液压导管脉冲试验系统设计.pdf

液 压 气 动 与 密 - ／ 20 1 6年 第 O 1 期 d o i l O ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 0 8 1 3 ． 2 0 1 6 ． 0 1 ． 0 1 7 液压导管脉冲试验 系统设计 杨 凯， 陈党伟 ， 罗 京， 韩树亮 河南航天T业总公司， 河南 郑州4 5 1 1 9 1 摘 要 该义主要论述了液压导管脉冲试验系统丁作原理 ， 该液压系统具有可靠性好 、 安全性高 ， 反应速度快的优点 ， 具有很强的使 用性 。 关键词 脉冲； 原理； 可靠； 安全 中图分类号 T HI 3 7 ． 1 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 6 0 1 0 0 6 0 0 3 De s i g n o f Pu l s e Te s t S y s t e m f o r Hyd r a u l i c Pi p e Y ANG Kai ,CHEN Da n g-wei , LUO Ji n g,HAN Shu -- l i an g H e n a n G e n e r a l C o mp a n y o f As t r o n a u t i c s I n d u s t r y , Z h e n g z h o u 4 5 1 1 9 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Th i s p a p e r ma i n l y t e l l s t h e wo r k i n g p r i n c i p l e o f t h e h y d r a u l i c p i p e p u l s e t e s t s y s t e m． Th e h y d r a u l i c s y s t e m h a s t h e a d v a n t a g e s o f g o o d r e l i a b i l i t y , h i g h s a f e t y a n d f a s t r e a c t i o n s p e e d ． Ha v e s t r o n g u s a b i l i ty． Ke y wo r d s p u l s e ； p r i n c i p l e ； r e l i a b i l i t y ；s a f e t y O 引言 液压导管 脉冲试验系统依据 G J B 2 8 3 7 9 7 ， 可以完 成常温脉冲试验 、 高温脉冲试验 、 低温脉冲试验 ， 主要 由控制气单元 、 液压系统单元、 电气测控单元 、 高低温 试验箱等部分组成。液压系统单元采用伺服控制方 式， 其脉冲发生系统设置单独油路， 将工作介质与试验 介质完全分开 ， 保证不 同试件对试验介质 的要求 。同 时系统设置单独的排液系统 ， 可 以方便 的进行系统清 洗 、 充液 、 换液 和试验件 的拆装 ， 实现介质 回收 。本系 统压力脉冲升率可在 2 5 0～ 2 5 0 0 MP s 之间按用户试验 使用需求连续调节， 同时具备压力波形实时显示功能， 并可以打印包含试验压力曲线的试验报告。液压交变 压力 0 ～5 5 MP a 范围 内任意可调 ， 压力控制精度 设定 值的 2 ％。 1 主要参数及性能 T作介质 X 6 D 一 3 0 0 ； 脉冲频率 0 ．5 1 ．3 H z 连续可调； 波形种类 T 形波 ； 水锤波 ； 正弦波 ； 三角波 ； 试验次数 1 0 0 万次 内可设定 ； 环境温度 1 2 0 0 C 6 o C； 环境温度2 一 5 5 5 ℃； 试验液温度 1 8 0 12 _ 6 2 ； 收稿 日期 2 0 1 5 0 7 0 2 作者简 介 杨凯 1 9 8 4 一 ， 女 ， 河南郸城 人 ， T程师 ， 学士 ， 主要从事液 压 气动系统的设计研究 T作 。 6 0 控制气源压力 0 ． 8 MP a ； 最大试验件数 2 ～6 4 t ； 试验件规格 D N 42 5 ， 长度 2 0 0～9 0 0 m m； 安装方式 被试件弯曲9 0 cc ， 被试件弯曲1 8 0 C ； 1 2 增 压 装置 增 压 比 1 4 ， 高压 腔 寿命 约 为 2 0 0 0 万 次 。 2 系统设计 2 ． 1脉冲动力部分系统设计 1 原理介绍 脉冲动力部分系统 如 图 1 所示 ， 由变量泵组件 序号2 为其提供动力源， 介质经压油滤 序号3 过滤 后供给伺服阀 序号 8 ， 系统 中蓄能器 序号 6 的设 置 主要保证供给油液压力 的稳定性 。脉冲压力 的产生 ， 是通过控制伺服阀 序号8 出口压力， 使增压缸 序号 9 左腔压力按照一定规律变化 ， 同时增压缸 序号 9 将 左腔压力放大四倍后传递到右腔 ， 为被试件提供所需 的脉冲压力。伺服阀 序号 8 出口压力的定量控制 ， 通 过设 置其输入 电流 的大小来实现 ， 输入电流按一定规 律变化 ， 伺服阀 序号 8 出口压力也会相应按照一定规 律变化。同时通过压力传感 器采集伺服 阀 序号 8 出 口压力 ， 通过电控系统逻辑判断， 控制伺服阀 序号 8 换向， 实现脉冲压力循环。