液壓系統(tǒng)目前已經廣泛應用于部隊武器裝備、民用設備、航空航天等領域中,液壓系統(tǒng)的故障機理分析、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術也日趨成熟。但是,對液壓系統(tǒng)分析、監(jiān)測與診斷技術需要到工程實踐中進行可靠性檢驗,一般檢驗周期長,成本高。多功能液壓試驗臺能模擬液壓系統(tǒng)常見故障,加速設備運行,縮短檢驗周期,降低成本,縮短診斷理論、技術到工程應用轉化時間。下面經實驗,多功能試驗臺運行可靠、穩(wěn)定,能全面模擬液壓系統(tǒng)、液壓元件特別是液壓泵、液壓缸的故障,并可運用嵌入在試驗臺中多種傳感器實現多源信息采集,能有效地為液壓系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術的研究提供科學實驗基礎和科學的數據、信息依據。

多功能液壓試驗臺組成與特點

多功能液壓試驗臺能全面模擬液壓系統(tǒng)常見的各類故障,并可運用嵌入在其中的加速度、壓力、流量、溫度、液位、污染度、位移等多種傳感器檢測液壓系統(tǒng)在正?；虍惓顟B(tài)下的各種信息,可為液壓系統(tǒng)、元件的故障機理分析、狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術積累信息,提供數據。

1)多功能液壓試驗臺組成

多功能液壓試驗臺的原理如圖1所示,部分元件結構如圖2所示。試驗臺液壓泵4由75 kW交流電動機驅動。溢流閥7 為安全閥, 8、11為二級調壓閥,調節(jié)試驗臺最高工作壓力。電磁換向閥12、單向節(jié)流閥13、14,節(jié)流閥17、18、19、液壓缸20、溢流閥23構成液

壓缸故障模擬系統(tǒng),流量計15、16、21,壓力傳感器31、33、34構成液壓缸測試系統(tǒng)。電磁換向閥25和溢流閥28模擬溢流閥和電磁閥工作。

2）多功能液壓試驗臺特點

多功能液壓試驗臺工作最高壓力24 MPa,系統(tǒng)最大流量為91 L /min,能夠完全模擬工程機械、武器裝備液壓系統(tǒng)、元件(尤其是液壓泵和液壓缸)故障;采用背壓方式產生液壓缸工作負載,降低了成本;系統(tǒng)采用模塊化設計,可擴展性強,系統(tǒng)維護簡單。

多功能液壓試驗臺功能

多功能液壓試驗臺用來模擬液壓系統(tǒng)及液壓元件在工作中發(fā)生的常見故障,并對其運行的狀態(tài)信息、故障征兆進行檢測。具體功能為: ①液壓泵故障模擬與檢測; ②液壓缸故障模擬與檢測; ③溢流閥和電磁閥檢測; ④液壓元件、系統(tǒng)故障加速。

1）液壓泵故障模擬與檢測

液壓泵常見故障為磨損和氣穴,齒輪泵是最常見的液壓泵,本文以齒輪泵為例研究液壓泵故障模擬與檢測。齒輪泵磨損又分為齒輪磨損和側板磨損。齒輪磨損故障設置是通過人工打磨主動齒輪上輪齒的嚙合面,使其嚙合曲線失形,人工模擬磨損,如圖3a所示。側板磨損故障設置是根據齒輪泵的出油口工作壓力高,磨損概率大的特點,人工打磨側板靠近出油口端的端面,形成側板偏磨的故障,如圖3b所示。氣穴故障設置是通過調整多功能液壓試驗臺中的節(jié)流閥3 (圖1) ,使其開口度變小,并將齒輪泵進油口擰松,造成進油口吸入空氣,形成氣穴。

液壓泵故障檢測過程:截止閥24、27關閉,電磁換向閥12位于中位,液壓試驗臺工作在液壓泵的檢測狀態(tài)。電機開啟后,泵工作,油液從油箱1、截止閥2、節(jié)流閥3進入液壓泵4,經流量計6、溢流閥7和8、流量計9、濾油器10回油箱。溢流閥8、11調節(jié)液壓泵的工作壓力。液壓泵的狀態(tài)信息由粘接在液壓泵的多路振動傳感器(如圖4) 、轉速計29、流量計6、9、壓力傳感器35、油箱中的液位、溫度等傳感器獲取。

2）液壓缸故障模擬與檢測

液壓缸檢測過程:截止閥24、27關閉,液壓試驗臺工作在液壓缸檢測狀態(tài)。液壓缸正向行程時,電磁換向閥12工作在右位,油液從油箱1、截止閥2、節(jié)流閥3、液壓泵4、流量計6經過電磁換向閥12右位進入單向節(jié)流閥13、流量計15進入液壓缸的無桿腔,有桿腔的油液經過流量計16、單向節(jié)流閥14、電磁換向閥12的左位、流量計21、溢流閥23、過濾器10回油箱。反向行程時,電磁換向閥工作在左位,油液流向相反。調節(jié)溢流閥23,液壓缸產生不同的背壓,模擬液壓缸的工作負載,測試液壓缸不同負載下的動態(tài)特性曲線,研究液壓缸的運行規(guī)律。

液壓缸泄漏故障模擬由節(jié)流截止閥17、18、19實現。調節(jié)節(jié)流截止閥17開口度模擬液壓缸的內泄漏,調節(jié)節(jié)流截止閥18、19開口度模擬液壓缸二腔的外泄漏。液壓缸爬行通過增加負載和泄漏實現。

3）溢流閥檢測

電磁換向閥12位于中位,截止閥24、27開啟,液壓試驗臺工作在溢流閥、電磁閥檢測狀態(tài)。電磁閥25控制溢流閥工作狀態(tài),通過不斷更改電磁閥25工作狀態(tài),檢測溢流閥和電磁閥性能。

4）故障加速

在對液壓系統(tǒng)進行狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷時,往往需要監(jiān)測系統(tǒng)從正常到異常故障狀態(tài)的運行過程。如系統(tǒng)正常磨損運行,監(jiān)測時間長,成本高。在液壓試驗臺液壓油中加入少量水、固體顆粒物可以加速系統(tǒng)磨損,縮短監(jiān)測時間。液壓油中水、顆粒污染一方面由嵌入在液壓試驗臺污染度傳感器檢測,另一方面通過定期抽取回路液壓油油樣,由潤滑油液檢測實驗室分析

污染情況、設備磨損狀態(tài)并監(jiān)測系統(tǒng)運行。

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