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液压综合试验台设计樊涛１，２，牛晓华１，２，３，吴兆迁１，２（１．国家林业局哈尔滨林业机械研究所，黑龙江哈尔滨１５００８６；２．中国林业科学研究院新技术研究所，北京１０００９１；３．东北林业大学，黑龙江哈尔滨１５００４０）摘要：介绍了计算机辅助测试液压综合试验台的系统设计、工作原理及主要技术指标。
该试验台综合了液压泵、液压阀和液压缸专用试验台的性能，达到了一机多用的目的，还具有测试数据自动记录和处理、测试数据准确可靠及方便等特点。
关键词：试验台；计算机辅助测试；测试参数中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４４６２（２００８）０８－００３１－０３ＤｅｓｉｇｎｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＧｅｎｅｒａｌＴｅｓｔＳｔａｎｄＦＡＮＴａｏ１，２，ＮＩＵＸｉａｏ－ｈｕａ１，２，３，ＷＵＺｈａｏ－ｑｉａｎ１，２（１．ＨａｒｂｉｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＭａｃｈｉｎｅｒｙ，ｔｈｅＳｔａｔｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＨａｒｂｉｎＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ１５００８６，Ｃｈｉｎａ；２．ＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９１，Ｃｈｉｎａ；３．ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨａｒｂｉｎＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ１５００４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ，ｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｍａｉｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒ－ａｉｄｅｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｇｅｎｅｒａｌｔｅｓｔｓｔａｎｄａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｔｃｏｍｂｉｎｅｓｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｔｅｓｔｓｔａｎｄｓｓｐｅｃｉａｌｌｙｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｕｍｐｓ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｖａｌｖｅｓａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒｓａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｓｅｖｅｒａｌｐｕｒｐｏｓｅｓ．Ｔｈｅｓｔａｎｄａｌｓｏｆｅａｔｕｒｅｓａｕｔｏｍａｔｉｃｒｅｃｏｒｄｉｎｇａｎｄｈａｎｄｌｉｎｇｏｆｔｅｓｔｄａｔａ，ａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｅｓｔｄａｔａａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｓｔｓｔａｎｄ；ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ａｉｄｅｄｔｅｓｔ；ｔｅｓｔｄａｔａ随着科学技术的不断发展，液压技术在各个领域得到了广泛的应用，尤其在林业机械方面正发挥着越来越重要的作用。
汽车液压动力转向器试验台测控系统设计与开发摘要:随着科学技术的发展,我国人民生活水平的日益提高,越来越多的人开始重视汽车的开发研究。
众所周知,车辆液压助力转向器实验台也是目前实现了车辆的相应技术研究开发与性能试验等工作能力的一个主要试验装置,该试验设备装置的成功问世也为开发车辆技术提供了对相关的汽车部件参数的科学合理的选择方法和对新能源车辆参数的配置优化等技术方面有力的支撑保证,不仅是如此,试验台装置还在很大一定的程度意义上也提高到了相关车辆技术的研究开发效益。
