液压气动元件综合试验台的设计及实现

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平板拖车在使用过程中，由于负载较重，液压气动元件磨损速度快，当其磨损到-定程度后，需要对其进行修复，否则将会给平板拖车的行驶带来安全隐患。为确保修理后的质量，需要对修理后的液压气动器件进行相关台架试验，以检测其相关的技术参数是否满足使用要求。对于平板拖车用户而言，其液压元器件和气动元器件的种类和数量都较多，不可能为各分器件配备相应的试验台架，而目前还没有综合的液、气元件试验台配备到平板拖车使用单位，给他们的维修带来诸多不便。

本文所探讨的液、气元件综合试验台能完成相关液压和气动元器件所规定内容的快速测试，并能实现测试数据的自动采集和输出，最终实现测试结果的自动判断。

1 被试件的测试需求根据平板拖车的液压气动元件的维修需求，试验台需要实现对 12种产品29个项 目进行单项或任选项 目的组合连续 自动测试。例如对转向油缸的输入输出压力测试，从而实现对其泄露量进行测试；对油泵的输出压力、转速及流量等进行测试，进而实现对其容积效率进行测试。对气制动阀、续动阀、手制动阀、四回路保护阀、挂车控制阀、紧急制动阀、自动排水调压阀等的输入输出压力进行测试，从而判断是否泄露，同时，试验台能通过各传感器单元对被测件实时自动监控，测试结束后，能保存测试结果并打印出相应的测试报告等。

2 液压气动试验台的总体构成液压气动元件综合试验台包括液压系统、气动系统、传感器组件和控制采集系统等构成，可以实现对液压元件和气动元件修复后的性能试验。液压系统包括：油箱、油滤、油泵、单向阀、流量计、三位四通阀及流量阀等构成；气压系统包括：收稿El期：2013-03-22作者简介 ：张华，1972.8月出生，男，汉族，河南，高级工程师，主要从事计量测试、装备检测及装备保障技术研究。

空压机、储气罐、过滤器、减压阀、油雾器及 电磁阀等构成；传感器组件包括：油压传感器、气压传感器、流量传感器及转速传感器等构成；控制采集系统由控制、采集电路及计算机控制、数据处理程序等构成n 。

3 液压气动试验台的工作原理3.1 试验台控制系统工作原理该试验台包括液压系统元件的试验及气动元件的试验两部分，共用-套计算机采集控制系统。液压系统的控制采集原理是通过磁力启动器控制电机，利用计算机的控制系统打开电磁阀，开始液压系统的元件测试，通过压力传感器、转速传感器、流量传感器等采集被测元件的相应信息，通过计算机采集所需的数据，然后由数据处理系统进行数据的处理，进而实现对液压元件的性能测试。

气动系统的控制采集原理是通过磁力启动器启动气泵，利用计算机的控制系统打开气动阀，开始液压系统的元件测试，通过输入与输出压力传感器采集被测元件的压力信息，采用计算机采集所需的数据，然后由数据处理系统进行数据的处理，从而实现对气动元件的性能测试。由于气动元件的测试其控制和采集系统的原理框图如图1所示。

图1 液、气元件综合试验台原理框图175液压气动元件综合试验台的设计及实现 张华，等3.2 液压 系统的工作原理液压系统的功能是实现对液压油缸和液压油泵的性能测试试验，判断其性能是否满足规定的技术指标要求，其主要结构是由油箱、单向阀、电机、液压泵、油滤、三位四通阀、截止阀等构成；其原理框图2所示 。

、 - 、。 之★- 、. ，-.L图2 液压系统工作原理框图对于液压系统的测试以被测油缸向右运动为例介绍其测试方法如下：测试工况：测试油缸装好后，启动系统电机 3，关闭电磁阀11，系统加载，根据油缸活塞运动方向，分为左右两种运动方式，以油缸向右运动为例，接通三位四通阀25右边电磁铁：进油路：油箱1-油滤2-液压泵4-油滤5-单向阀6-三位四通阀25左腔-液控单向阀2 截止阀34被试油缸 35左腔：回油路：被试油缸35右腔-截止阀30-液控单向阀26-三位四通阀25左腔-油滤7-油箱1：被测油缸左右两腔压力同时也可由压力传感器28、31测量，并由测量线路-A/D采集卡-工控计算机保压工况：在保压过程中，由液控单向阀确保液压缸中的液压油与回路中液压油隔离，如果压力表或计算机数采系统显示油缸中的压力有变化，则说明有泄漏。被测油缸的输入与输出压力由压力传感器测量，经过放大后由A/D采集卡采集和模数转换后由工控计算机进行数据处理和图形化显示，从而判断其是否泄漏。

3.3 气动系统的工作原理气压系统的功能是实现对气压元件气制动阀、续动阀、手制动阀等的性能测试试验，其主要结构是由空压机、主管过滤器、贮气罐、干燥器、三联件、二位二通换向阀、截止阀、减压阀、、截止阀、消声器等构成；其工作原理框”如图3所示。

当被测气动元件在测试台面上固定好，连接好管路后，打开控制开关，接通电磁阀6，启动空气压缩机。

气路：空压机1-主管过滤器2-贮气罐3-干燥器4-三联件5-二位二通换向阀6-截止阀7、11-减压阀12-被测元件16-截止阀19/22/25/28--消声器29。

在无负荷条件下，通过关闭气动元件出气 口，定时保压，测量被试元件入口压力降，定性判断气压元件泄漏情况。根据被测气压元件对通入气体压力大小的要求加压 (不同元件要求176的入 口压力不同)，当达到要求的压力后，测量元件入口压力P1，之后关闭进气通路，测量元件入口压力值P。使被测元件保压 10分钟，在 1O分钟内，每隔10秒钟测量元件入口压力-次，共测得 60个压力数据。设保压 10分钟时测得的最后-个入口压力为P2。依据上述测量结果，可以画出气压元件在保压1O分钟内的压力变化曲线P-c。并可计算出此间的压力降A PP1-P2，从而判断是否泄漏。

L - - .. --Jq毗 图3 气压系统工作原理框图5 液压气动试验台的软件设计5.1 软件设计平台的选取软件系统采用Windows2000操作系统，其具有图形用户界面和支持32位程序开发，可 以提供安全稳定的操作环境；测试开发软件采用LabWindows/CVI软件平台，该软件平台是美国NI公司基于c语言的软件开发的，适用于 自动测试、自动控制和信号分析处理的软件开发。该软件的优点表现在其硬件的控制和数据的处理能力，易于实现对硬件的图形化操作，界面友好；而采用Microsoftword是 因为其具有强大的编辑 功能。因此，采用的软件开发平台工具有：(1)操作系统：Win-dows XP操作系统，(2)开发语言：LabWindows/CVI，(3)测试报告生成：Microsoft Word。

5.2 软件的结构设计本系统软件分为主程序控制拈、数据采集与控制、显示拈、存储拈及后处理拈，如图所示。数据采集拈主要是实现数据的采集和优化。软件系统的结构如图4所示。

l 藏压、气动元件综舍试t台-控系蛾救件 l出墨控- 1 l 冀鲁采囊 1 囊曩楚曩图4 软件结构图在软件系统设计过程中，采集数据时由于受外界的干扰等原因，可能会使系统出错，我们用连续采样多次求平均值的办法予以滤除。同时将所采集的数据剔除最大值和最小值，再取平均值，这样可以很大程度上消除快速随机的干扰影响～采(下转第179页)