，从而测试被测元件的压力与流量。当快换接头20为吸油口时，则快换接头19为压油口，逻辑阀5、6的电磁阀得电而道通，逻辑阀4、7失电而止，低压油从阀6到快换接头20进入被测元件，压力油由被测元件出油口经快换接头19，阀5流入截止阀8，经该阀减压后，流入流量阀，再流入吸油端，形成闭式系统；若为开式系统，则打开止阀9，从而测试两种系统的压力与流量。同理，当快换接头19为吸油口，而快换接头20为出油口时，逻辑阀4、7得电而道通，逻辑阀失电而止，低压油从阀4到快换接头19进入被测元件，压力油由被测元件出油口经快换接头20，阀7流入截止阀8，经该阀减压后，流入流量阀。

辅助油路控制部分由液压泵12，溢流阀13，减压阀15，以及相关的仪表等组成。其用途是在闭式系统中，补偿闭式系统内泻而造成的油量及油压损失。减压阀可调节不同闭式系统所需的补偿油压，从而满足测试需求。该部分油液也可作先导控制。

过滤散热部分由旁路过滤、，吸油过滤，回油过滤，以及专有的散热过滤部分组成，从而保证油液的清洁和温度的恒定，使试验系统性能更加稳定。

二.试验过程

在图A和图B中，泵的有效输出流量或马达的有效流入流量受到压力和转速的影响，容积效率表现为相对于理论值的偏离；在图C和图D中，直接表现出了容积效率。实际上，单纯的泄漏损失随压力的增大而增大，如图 E，而转速在这方面影响很小。当容积效率以百分数给出时，与转速密切相关，尤其在低速范围内。就变量泵和马达而言，除了考虑工作参数压力P，转速N和粘度以外，还必须考虑变量角，如图F，其容积效率随配流盘的倾角的增大而增大。

根据液压泵的容积效率W，泵的理论流量q#,泵的实际流量q,泵的泄漏量q$,泵的排量V，泵的转速n之间的关系，即q#=n*V,q= q#- q$,W=q/ q#=( q#- q$)/ q#,测试出q,计算出容积效率W。

将被测试液压泵或马达安装于试验台工装上，连接好各管路，并让各管路充满油。启动发动机，启动辅助控制油路，检查无误后，结合动力离合器，并同时打开各相应电磁阀，观察其空载运行是否正常。当温度和其它情况均正常后，把转速提到额定转速，慢慢调节阀 8加载。当压力达到额定压力的三分之二时，读取此时的流量计算出此时的容积效率；调节阀8，使压力分别达到额定压力，和超出额定压力的 15%，分别读取其流量，计算出其容积效率。这些数据与生产厂商的产品技术参数比较，判断其性能优劣，可用否。