关键词:汽车液压动力转向器测控系统研究试验台开发引言发展节能新车市场业已被上升至为一项国家战略,对于进一步减轻汽车行业环保污染与企业能耗压力,促进我国汽车行业的转型与升级,有着其重大意义。
但目前中国的汽车行业发展还仅仅处在一个刚开始起步的阶段,科技水平并不十分领先,在关键整车零部件以及一些重要汽车零配件产品的研究开发设计与批量试生产的过程发展中技术瓶颈突出。
车辆试验台系统的最终控制系统建立,可以被直接地用于完成对试验车辆整机零件总成及其他关键零部件总成等部件进行的安装调试、标定检验和车辆其他零部件各项及整机特性参数的试验检测,进而可以大幅地缩短汽车整机零部件测试装配与调试标定等的工作时间点和人员工作量,减少了风险投入与成本。
一、试验台基本结构汽车试验台系统主要由汽车机械部分系统与汽车测控仪表系统二部分构成。
车辆试验台系统是一个相当复杂庞大的试验系统,它设计不复杂但却需要能够模拟各种车辆的不同工况的正常行驶的工况条件和车辆工作的模式,同时还能够用来对各种车辆的重要的零件性能进行检测。
试验台项目建设初期的主要目标将是建立一个完全可以独立实现的新能源汽车试验研究的综合平台,涵盖了混合电动力、纯混合电动、燃料电池汽车以及纯电动混合汽车中的电控混合电驱动转向系统、复合制动系统技术以及汽车核心底盘动态控制等技术方面的试验研究开发与试验。
试验台由控制器、发动机、开关磁阻电动机、电源、电磁离合器、自动变速器、车轮、ABS制动器、齿轮减速器、直流电力测功机、惯性飞轮和传感器等组成。
低压液压泵试验台及液压系统的设计与实施低压液压泵试验台及液压系统是用于测试和评估液压泵的性能和可靠性的重要设备。
设计和实施一个高质量的低压液压泵试验台及液压系统是确保液压设备正常运行的关键。
本文将从设计和实施两个方面来探讨低压液压泵试验台及液压系统的相关问题。
设计部分：1. 设计参数的确定：根据实际应用需求以及液压泵的规格和性能要求，确定试验台所需要的设计参数。
包括流量、压力、温度等参数的设置。
同时，还需确定试验台的工作范围和精确度。
2. 设计流程图和系统布局：根据设计参数，画出试验台的流程图和系统布局图。
流程图可以清晰地展示液压系统中各个部件的工作流程和连接关系。
系统布局图则可以更直观地展示试验台的整体结构和各个部件的布置。
3. 选择液压元件和材料：根据设计参数和系统要求，选择合适的液压元件和材料。
液压元件包括液压泵、阀门、油缸等。
合适的液压元件和材料能够保证系统的稳定性和可靠性。
4. 安全措施考虑：在设计过程中，要考虑安全措施的设计。
这包括泄漏、爆炸和过载等安全问题的预防和解决方案。
控制阀、保护装置和压力传感器等可以用来监测和保护试验台的安全运行。
实施部分：1. 部件采购和装配：根据设计图纸和参数，购买相应的液压元件和材料。
同时，对购买的元件进行装配，确保各个部件的连接正确牢固。
2. 系统调试和优化：在试验台组装完成后，对整个系统进行调试和优化。
包括检查管路的泄漏情况、调整液压泵的工作参数、检测系统的流量和压力等。
通过不断调整和优化，确保试验台的稳定性和准确性。
3. 运行测试和性能评估：在系统调试完成后，对试验台进行运行测试和性能评估。
通过模拟实际工作条件，检测和评估试验台的流量、压力、温度等参数是否满足设计要求。
同时，也可以进行负载测试和长时间运行测试，评估试验台的耐久性和可靠性。
4. 系统维护和保养：在试验台正常运行后，要建立定期维护和保养计划。
定期检查液压元件的磨损情况、更换液压油以及清洗管路等，确保试验台的长期稳定运行。
液压泵试验台系统设计摘要：设计了一种液压泵试验台系统，包括液压系统、电控系统和计算机测控系统，对系统的相关元件进行了选型，整个系统简单实用，能可靠、快捷地对液压泵的性能参数进行测试。
关键词：液压泵试验台；液压系统；电控系统；计算机测控系统；1、液压技术的背景我国的液压泵的发展与我国液压工业发展是完全同步的，大致经历了三个阶段，每个阶段大致为12年左右。
第一阶段是从1965年到1978年左右，这一阶段为创建与自主开发阶段。
在70年末先后开发出通轴式轴向柱塞泵、内曲线式低速大扭矩液压马达、高压齿轮泵、球塞马达、叶片泵等等。
上海液气总公司下属液压泵厂、液压件厂、高压油泵厂等生产了各种规格的斜盘式、斜轴式轴向柱塞泵、叶片泵、径向式马达等等。
在这一阶段开发的CY、ZB泵迄今仍在我国的液压产品市场中，中高压领域占据着一定地位。
第二阶段是1978～1990年这一阶段是以引进国外先进技术为标志。
在78至87年引进的27项中有17项是液压泵的项目，包括重型柱塞泵、轻型柱塞泵与马达、斜轴式柱塞泵与马达、高压叶片泵与马达、齿轮泵、内啮合齿轮泵、双斜盘液压马达等等。
