Хидраулични цилиндар је извршни елемент хидрауличког система који хидрауличку енергију може претворити у механичку енергију линеарног клипног кретања. Због своје једноставне структуре и поузданог рада, широко се користи у механичким системима. Тренутно постоји много произвођача хидрауличних цилиндара. С једне стране, перформансе и квалитет хидрауличних цилиндара морају испуњавати захтеве главног мотора, а истовремено морају испуњавати стандардне индикаторе самог хидрауличног цилиндра. Према ГБ / Т15622-2005 и ЈБ / Т10205-2010 стандардима, развијен је испитни сто за рад хидрауличних цилиндара.
1 Састав и принцип рада испитног стола
Испитни сто се састоји од четири дела: сто, хидраулични систем, електрични систем и софтвер за мерење и управљање.
1. 1 Дизајн конструкције клупе
Да би се удовољило захтевима широке амплитуде оптерећења и велике варијације дужине испитиваног хидрауличног цилиндра, испитна платформа је опремљена са две испитне клупе исте структуре и различитих параметара. Главни технички параметри приказани су у табели 1.
Хидраулични цилиндар за утовар и испитани хидраулични цилиндар налазе се на истој оси и причвршћени су у затвореном оквиру за утовар. Као што је приказано на слици 2, затворени оквир за утовар састоји се од реакционог носача, постоља, реакционе шипке, носача реакционе шипке и браве. Састављен од чврстих ораха. Током испитивања оптерећења испитног стола, хидраулични цилиндар за пуњење преноси силу на испитани хидраулични цилиндар кроз склоп прелазног комада. Склоп водилице носи бочну силу изазвану грешком у уградњи и истовремено игра водећу улогу. Склоп прелазног дела (где је уграђен сензор силе за мерење силе између испитиваног хидрауличног цилиндра и хидрауличног цилиндра за оптерећење) клизи дуж аксијалног смера под ограничењем вођице да би пренео силу. Затворени оквир за утовар претвара силу између хидрауличних цилиндара у унутрашњу силу система. Хидраулични цилиндри различитих дужина могу се тестирати подешавањем дужине прелазног комада; мењањем алата на испитном комаду могу се повезати хидраулични цилиндри различитих врста интерфејса.
1. 2 Хидраулични систем
Хидраулични систем се углавном састоји од патроне вентила великог пречника, електро-хидрауличних усмерених вентила и пропорционалних вентила. Кроз прецизно подесиве перформансе пропорционалног вентила, проток и притисак испитног стола хидрауличног цилиндра могу се лако и прецизно контролисати за испитивање различитих врста хидрауличних цилиндара. Шематски приказ хидраулике приказан је на слици 3.
Хидраулични цилиндар за утовар и испитани хидраулични цилиндар налазе се на истој оси и причвршћени су у затвореном оквиру за утовар. Као што је приказано на слици 2, затворени оквир за утовар састоји се од реакционог носача, постоља, реакционе шипке, носача реакционе шипке и браве. Састављен од чврстих ораха. Током испитивања оптерећења испитног стола, хидраулични цилиндар за пуњење преноси силу на испитани хидраулични цилиндар кроз склоп прелазног комада. Склоп водилице носи бочну силу изазвану грешком у уградњи и истовремено игра водећу улогу. Склоп прелазног дела (где је уграђен сензор силе за мерење силе између испитиваног хидрауличног цилиндра и хидрауличног цилиндра за оптерећење) клизи дуж аксијалног смера под ограничењем вођице да би пренео силу. Затворени оквир за утовар претвара силу између хидрауличних цилиндара у унутрашњу силу система. Хидраулични цилиндри различитих дужина могу се тестирати подешавањем дужине прелазног комада; мењањем алата на испитном комаду могу се повезати хидраулични цилиндри различитих врста интерфејса.
1. 2 Хидраулични систем
Хидраулични систем се углавном састоји од патроне вентила великог пречника, електро-хидрауличних усмерених вентила и пропорционалних вентила. Кроз прецизно подесиве перформансе пропорционалног вентила, проток и притисак испитног стола хидрауличног цилиндра могу се лако и прецизно контролисати за испитивање различитих врста хидрауличних цилиндара. Шематски приказ хидраулике приказан је на слици 3.
