CN107654444A - 一种自动控制的液压泵测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种自动控制的液压泵测试系统及方法，用以进行被试液压泵的性能试验。被试液压泵串接蓄能器，液压泵排出的油液经所述数字式调压阀调节后，经冷却器回到液箱，所述数字式调压阀起调节被试液压泵出口压力的作用，以验证被试液压泵在不同压力条件下的性能。通过对数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，可以实现测试系统的空载启动。通过上位机软件对所述直线步进电机发送控制信号，调节直线电机轴的伸缩量，调节所述电磁先导阀的开启压力，从而使液压系统达到不同的压力等级。

Description

一种自动控制的液压泵测试系统及方法

技术领域

本发明涉及一种液压泵测试系统，尤其是一种自动控制的液压泵测试的调压系统。

背景技术

随着技术的不断进步，目前各类液压泵公称压力不断向高压方向发展。然而目前针对液压泵的出厂性能检测用的液压系统及其关键元部件相对落后。

图1是目前市场上广泛使用的液压系统调压用液压阀结构示意图，其是一种典型的先导式溢流阀，在液压系统测试过程中其存在以下缺点：液压体统压力的调节靠人工调节调压螺钉的调节方式，自动化操作程度低；在高压液压系统中进行操作，严重威胁操作人员生命安全。

部分调压用液压阀虽可实现远程自动调节，但结构复杂、控制精度差低、稳定性差、调压范围小，并不适用于高压系统测试。并且多数泵测试液压系统用调压阀不具备系统压力自动卸荷和实现泵空载启动等功能。

此外，大部分被试液压泵的性能测试都要进行冲击试验，即通过调节系统压力，使其在规定时间内在公称压力和零压之间做规定次数的周期性变化。传统的操作方式包括手动操作式或者机械卸荷式，手动操作的方式，测试人员劳动强度大、测试频率低、且存在一定安全隐患。机械卸荷式的操作方式也存在测试频率低、自动化操作程度低等缺点。

发明内容

本发明提供了一种自动控制的智能型液压泵测试系统，用以进行被试液压泵的性能试验。系统中包括被测试液压泵、数字式调压阀、液箱，蓄能器以及各辅助部件。被试液压泵并接蓄能器，液压泵排出的油液经所述数字式调压阀调后，经冷却器回到液箱，所述数字式调压阀起到调节被试液压泵出口压力的作用，以验证被试液压泵在不同压力条件下的性能。

所述辅助部件包括驱动电机，过滤器、冷却器、压力传感器、安全阀等。被试液压泵通过驱动电机驱动从液箱箱中吸液，油液经过过滤器过滤后进入后续油路，油液进入液箱前经过冷却器降温，安全阀和压力传感器串接在油路中，所述压力传感器负责监测系统压力，所述安全阀起到系统过载保护的作用。

优选的，被试高压阀液压泵出口接蓄能器组，蓄能器组包括一高压蓄能器和一低压蓄能器，所述低压蓄能器与泵出口间串接电磁换向阀，所述先电磁换向阀控制所述低压蓄能器的导通。

优选的，智能数字式调压阀为先导型电磁阀。

通过对数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，可以实现测试系统的空载启动。

优选的，数字式调压阀采用直线步进电机进行驱动。

上位机软件对所述直线步进电机发送控制信号，调节直线电机轴的伸缩量，调节所述电磁先导阀的开启压力，从而使液压系统达到不同的压力等级。

所述数字式调压阀串接在被试液压泵出口，通过控制部对其发送控制信号，结合上位机控制软件，可以实现所述液压系统的自动化控制和远程控制，以实现被试液压泵的各项性能试验。

所述被试液压泵测试方法包括以下步骤：

被试液压泵启动时，对数字式压阀的电磁先导阀发送控制信号，液压系统实现空载启动；

待系统完全启动后，停止对数字式压阀的电磁先导阀发送控制信号；

对数字式调压阀的直线步进电机发送控制信号，调节直线电机轴的伸缩量；调节数字式调压阀先导阀芯的开启压力，进而改变数字式调压阀主阀芯的开启压力，调节被试液压泵出口压力。

判断系统压力是否达到所需压力，若未达到，发送直线步进电机控制信号，进行微调。

被试液压泵冲击试验方法包括以下步骤：

A向数字式调压阀直线步进电机发送控制信号，调节系统压力至被试液压泵公称压力；

B待压力稳定后，设置卸荷压力和卸停压力值；

C当系统压力达到或超过卸荷压力时，给数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，液压系统实现卸荷；

D当系统压力低于卸停压力时，停止给数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，系统处于增压状态；

E当系统压力增加到液压泵公称压力时，给数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，系统卸荷；

F重复上述步骤C-E，直至上位机给电磁先导阀发送控制信号，系统处于卸荷状态，冲击试验停止。

优选的，卸荷压力设置应略低于刚调定的系统公称压力，卸停压力应略高于系统空载压力，以防止因系统压力有所波动，数字式调压阀出现不动作的情况。

本被试液压泵性能试验用液压系统，包括一种智能数字式调压阀，结构简单、自动化程度高，解决了现有测试用液压系统调压方案自动化操作程度低、控制精度低、调压范围低的缺点，此外，此数字式调压阀还实现了测试液压系统的空载启动和系统卸荷的自动化控制，并且结合上位机软件还能实现被试液压泵冲击试验的自动化控制，实现了液压系统元部件的简化和功能的集中化。