这说明通过这些引进，将我国生产液压泵的性能、参数上了一个台阶，基本上进入25～31.5Mpa的额定压力范围。
当然也说明我国液压泵的发展中与国际差距相比，泵方面的差距比阀的差距更大些。
然而在这一阶段，尽管技术引进产品性能有了发展，但消化并进一步开发上有差距，产品质量上与国外产品有差距。
第三阶段是1990年至今，这一阶段是以与国外著名厂商合资、合作与提高质量为中心，在国内生产的液压泵在性能与质量上都有相当程度的提高。
工程机械液压泵是在工程机械液压系统中为液压缸和液压马达提供压力油的一种液压元件。
由于当前工程机械需求量日益增加，市场对工程机械液压泵，尤其是高品质的工程机械液压泵的需求越发迫切。
对生产高品质的液压泵而言，性能测试是非常重要的环节，因此搭建性能良好的试验台非常关键。
图4 仿真与试验动态角速度响应回收与再利用系统仿真模型,用实验手段来分析所建模拟系统的动态响应。
仿真与试验动态角速度响应有一定的吻合性,为进一步分析车辆制动能量回收与再利用系统打下一定的理论基础。
参考文献:[1] 卢长耿.液压控制系统的分析与设计[M].北京:煤炭工业出版社,1991.[2] 王春行.液压控制系统[M].北京:机械工业出版社,2000.[3] 余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社,2003.[4] 战兴群.二次调节系统中液压蓄能器数学模型的研究[M].北京:中国机械工程,2001.[5] 陈华志.车辆制动能量回收与再利用系统及控制技术研究[D].北京:北京理工大学,2003.[6] 薛定宇,等.基于Matlab/S imulink 的系统仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2002.液压综合试验台及其监控系统的研究黄建龙,刘明哲,王 华The Development of Hydraulic Synthetic Test 2bed and Its Monitor and Control SystemHUAN G Jian 2long ,L IU Ming 2zhe ,WAN G Hua(兰州理工大学机电工程学院,甘肃兰州 730050)摘 要:为检验液压泵、液压马达和液压缸等产品的性能,设计开发了高精度、功能全面的液压综合试验台。
该文介绍了该综合试验台的工作原理及特点,液压综合试验台控制系统通过PLC 对该液压系统进行控制,试验台虚拟显示系统运用LabVIEW 进行模拟仿真,使实验更加便利,同时提高了系统的可靠性与经济性。
关键词:液压泵;液压马达;液压缸;实验台;PLC ;LabV IEW中图分类号:TH137 文献标识码:B 文章编号:100024858(2007)1020010203引言随着科学技术的发展,液压传动的应用范围也越来越广,而液压泵、液压马达和液压缸作为液压系统的动力元件和执行元件,是整个液压系统的心脏,其性能的好坏直接影响到整个液压系统,由于传统的性能检测方法都是以仪表和人工检测的,存在着精度不足和其他很多的不便,因此对其性能的精确检测和系统结构的智能化设计成为当今液压系统改造的主要目标。
基于此目标,本试验台采用的是开式可拆装液压传动系统,以传感器检测和PLC 技术为控制中心、以Lab 2V IEW 软件为监测中心来测试液压泵、马达和液压缸等液压元件的性能。
1 液压系统的结构原理及特点1.1 液压系统结构1)试验台所测试的内容 收稿日期:2007203230 作者简介:黄建龙(1951—),男,河南新郑人,教授,博导,主要从事机械成套装备及其自动化方面的科研与教学工作。
本试验台可以实现对国家标准规定的液压泵、液压马达和液压缸等动力执行元件主要性能的测试。
试验的项目主要包括液压泵的最大排量试验、效率试验、变量特性试验、低温试验、超速试验、超载试验、冲击试1液压与气动2007年第10期验和外泄漏试验;液压马达的气密试验、排量试验、效率试验、变量特性试验、冲击试验和外泄漏试验;液压缸的运转试验、最低启动压力试验、耐压试验、全行程试验、耐久性试验和负载效率试验等。
2)试验台的原理液压试验台的原理如图1所示。
本试验台主要由主泵、被试泵、加载马达、被测马达、加载液压缸和被测液压缸等组成,其中主泵采用双联齿轮泵,加载方式为溢流阀进行加载。
被试泵与电机之间、加载马达和被测马达之间都通过扭矩转速传感器来测其转矩和转速,在被试泵和被试马达的前后,分别设有温度传感器和压力传感器;并在其出口和卸流口装有流量传感器,被试液压缸旁装有压力传感器和高精度位移传感器。
图1 系统原理图3)控制及其实现本试验台是以机电液技术为基础,综合运用计算机技术、传感器技术、PLC 技术、比例控制技术、集成插装技术和虚拟技术等研制而成一种综合试验检测装置。
