李再有

摘要：为了加强煤矿井下设备用液压产品的出厂检验手段，提高液压产品的可靠性，开发设计了一种液压综合试验台，该试验台将液压系统与计算机数据采集及处理系统有效地结合在一起，实现了对测试数据的自动化处理和分析，提高了液压产品的出厂检验能力。该试验台检验精度高，工作安全可靠，操作方便。

Abstract： In order to strengthen the factory inspection methods of hydraulic products for under ground coal mine equipment and improve the reliability of hydraulic products， a kind of  hydraulic complex test bed was developed and designed. The test bed effectively combines the hydraulic system with the computer data acquisition and processing system， realizes the automatic  processing and analysis of test data， and improves the factory inspection ability of hydraulic products. The test bed is precise safe， reliable and easy to operate.

关键词：试验台;设计;液压系统;数据采集;出厂检验

Key words： test-bed;design;hydraulic system;date acquisition;factory inspection

中图分类号：TH137                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）08-0169-02

0  引言

随着我国科学技术的不断发展，液压传动与控制技术也日趋成熟，它被广泛应用于国民经济的各个领域，液压传动系统不但具有体积小、运行平稳，而且动态性能好，使用寿命长，更容易实现频繁换向等功能，因此又被应用于煤矿井下的各类支护、掘进、辅助运输等重要设备上，比如液压支架、掘进机、掘锚机、防爆胶轮车等。煤矿井下设备的液压系统主要由液压泵、各种液压阀、液压马达、油缸以及各种液压附件构成，这些液压产品的性能好坏直接影响着煤矿井下设备的液压系统运行效果，也决定了煤炭的开采效率。因此在煤矿井下用设备的生产现场需要有检验手段并设计出液压综合试验台，对各种液压产品进行出厂检验及性能测试，以提高其质量与使用可靠性。基于此目标，本文就介绍了一种液压综合试验臺的系统组成、工作原理以及技术参数，为各类型液压试验台的设计提供参考依据。

1  试验台的设计

1.1 试验台的系统组成及主要元件功能

液压综合试验台主要由电气控制柜、供油泵组、电磁控制阀组、调速阀、电磁溢流阀、操纵台、传感器、仪表、冷却器及其它液压附件等组成。该试验台的供油泵组由两台高压手动变量柱塞油泵和电机组成，可以根据实际试验需求开启一台或两台油泵，调节柱塞泵的变量手轮可方便改变各油泵的排量，并调节调速阀来调节进入被试液压产品的流量，试验台液压系统的压力由电磁溢流阀进行设定。电磁控制阀组为四联阀结构，能够对油缸、机械-液压组合类产品（例如锚杆机用钻箱、车载液压绞车等）、各类液压阀等进行试验，实现被试产品的换向功能，另外还留有扩充性试验接口，可实现对其它液压元部件的试验。试验台设计有液压油冷却器，冷却方式为风冷，可以有效防止试验台液压系统油温过高。

1.2 试验台工作原理

该试验台的液压系统原理图如图1所示。液压系统中的动力源、控制元件、被试液压元件等通过液压管路等附件连接成相应的试验回路，试验过程中对于没有用到的接口，必须及时关闭截止阀，防止液压油泄漏或高压油喷射伤人。

该试验台由两台手动变量柱塞泵1向液压系统供油，在试验前应确认碟阀4属于完全打开状态。启动时，将电磁溢流阀2调定好试验台所需的最大压力，通电时加载，断电时卸荷;用安全阀3进行远程调节液压系统所需的负载压力，供油泵提供的高压液压油经高压过滤器流经调速阀10，通过调速阀10来调整油泵输出流量，进而调节系统中执行元件与被试液压产品的速度，通过电磁阀组11后分别给被试液压产品提供动力油液进行换向等动作;当液压阀或液压油缸试验完毕后，截止阀15用来对液压阀或油缸有杆腔与无杆腔进行泄压。

1.3 试验台试验项目及内容

1.3.1 试验项目

①各类液压多路换向阀、插装叠加阀、安全阀、减压阀等液压阀;②各类型液压油缸;③机械-液压类组合产品，例如锚杆机用钻箱、车载液压绞车等。

1.3.2 试验内容

①各类液压阀：换向性能、密封性、调压范围、内泄漏、液压阀块通断试验等;②液压油缸：高压密封试验、行程检验、外加载试验;③机械-液压类组合产品：耐压试验、外加载试验等。

1.4 主要技术参数

试验台压力调节范围/MPa       0～31.5

额定流量/L·min                    100

电机总功率/kW                     63

电机转速/r·min                     1480

油箱容积/L                           900

2  计算机数据采集及处理系统设计

根据煤矿井下设备用液压产品的实际使用参数情况，对被试液压产品进行实时数据采集和计算机辅助控制技术进行设计，并开发设计出适合该试验台的数据处理分析软件，对所采集的数据进行分析和计算，绘制出试验时的特性曲线。

该试验台设计的电气控制柜集成有控制电脑、计算机数据采集处理系统和电气按钮等元件，控制电脑由工业控制计算机、打印机以及配套的数据处理分析软件组成。工业控制计算机数据采集系统如图2所示。系统中的压力传感器和位移传感器将被试液压产品的液压力和位移转换成4～20mA电流信号，经过信号调理转换化为0～10V的电压信号，由数据采集板模数转换后经USB口送入计算机，计算机随之对测试的数据进行处理和分析。试验参数及测试数据存储在硬盘上，试验结果自动形成报告由打印机输出。

3  试验台投入应用情况

依据液压产品的出厂检验大纲，利用设计的该液压综合试验台对掘锚机用单/双边电磁阀、绞车马达液压阀块、车载液压绞车、锚杆机用钻箱、掘进机用液压油缸等液压产品进行了出厂检验，试验台的液压系统稳定性高且满足对各产品的性能测试，试验得到的数据准确。

但是，在试验台运行过程中也出现了一些问题并针对问题进行解决并对系统进行了优化：

3.1 液压系统噪音大

原因分析：①供油泵吸空;②供油泵排量设定值与系统运行不匹配。

解决办法：更换吸油管并加装重型卡箍锁紧;调节手动变量手轮到合适排量。

3.2 液压系统无法调节高压

原因分析：①电磁溢流阀一直处于断电卸荷狀态;②安全阀阀芯卡滞。

解决办法：检查电磁溢流阀的电气接线;检修安全阀。

3.3 计算机软件不能运行并出错

原因分析：①软件损坏或部分文件丢失;②计算机系统故障。

解决办法：重装系统软件。

3.4 采集的压力或位移数据跳变较大

原因分析：①数据采集板与试验台之间的电缆松动;②与传感器的连接电缆不通。

解决办法：插牢数据采集板与信号箱之间的电缆;检查与传感器的连接电缆。

通过对以上问题的解决与对系统的进一步优化，该试验台的运行稳定性也随之增强。

4  结语

该液压综合试验台的设计与投入使用，解决了液压产品出厂检验能力不足的问题，为液压产品的出厂检验提供了一种高效、方便、可靠的检验手段，从而提高了产品的出厂质量。该液压综合试验台的成功设计与应用为纯液压类产品及其他机械-液压类组合产品的开发研制起到了促进作用。该试验台经过实践证明，结构设计合理，性能稳定，操作简单并安全可靠，达到了预期的设计目的。

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