附图说明

图1为现有技术中的先导型电磁阀；

图2为本公开被试液压泵测试系统实施例一原理图；

图3为本公开被试液压泵测试系统实施例二原理图；

图4为本公开数字型调压阀结构图；

图5为本公开被试液压泵测试的冲击试验的流程图。

附图标记：

1-被试液压泵；2-驱动电机；3-过滤器；4-第二低压蓄能器；5-先导型电磁换向阀；6-压力传感器；7-高压蓄能器；8-数字式调压阀；9-冷却器；10-安全阀；11-液箱。

8-1-数字式调压阀阻尼孔；8-2-数字式调压阀主阀芯；8-3-数字式调压阀主弹簧；8-4-数字式调压阀电磁先导阀；8-5-数字式调压阀先导阀芯；8-6-数字式调压阀先导弹簧；8-7-数字式调压阀先导阀座；8-8-直线步进电机。

21-主阀体；22-主阀芯；23-主弹簧；24-节流堵；25-先导阀体；26-过液螺堵；27-先导阀座；28-陶瓷球；29-电磁先导阀；30-陶瓷球座；31-先导弹簧；32-顶杆；33-限位螺套；34-直线步进电机。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

实施例1

图2是本发明被试液压泵测试系统原理图，其主要包括了：1-被试液压泵；2-驱动电机；3-过滤器；6-压力传感器；7-蓄能器；8-数字式调压阀；9-冷却器；10-安全阀；11-液箱。

驱动电机2带动被试液压泵1从液箱11中吸液，油液经过滤器3数字式调压阀8和冷却器9后，重新回到液箱；同时在被试液压泵1的出口接压力传感器6、蓄能器7和安全阀10。

其中过滤器过滤油液，蓄能器起稳定液压泵出口压力和流量脉动，压力传感器反馈系统压力，配合上位机软件实现系统的自动化控制，冷却器进行油液冷却，安全阀起到进行系统的过载保护。

实施例2

如图3所示，在被试液压泵1的出口设置蓄能器组，蓄能器组包括并联的一蓄能器7和第二蓄能器4，其中蓄能器4前串接一先导型电磁换向阀5；其中第二蓄能器4为重启压力低的蓄能器，蓄能器7为重启压力高的蓄能器

其被试液压泵测试系统采用以下方法实现：

当液压系统启动时，驱动电机2驱动被试液压泵1从液箱11吸液，此时，通过上位机软件给数字式调压阀电磁先导阀8-4发送控制信号，数字式调压阀电磁先导阀8-4的阀芯换向，油液通过过滤器3进入数字式调压阀主阀芯8-2前腔，此处，小部分油液通过数字式调压阀阻尼孔8-1、经数字式调压阀电磁先导阀8-4回到液箱，此时，数字式调压阀主阀芯8-2的上腔压力几乎为0，由于数字式调压阀主弹簧8-3的弹簧刚度较低，数字式调压阀主阀芯8-2在非常低的压力下开启，实现了系统的空载启动，防止被试液压泵1因启动功率不足，造成无法启动，对电机和电网造成较大冲击，并且实现了空载启动的远程自动控制。

当被试液压泵1完全启动后，停止向数字式调压阀电磁先导阀8-4发送控制信号，其阀芯复位，经过数字式调压阀阻尼孔8-1的油液则作用在数字式调压阀先导阀芯8-5前端，克服数字式调压阀先导弹簧8-6的弹簧力，回到液箱，由于数字式调压阀阻尼孔8-1的压力损失作用，会在数字式调压阀主阀芯8-2上下腔形成压差，数字式调压阀主阀芯8-2上腔的压力小于下腔压力，在压差的作用下数字式调压阀主阀芯8-2开启，油液经冷却器9冷却后回到液箱11。数字式调压阀直线步进电机8-8的电机轴前端通过数字式调压阀先导阀座8-7与数字式调压阀先导弹簧8-6相连，通过上位机软件给数字式调压阀直线步进电机8-8发送控制信号，定量控制其电机轴的伸缩量，改变数字式调压阀先导弹簧8-6的压缩量，进而调节了数字式调压阀先导阀芯8-5的开启压力，改变了作用在数字式调压阀主阀芯8-2上腔的压力值，也改变了数字式调压阀主阀芯8-2的开启压力，系统压力大小随之改变，通过上位机软件显示压力传感器6所采集的系统压力值，来判断系统压力是否达到了所需的数值，若未达到，则继续通过上位机发送数字式调压阀直线步进电机8-8控制信号，进行系统压力微调，直至系统压力达到所需压力。