Притисак и проток у испитиваном цилиндру подешавају се помоћу вентила за пропорционални проток и пропорционалног сигурносног вентила, а продужење и увлачење испитиваног цилиндра контролише се електро-хидрауличким смерним вентилом. Утоварни цилиндар оптерећен је мостним кругом и пропорционалним растеретним вентилом улошка. Испитани цилиндар и цилиндар за утовар повезани су клизним колицима, а на колица је уграђен сензор силе за мерење силе између два цилиндра током испитивања.
Да би се тачно измерио минимални стартни притисак испитиваног цилиндра, испитном кругу цилиндра намерно се додаје премосница. У стању малог протока, испитни притисак се контролише тачнијим пропорционалним сигурносним вентилом и сензором притиска како би се постигла сврха тачног мерења. Поред тога, испитни сто додаје тестни круг ултра високог притиска за испитивање притиском, који може да издржи притисак од 55 МПа. Испитни сто је опремљен уређајем за обнављање цурења уља. Пропуштање уља генерисано током испитивања и демонтаже хидрауличног цилиндра сакупља се кроз корито уља. Издвојено уље се враћа назад у резервоар за уље хидрауличког извора кроз моторну јединицу зупчасте пумпе и филтер. Не само да смањује отпад хидрауличког уља, већ спречава да уље изазива загађење тестног окружења.
1. 3 електрични систем
Електрични систем испитног стола хидрауличног цилиндра углавном укључује рачунар за управљање задацима, рачунар за мерење и управљање, кутију за кондиционирање сигнала и део напајања УПС-а.
Рачунар за управљање задацима преноси улазне инструкције и параметре оператера на рачунар за мерење и управљање; део за мерење и управљање контролише кретање испитиваног цилиндра и оптерећење цилиндра за пуњење према улазним упутствима и параметрима, прикупља улазне сигнале сензора и шаље их рачунару за управљање задацима за приказ и излаз извештаја о испитивању. Кутија за кондиционирање сигнала Кутија за кондиционирање дигиталног сигнала и аналогна кутија за кондиционирање сигнала користе се за прилагођавање сигнала сваког сензора у стандардни сигнал и унос у мерни и управљачки рачунар, а излаз мерног и управљачког рачунара прилагођавају у сигнал које могу примити електро-хидраулични пропорционални вентил и електромагнетни вентил за окретање; УПС Део за напајање одговоран је за напајање рачунара за управљање задацима, рачунара за мерење и управљање и кутије за кондиционирање сигнала.
Систем мерења и управљања хидрауличним цилиндром и рачунар централне контролне собе усвајају Етхернет комуникацију, а рачунар централне контролне собе може даљински надгледати и контролисати систем управљања испитним столом.
Систем за мерење и контролу хидрауличног цилиндра и ПЛЦ извора уља користе РС485 комуникацију за прикупљање излазних сигнала ПЛЦ-а ради разумевања рада и статуса извора уља, а извор уља се може даљински покренути, напунити и зауставити.
1. 4 софтвера за мерење и управљање
Софтвер за мерење и управљање написао је софтвер ЛабВИЕВ. Кроз различите контроле које се пружају у софтверу ЛабВИЕВ, управљачки софтвер је написан у складу са поступком испитивања и захтевима за прикупљање података на испитном столу хидрауличног цилиндра.
Софтверски интерфејс система за испитивање хидрауличних цилиндара
Софтверски интерфејс се углавном састоји од неколико делова: надгледање стања испитног стола, информације о тестираном цилиндру, приказ података о тестирању у реалном времену, ручна контрола, приказ кривих и трака са картицама аутоматског управљања. Софтвер може да оствари два начина управљања ручним тестом и аутоматским тестом. Мерачи података у интерфејсу симулирају и приказују тренутне податке о испитивању и стање хидрауличког система. Снимање релевантних података у процесу испитивања у реалном времену путем снимања података и подржава аутоматско генерисање извештаја о испитивању.