通过设置伺服阀 序号8 输 人电流变化的快慢 ， 可以实现脉冲压力频率 的调节 ， 通 过设置伺服阀 序号 8 输入电流大小 ， 可以实现试验压 力 、 峰值大小 的控制 。脉冲压力 的变化规律可 以是水 锤波 、 正弦波 、 T型波 、 方波 、 三角波等 ， 也可 以根据用户 需求 ， 自定义波形 。 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． 0 1 ． 2 0 1 6 通过比例溢流阀 序号5 限制系统最高压力， 若比 例溢流阀 序号5 出现故障， 导致系统超压 ， 电磁溢流 阀 序号 7 迅速开启泄压 ， 保证伺服 阀 序号 8 安全 。 图 1脉 冲动 力部分系统原理 图 2 理论分析 已知条件 1 峰值压力 1 3 ． 1 2 5 MP a ； 2 作压力 8 ． 7 5 MP a ； 3 频率 1 ． 5 H z ； 4 升 2 5 0 MP a ～2 5 0 0 MP a ／ s ； 升率对应 的时问 T , 1 3 ／ 2 5 0 ～ 2 5 0 0 0． 0 05 2 0． 0 52 s 峰值至工作压力时间 f 峰值 压力一 工作压力 ／ 降率 0 ． 0 0 1 7 5 ～ 0 ． 0 1 7 5 s ； 工作压力至背压降率 工作压力一 背压 ／ 时问 2 58 ． 6MPa ／ s 。 根据以上计算绘制脉冲压力 曲线 如图2 所示 。 图 2 脉 冲压 力 曲线 2 ． 2脉 冲执行部分系统设计 脉 冲执行 部分系统 如 图 3 所 示 ， 由齿轮泵组件 序号 l 3 为其提供动力源， 将常温油箱 序号 l 1 或高 温油箱 序号 2 1 中的油液供给增压泵 序号 9 右腔 ， 增 压泵 序号 9 右腔压力 随左腔压力按照一定 曲线有规 律的变化 ， 为被试件 提供所需 的脉 冲压力 。试验过程 中气 控针阀 序号 2 0 一直处 于关闭状态 ， 试验完毕通 过远程控制将气控针 阀 序号 2 0 、 电磁 阀 序号 1 6 ． 2 、 序号 1 6 ． 3 打开 ， 试验介质 回流至相应油箱 。试验过程 中， 如果系统出现意外超压情况 ， 电磁溢流阀 序号 1 9 会接到信号即时打开泄压 ， 保证 系统安全 。同时系统 中设有单向阀 序号 1 5 ， 防止油液倒流 ， 损坏齿轮泵组 件 序号 1 3 等元器件。 被试件介质温度在常温与高温之间的切换可 以通 过控制气动球 阀 序号 l 2 来 实现 。高低温试验箱工作 温度范围 一 6 O ℃ 一1 5 0 ℃， 高温试验箱工作温度范 围 室 温 ～2 0 0 C， 当被试件试验环境温度超过 1 5 0 C 时 ， 必须 由高低温箱切换至高温箱 ， 保证试验环境所需温度。 图 3 脉冲执行部分 系统原理 图 3 结论 液压导管脉 冲试验系统是河南航天液压气动技术 有限公司总结多年设计理念， 在众多液压气动系统项 目研究和丁程实践经验的基础上 开发设计而成 ， 能完 全满足市场上软管组件常温脉冲试验、 高温脉冲试验 、 低温脉冲试验等试验需求。 参考文献 【 1 ] 成大先． 机械设计手册【 M】 ． 北京 化学工业出版社， 2 0 0 4 ． [ 2 】 雷天觉． 新编液压工程手册[ MI ． 北京 北京理工大学出版社， 1 9 9 8 ． 6 1 液 压 -m ． 动 与 密 封 ／2 01 6年 第 0 1 期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 6 ． 0 1 ． 0 1 8 堆料机夹轨器增加手动泵改造的设计 李建光 神华黄骅港务有限责任公司 ， 河北 沧州0 6 1 1 1 3 摘 要 夹轨器的设计资料 ， 目前还较为少见， 其设计的核心内容还为国外市场所垄断。该文从夹轨器的使用要求、 机械结构原理、 液 压系统工作原理以及三者之间的关系方面做了充分的研究 ， 为 日后夹轨器的设计和改造提供了理论基础和可借鉴的改造原则和技术 方案 。 关键词 夹轨器； T作原理； 液压系统 ； 手动泵 中图分类号 T H1 3 7 ． 5 1 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 6 0 1 0 0 6 2 0 4 The De s i g n o f T r a n s f o r m o f Ra i l Cl a mpi n g i n S t a c k e r wi t h Ha n d P ump L1 J i an gua n g S h e n h u a Hu a n g h u a P o r t S e r v i c e C o ． ， L t d ． ， C a n g z h o u 0 6 1 1 1 3 ， C h i n a Abs t r a c t T h e d a t a o f t h e r a i l c l a mp i n g i s r e l a t i v e l y r a r e， a n d t h e c o r e c o n t e n t o f i t s d e s i g n i s mo n o p o l i z e d b y f o r e i g