其中数字式调压阀结构如图4所示。

主要包括主阀部分及电磁先导阀29组成。主阀部分和先导阀部分为分体式结构，主阀部分包括主阀体21、主阀芯22、主弹簧23。

先导阀部分通过螺栓与主阀体21连接，包括先导阀体25、节流堵24、过液螺套26、先导阀座27、陶瓷球28、陶瓷球座30、以及先导弹簧31、顶杆32、限位螺套33以及直线步进电机34。电磁先导阀29通过螺栓与先导阀体25连接，节流堵24上加工有节流孔，通过螺纹旋入先导阀体26，加工方便；过液螺套26同样通过螺纹旋入先导阀体，其起着固定先导阀座27以及过液的作用；限位螺套33则起着限制先导弹簧31位置的作用，通过限位螺套33的限位，先导弹簧33有一定压缩量，陶瓷球28不至于从先导阀座27中掉出，以使整个数字式调压阀功能失效，方便安装、维修等。先导弹簧33的初始压缩量不宜过大，以免影响系统的调压范围。

通过数字式调压阀的上述压力调节方式，可实现液压泵空载试验、负载试验、超载试验、耐久试验等。

以冲击试验为例：通过上位机软件设计一套冲击试验模块，其控制流程及方法如图5所示：首先通过上位机软件给数字式调压阀发送控制信号，调节系统压力至被试液压泵公称压力，待压力稳定后，通过上位机软件设置卸荷压力和卸停压力值，当系统压力达到或超过卸荷压力时，上位机软件给数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，液压系统实现卸荷，当系统压力低于卸停压力时，停止给数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，系统处于增压状态，当系统压力增加到液压泵公称压力时，给数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，系统卸荷，如此循环往复，直至通过上位机软件给系统发送冲击试验停止信号，此时上位机持续给数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，系统处于卸荷状态，冲击试验停止。

这里的卸荷压力设置应略低于刚调定的系统公称压力，卸停压力应略高于系统空载压力，以防止因系统压力有所波动，数字式调压阀出现不动作的情况。

通过上述对数字式调压阀的操作不仅实现了整个液压泵测试液压系统的远程数字化压力调节，克服了传统方式需人工手动调节、危害人身安全的弊端，且保留了步进电机控制精度极高的特点，基本可实现系统压力的无极调节。而且实现了液压系统空载启动远程自动化控制，克服了高压大流量被试液压泵因功率大，在启动阶段电机启动功率不足，造成液压泵无法启动的弊端，从而减少了对电网和电机的冲击。此外，还实现了冲击试验的自动化控制。

以上实施方式仅适于说明本公开，而并非对本公开的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本公开的范畴，本公开的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种液压泵测试系统，所述系统包括被试液压泵、数字式调压阀、液箱，所述被试液压泵排出的油液经所述数字式调压阀调后回到液箱，所述数字式调压阀调节被试液压泵出口压力，以验证被试液压泵在不同压力条件下的性能。

2.如权利要求1所述的高压被试液压泵测试系统，其特征在于：数字式调压阀为先导型电磁阀，通过对数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，可以实现测试系统的空载启动。

3.如权利要求2所述的被试液压泵测试系统，其特征在于：所述数字式调压阀采用直线步进电机进行驱动，对所述直线步进电机发送控制信号，调节直线电机轴的伸缩量，调节数字式调压阀的开启压力，从而使液压系统达到不同的压力等级。

4.如权利要求1-3之一所述的被试液压泵测试系统，其特征在于：还包括驱动电机，蓄能器，过滤器、冷却器、压力传感器、安全阀，所述被试液压泵并接蓄能器，被试液压泵通过驱动电机驱动从液箱中吸液，油液经过过滤器过滤后进入后续油路，油液进入液箱前经过冷却器降温，安全阀和压力传感器串接在油路中，所述压力传感器负载监测系统压力，所述安全阀起到系统过载保护的作用。

5.一种应用如权利要求3所述的被试液压泵测试系统的测试方法，其特征在于：

所述被试液压泵启动时，对所述数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，液压系统实现空载启动；

待系统完全启动后，停止对数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号；

对数字式调压阀的直线步进电机发送控制信号，调节直线电机轴的伸缩量；调节数字式调压阀先导阀芯的开启压力，进而改变数字式调压阀主阀芯的开启压力

判断系统压力是否达到所需压力，若未达到，发送直线步进电机控制信号，进行微调。

6.一种应用如权利要求3所述的被试液压泵测试系统的冲击试验方法，其特征在于：

A向数字式调压阀发送控制信号，调节系统压力至被试液压泵公称压力；

B待压力稳定后，设置卸荷压力和卸停压力值；

C当系统压力达到或超过卸荷压力时，给数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，液压系统实现卸荷；

D当系统压力低于卸停压力时，停止给数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，系统处于增压状态；

E当系统压力增加到液压泵公称压力时，给数字式调压阀的电磁先导阀发送控制信号，系统卸荷；

F重复上述步骤C-E，直至上位机给电磁先导阀发送控制信号，系统处于卸荷状态，冲击试验停止。

7.一种如权利要求5所述的冲击试验方法，其特征在于：卸荷压力略低于刚调定的系统公称压力，卸停压力略高于系统空载压力。