全部所测得数据都在LabV IEW 软件控制下由计算机自动采集处理,进而打印出报表和特征曲线。
1.2 试验台的特点本试验台是集液压泵、马达和液压缸的实验于一体的CAT 系统,结合了最新的液压技术、测试技术、数字信号处理技术和现代控制技术等理论,使实验更加便捷,所测数据也更加精确可靠。
为了测试不同的泵和马达,采用过渡连接结构即更换连接盘的方式,这样扩大了测试的范围;为了满足泵和马达的正反转,采取了整流阀块结构,使结构更加的紧凑;同时为了满足不同泵和马达的要求而通过溢流阀设计了多级加载系统。
2 液压试验台控制系统的设计2.1 传统的设计由于传统的试验台是以仪表和人工检测为基础,存在着精度不足,和其他很多方面的不便。
其控制部分大多通过继电器来实现,而继电器控制方式存在故障率较高、可靠性差、接线复杂、一旦接收完成就不易更改等缺点。
液压性能试验涉及的参数较多,精度要求较高,并且很多的参数需要间接处理,传统的方法很难满足其越来越高的要求。
2.2 PLC 控制系统的设计由于可编程控制器(PLC )既保留了继电器控制系统的简单易懂、控制精度高的特点,同时又有控制程序可随工艺改变、易于计算机接口、可靠性高、抗干扰能力强和维修方便等诸多高品质性能,使实验更加方便、直观、可靠。
本试验台采用的是SIMA TIC S72200系列PLC 作为控制系统的核心部件,型号为CPU 2226。
1)控制系统功能试验选择功能:(a )该试验台主要可以进行对液压泵、液压马达和液压缸的试验,每个实验都可以预先选择;(b )选定某个试验后,该试验可以自动进行,直到结束;(c )试验过程中如若发现异常(如超载或发生故障等),可随时中止试验,使系统恢复到原来的状态;(d )PLC 通过PC/PPI 编程电缆很方便地与计算计进行连接,来实现程序的上载与下载。
2)PLC 控制系统的设计(a )I/O 地址分配见表1。
表1 I/O 地址分配表编号输出点编号输出点I0.0启动按钮Q0.0电机4启动I0.1停止按钮Q0.1电机41启动I0.2被试泵流量试验Q0.21DT 通电I0.3测小负载被试泵Q0.312DT 通电I0.4测大负载被试泵Q0.411DT 通电I0.5被试泵卸载试验Q0.52DT 通电I0.6被试马达正转Q0.67DT 通电I0.7被试马达转速、转矩和流量试验Q1.78DT 通电I1.0被试马达压力试验Q1.014DT 通电I1.1试液压缸启动压力试验Q1.117DT 通电I1.2被试液压缸耐压试验Q1.216DT 通电I1.3被试马达反转Q1.315DT 通电I1.4试验中止Q1.43DT 通电Q1.513DT 通电Q1.65DT 通电Q1.76DT 通电112007年第10期液压与气动 (b )控制系统的程序。
梯形图是一种简易形象的语言,在形式上类似于继电器控制的电路,是目前应用最多的一种编程语言,整个实验控制回路的梯形图如图2所示。
图2 控制回路梯形图2.3 控制系统的实现在测试过程中,试验台通过传感器将一些性能参数信号输送到PLC 的AI 口,经过PLC 的处理后,再经由RS 2232实现与计算机的通信,PLC 接受到反馈信息,再根据程序来控制比例电磁阀;软件部分采用LabV IEW7.0Express 进行编程,通过调节其生成的可视界面上的各类按钮参数,进而实现对液压综合试验台的控制。
最终测得被试泵、马达和液压缸的性能,如验证排量、效率曲线、变量特性和超载性能等。
系统的控制结构图如图3所示。
图3 系统控制结构图3 液压试验台的虚拟显示系统本系统的软件是采用某公司的LabVIEW 开发完成的,其虚拟仪器操作面板是测控系统与用户交流信息的桥梁,通过面板上的按钮、开关以及显示窗口可以很方便的观察实时检测的结果以及操作系统的工作情况。
以液压泵性能试验的测控面板为例,其显示系统的压力2流量特性显示曲线、压力2效率曲线显示界面如图4所示。
试验过程中可以直接的观测测试过程中各主要参数的变化,通过编程得到其各种效率,进而生成实时曲线,并实现其结果分析。
同时还可以自动生成试验开始的时间,根据显示界面上的开关、暂停、保存记录等按钮来实现对试验的控制。
图4 液压泵性能试验显示系统4 结束语本实验台有以下优点:①本实验台将液压泵、液压马达和液压缸的实验集成在同一个试验台,节省了试验空间的同时,更重要的是满足了其经济性的需要;②通过PLC 的运用,提高了试验的精度,操作更加的方便;③采用LabV IEW7.0Express 进行编程并且生成可视界面,使试验更加直观;④整流阀块的运用满足了被试泵和马达的正反转的需求;⑤连接盘的设计,扩大了测试的范围。
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