基于液压缸的盘旋管测试系统设计

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飞机液压系统正在向着高速、高温、高压的方向发展.而疲劳破坏与飞机液压系统设备安全之间的矛盾也 日益突出 根据统计 ，液压机械零件的破坏 50%～90%是因为疲劳破坏.特别是近几十年来.随着机械向高温、高压和大型化方向发展 ，机械的应力越来越高，使用条件越来越恶劣.疲劳破坏事故更是层出不穷 而在飞机液压系统巾.执行机构在运动过程巾.与其连接的液压导管都有比较大的范围摆动，受温度范围、可靠性 、寿命等因素的影响，液压软管不能满足其使用要求，相比于软管、金属盘旋管有-定的优势。因此，对金属盘旋管的疲劳研究是很有必要的1 系统的设计原理及其硬件图 1为系统实验台的液压原理 图 从 图中可以看出，加载机构是由换向阀 6和液压缸 10组成的.液压缸的进出口油路均连接外径为 6mm、8mm和 10ram不收稿 日期 12013-03-04作者简介：毛建智(1987-)，男，甘肃嘉峪关人，在读硕士研究生，主要研究方向为机械电子工程、检测技术与自动化装置。

图 1 液 压 原 理 图同规格盘旋管。试验时，盘旋管内要求充人 21MPa的液压油.且直管段的-端相对于另-端按特定的规律摆动.盘旋管转动角度的正负由换向阀控制 当电磁铁DI、D2无信号输人时，由于换向阀6采用Y”型中位机能，进油口P关闭，工作油口A、B与回油口T相通。此时液压缸保持原位(水平)；当Dl得到电信号时.压力油经单向节流阀人油缸右腔.左腔油经单向节流阀至回油 T，实际系统中此时对应盘旋管转动角度为负值：15液 压气动 与密封/201 3年第 07期当D2得到电信号时。压力油经节流阀入油缸左腔.右腔油经单向阀至回油T.此时对应盘旋管转动角度为正值 .如此通过控制换向阀使得液压缸带动盘旋管规律运动，从而达到试验初步要求 溢流阀2是-个闭环自动控制元件，其输入量为弹簧预调力.输 量为被控压力 ，被控压力反馈与弹簧力 比较 .自动调节溢流阀的节流面积，使被控压力基本恒定将试验台硬件按照功能要求分为三部分：液压油源、试验台体和电气控制台 部分，各部分功IIIH下：(1)液压油源：该部分主要为盘旋管弯曲试验台供油，主要南电机、液压泵、液压油箱、油滤等组成：(2)试验台体：试验台体是整个试验台的核心组成部分，主要南试验件、加载驱动机构、液压阀件及液压管路等组成，如图2所示：图 2 试 验台三维图(3)电气控制台：该部分由工控机、数据采集卡、电缆线 、控制软件等构成-个系统.其中T控机是整个测试试验系统的核心.在程序控制下对测试试验过程进行集中协调控制 .并对所采集的测试试验数据进行显示、存储、实时分析及后续处理2 系统的软件设计试验臼的软件部分是试验台的关键组成部分 .它负责用户和试验 台的沟通 、数据处理 、数据 管理 、自动控制等多个功能。本试验采用 Labwindows开发环境 .由于篇幅有限.只介绍了软件设计中两个相对重要的部分 .多线程和数据库2.1 多线程进行数据采集的程序中.数据采集是对时间要求严格的任务，它很可能被用户界面的任务打断，而在Labwindows程序中，使用多线程技术.程序员可以将数据采集操作放在-个线程中.将用户界面处理放在另- 个线程中。这样，在用户对界面进行操作时.操作系统将进行线程切换 .为数据采集线程提供完成任务所16需的时间。本试验台使用异步定时器机制的多线程，值得 注意 的是 .在使用 异步定 时器 的时候 .南于Labwindows的异步定时器是驱动 Wind0ws多媒体定时器来实现异步定时器 同调 函数 .所以用户可指定 的最袖隔必须小于系统的可用最大分辨率.否则会产生不可预知的行为.推荐设定的时间间隔不要小于 10ms。

2.2 数据库ODBC(开放数据库互连)，实际上是-个数据库访问库。通过 ODBC可以使数据库的更改变得非常容易。

本文采用的 LabwindOWs SQL T具包.并配合 MicrosoftAccess2000作为数据库进行配置SQL Toolkit数据库的操作过程由下列步骤组成：(1)安装Labwindows SQL工具包和Microsoft Ofice中的Acces.进入计算机控制面板管理T具中的数据源(ODBC)中，配置相关数据，比如：数据源的名字以及数据源的地址：(2)将 SQL工具包安装目录下的 CVi db.fD添加到Labwindows工程文件 中：(3)连接数据库，激活 SQL连接，处理 SQL语句，断开 SQL连接.断开数据库3 结论金属盘旋管测试试验台在试验初期经过 了大量研究.由于在飞机液压系统中.盘旋管技术国内外的研究比较少，试验台在开发过程中遇到了很多问题 参考SAE ARP584、SAE ARP4146技术标准以及使用方提ft的相关要求 .通过对盘旋管的加载力以及加载驱动机构的确定.在后续紧张的机械设计和测控系统软硬件设计使得整个项目顺利完工.经试验.最终符合设计要求