2 Дизајн анализе и оптимизације структуре платформе
Затворени оквир за утовар је кључна компонента испитне машине која се састоји од реакционе шипке, сигурносне навртке, носача реакције и клупе. Хидраулични цилиндар је фиксиран између реакционе шипке и клупе. Током испитивања оптерећења, затворени оквир за утовар претвара силу између хидрауличних цилиндара у унутрашњу силу система, а укупна координисана деформација чини испитни сто ниским захтевима за чврстоћу лабораторијског темеља. Да би се осигурало да систем има довољну чврстоћу и крутост, врше се анализа коначних елемената и оптимизовани дизајн. Резултати анализе коначних елемената приказани су на сл. 5-7. Максимално напрезање је 67 МПа, максимална деформација у правцу И је 1,15 мм, а максимална деформација у смеру З 0,05 мм.
3 Карактеристике испитног стола
(1) Испитни сто има снажну прилагодљивост. Носивост је велика, а дужина узорка се може прилагодити широком опсегу. Променом интерфејса за повезивање различитих облика, испитни сто се може прилагодити испитном комаду различитих облика повезивања.
(2) Има јединствени крути затворени оквир, који може претворити силу између хидрауличних цилиндара у унутрашњу силу система, која смањује силу између испитног стола и темеља и има мале захтеве за чврстоћом лабораторије темељ.
(3) Вентилски уложак и електрохидраулични вентил користе се као главне компоненте система који могу да изврше велика испитивања протока.
(4) Пропорционални вентил притиска користи се за контролу испитног притиска, а пропорционални проток вентила и сензор притиска за контролу протока са стране без одвојеног извора уља.
(5) Са кругом ултра високог притиска, испитивање притиска хидрауличног цилиндра са две шупљине може се извршити у једној инсталацији.
(6) Опремљен је уређајем за прикупљање уља који цури, који може да поврати хидраулично уље које је исцурило током демонтаже и склапања испитиваног цилиндра и да га након филтрирања врати у резервоар хидрауличког извора.
(7) Мерни и управљачки ормар усваја модуларизацију и подељен је на 4 модула: рачунар за управљање задацима, рачунар за мерење и управљање, кутија за кондиционирање сигнала и УПС напајање.
(8) Софтверски интерфејс је интуитиван и лак за руковање, а погодно је за ручно и аутоматско пребацивање. Софтвер има моћне функције које могу да реализују разне задатке као што су прикупљање и обрада података, елиминишући потребу за експериментима да прикупљају и обрађују податке и побољшавају ефикасност и тачност. Софтвер се може записати, а функције тестирања могу се додати према стварним потребама теста. Извештај о испитивању се може аутоматски генерисати.
4. Закључак
Развијена клупа за испитивање перформанси хидрауличних цилиндара може да тестира хидрауличне цилиндре у складу са ГБ / Т1562-2005 и може да испита већину хидрауличних цилиндара (максимална снага 2800кН, максимални ход 6000мм) који се користе на грађевинским машинама са различитим алатима. Успешан развој испитног стола хидрауличног цилиндра има три импликације:
(1) У погледу развоја новог производа и основних истраживања хидрауличних цилиндара, испитивањем се може утврдити да ли техничке перформансе хидрауличних цилиндара испуњавају очекиване циљеве дизајна. Кроз анализу података о испитивању и кривих може се проценити да ли је структура хидрауличног цилиндра разумна и да ли је коришћени материјал најбољи, како би се решили проблеми хидрауличног цилиндра у дизајну, обради и материјалима; помоћи у анализи оптималног радног опсега хидрауличког цилиндра како би се олакшало Утврђивање разумних радних услова хидрауличног цилиндра и продужење века трајања хидрауличног цилиндра.
(2) Када производне компаније врше контролу квалитета на серијама производа, провериће стабилност квалитета и поузданост производа редовним и насумичним тестовима узорковања, елиминисати потенцијалне проблеме, осигурати квалитет производа и повећати поверење корисника у производе, што ће помоћи развијати и стабилно
Солидно тржиште.
(3) Решити проблем разлика у перформансама и квалитету производа између произвођача и корисника хидрауличних цилиндара.