n ma r k e t s ． T h i s p a p e r ma k e s o me r e s e a r c h o f t h e r e l a t i o n s a mo n g t h e u s e r e q u i r e s o f r a i l c l a mp i n g ，t h e me c h a n i c a l s t r u c t u r e p r i n c i p l e a n d t h e wo r k i n g p rin c i p l e o f h y d r a u l i c s y s t e m t o p r o v i d e a t h e o r e t i c a l b a s i s ， a a v a i l a b l e r e f o r m p ri n c i p l e a n d s o m e t e c h n o l o g y s c h e m e s f o r t h e f u t u r e d e s i g n o f r a i l c l a mp i ng． Ke y wo r ds r ai l c l a mpi ng； wo r ki ng pr i nc i pl e ； hy dr a u l i c s ys t e m； ha nd pu mp 0 引言 黄骅港一期堆料机 的行走夹轨器装置 ， 由Hi l l ma r T业公司设计制造 ， 其设计安全可靠 、 外形美观、 体积 很小 ， 属 于该公 司早期 的设计 ， 当时液压技术 不够发 达 ， 液压元件 的价格较为昂贵 ， 冈此 ， 该公 司设计 的手 动打开装置为机械式 的螺纹机构。黄骅港一期堆料机 存露天作业 已经十五年 ， 凶此这些螺纹机构 已经严重 锈蚀 ， 不再具有最初 的设计功能 。而今 H i l l m a r T业公 司依然有 同类 型的夹轨器产 品， 其手动打开装置采用 手动液压泵形式， 但是该公司对于小用量用户根本不 单独销售该配件 ， 仅仅出售整部夹轨器产品， 该产品的 价格为 2 0 万元人民币左右 ， 价格不菲 ； 实际上 ， 无论是 将该类产品的国产化还是将现存 H il l m a r 工业公司销 售的夹轨器的维修， 都需要将该类型的夹轨器从设计 上弄 明白 ， 从 而设计 国产 的夹轨器配件以及 整套夹轨 器产 品。为此 ， 黄骅港 2 0 1 5 年堆料机行走夹轨器增加 手动泵装置改造的设 计具有重要 的实际价值 ， 同时对 于国内同类产品的设计指导都具有重要意义。 1 堆料机行走夹轨器的加紧装置的设计 1 ． 1堆料机行走夹轨器的作用 黄骅港一期堆料机 m力为 4 0 0 0 t ／ h ， 其结构尺寸 如 图 1 所示。整体结构尺寸与重量均较大 ， 整体采用开式 传动的传动布置形式， 因此空间分布面积较大 ， 所以， 堆料机有所受风力较大 、 结构简单等诸多优点。由于 臂架重量较小 ， 故此堆料机采用整体式俯仰结构 。如 图 1 所示 ， 该结构简单 、 安全可靠 。根据夹轨器 的使 用 要求 ， 夹轨器能够抵抗 3 5 m／ s 的风力 ， 据此可 以求解 夹 轨器所承受的载荷。 1 ． 2 堆料机夹轨器载荷的确定 由图 1 可 以计算堆料机 的迎风面积 - ， 高度为 1 5 m， 收稿 日期 2 o 1 5 0 6 1 o 宽度大约为 7 m， 因此 迎风面积大约为 1 0 5 m 。根据起 作者简介 李建光 1 9 8 3 一 ， 男， 河北沧州人， T程师， 硕士， 主要从事有 重机设计规范 ， 3 5 m／ s 对应 的风载为 7 7 0 N ／ m ， 由此可得 限元分析T作。 出堆料机所受风力为 - - - 6 - - - - - - - 6 - - - - - - - - - 一- 卜 - - - 卜 - 卜 - - 4 - - -- 6 - - 一 - - - - 6 - - - - 卜 - - 4 - - - - - 一- 卜 - - 一 - - 一 - 一- - - 6 - - - - 卜 - - 4 - - ． 卜 - - - 4 - - - 卜 _ - ． 6 - 【 3 ] 王春行． 液压控制系统[ M 】 ． 北京机械工业出版社， 2 0 1 0 ． [ 8 】 张利平． 液压控制系统及设计 【 M】 ． 北京 化学T业出版社， 【 4 】 盛敬超． 液压流体力学【 M 】 ． 北京 机械工业出版社， 1 9 8 0 ． 2 0 0 6 ． 【 5 】 左健民． 液压与气压传动 第三版 [ M】 ． 北京 机械丁业出版 【 9 j 张利平． 液压传动系统及设计 【 M】 ． 北京 化学 业出版社， 社 ， 2 0 0 5 ． 2 0 0 5 ． 【 6 】 路甬祥． 液压气动技术手册【 M 】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 3 ． [ 1 0 ]张利平． 液压气动系统设计手册[ MI ． 北京 机械工业 出版社， 『 7 】 章宏甲． 液压与气压传动[ M1 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 3 ． 1 9 9 7 ． 6 2