CN108612687A - 用于履带式行走装置的液压加载测试系统 - Google Patents

用于履带式行走装置的液压加载测试系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于履带式行走装置的液压加载测试系统，所述系统包括：主控制单元、补油单元、张紧单元、冷却单元和外置油箱，所述主控制单元与所述补油单元之间通过油管进行连接，所述补油单元、张紧单元、冷却单元均通过油管与外置油箱连接，通过选择回路中的比例溢流阀控制驱动加载马达的压力和油泵排量差，通过张紧单元调节履带张紧的位移和压力，以达到减少设备安装周期、降低制造成本、提高实验控制精度和系统通用性的目的。

Description

用于履带式行走装置的液压加载测试系统
技术领域
本发明涉及行走结构检测装置，具体涉及一种用于履带式行走装置的液压加载测试系统。
背景技术
现有技术中行走结构的检测装置主要由液压马达、行走减速机、联轴器、增速机、测功机等组成，行走减速机的输入端与驱动液压马达连接，输出端通过增速机、测功机连接，模拟进行加载试验。利用测试平台、电涡流测功机、增速机和联轴器等，与行走减速机连接并模拟阻力加载，通过测试平台能够完成不同类型行走减速机加载、疲劳强度、传动效率等性能的测试，为行走减速机的选型提供试验和测试数据参数；但是设备投入资金大，试验台架包括测功机、增速器、联轴器等传动部件、测试平台等控制台，价格成本高；轴向连接较长，占用空间大，通用性差，尤其是履带式行走装置目前是将行走减速机直接安装在工程机械上进行检查试验，此方法试验周期长、运行场地大试车成本高，而且加载部分的功率大，能耗大，能量无法回收。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于履带式行走装置的液压加载测试系统，以达到减少设备安装周期、降低制造成本、提高实验控制精度和系统通用性、最大限度降低设备功率和能量损耗的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于履带式行走装置的液压加载测试系统，所述系统包括：主控制单元、补油单元、张紧单元、冷却单元和外置油箱，所述主控制单元与所述补油单元之间通过油管进行连接，所述补油单元、张紧单元、冷却单元均通过油管与外置油箱连接，
所述主控制单元包括：前轮驱动加载马达、后轮驱动加载马达、前轮控制油泵、后轮控制油泵、前轮选择回路、后轮选择回路和控制电机，所述前轮驱动加载马达和后轮驱动加载马达的输出轴分别连接在前轮的行走减速机和后轮的行走减速机上，所述前轮控制油泵通过油管与前轮驱动加载马达和前轮选择回路连接，所述后轮控制油泵通过油管与后轮驱动加载马达和后轮选择回路连接，所述前轮控制油泵和所述后轮控制油泵通轴连接，所述前轮控制油泵和所述后轮控制油泵连接在一个控制电机上；
所述补油单元包括：补油油泵电机组、第一高压管路过滤器、第二高压管路过滤器、第一安全阀和第二安全阀，所述补油油泵电机组为双联叶片油泵电机组，所述补油油泵电机组的吸油口与外置油箱连接，所述补油油泵电机组通过油管分别与第一高压管路过滤器和第二高压管路过滤器连接，所述第一高压管路过滤器通过油管分别与前轮选择回路和后轮选择回路连接，所述第二高压管路过滤器通过油管分别与前轮控制油泵和后轮控制油泵连接，所述第一高压管路过滤器连接前轮选择回路和后轮选择回路的油管上设置有第一分支油管，所述第一分支油管上安装有第一安全阀，所述第一分支油管上设置有第一压力表，所述第二高压管路过滤器连接前轮控制油泵和后轮控制油泵的油管上设置有第二分支油管，所述第二分支油管上安装有第二安全阀，所述第二分支油管上设置有第二压力表；
所述张紧单元，用于控制履带张紧的位移和压力；
所述冷却单元，用于冷却油箱中的热油。
进一步地，所述前轮选择回路和所述后轮选择回路均包括：多个第一单向阀组成的桥式选择回路、比例溢流阀和防冲击单向阀，所述第一单向阀通过油管与第一高压管路过滤器连接，所述比例溢流阀通过管路与桥式选择回路和防冲击单向阀连接。
进一步地，所述主控制单元的管路上设置有高压流量计。
进一步地，所述前轮控制油泵和所述后轮控制油泵均为高压斜盘式轴向柱塞泵且可以通过电比例信号调整排量，所述高压斜盘式轴向柱塞泵有精确、可靠的变量控制机构，选用控制方式为电比例控制，所述高压轴向柱塞泵可顺/逆时针旋转。
进一步地，所述张紧单元包括：张紧油泵电机组、张紧调压阀、张紧压力表、电磁换向阀和张紧油缸，所述张紧油泵电机组的吸油口与外置油箱连接，所述张紧油泵电机组通过油管与电磁换向阀连接，所述电磁换向阀通过油管与张紧油缸连接，所述张紧油缸用于控制履带的张紧，所述张紧油泵电机组连接电磁换向阀的油管上设置有支路油管，所述支路油管的两端分别设置有张紧调压阀和张紧压力表。
进一步地，所述张紧油泵电机组中的油泵为恒压变量柱塞泵，所述恒压变量柱塞泵可以给张紧系统提供恒压油源。
进一步地，所述冷却单元包括：冷却油泵电机组、冷却调压阀、板式冷却器和冷却压力表，所述冷却油泵电机组的吸油口与外置油箱连接，所述冷却油泵电机组通过油管与板式冷却器连接，所述板式冷却器的出油口通过油管与外置油箱连接，所述冷却油泵电机组与板式冷却器之间的油管上设置有分支油管，所述分支油管上设置有冷却调压阀和冷却压力表。
本发明具有如下优点：
(1).本发明通过张紧单元调节履带张紧的位移和压力，使液压系统可适用于不同机型的行走减速机。
(2).本发明的系统为能量闭环系统，前后轮行走减速机同向同步旋转时，控制电机的功率只需克服系统的发热和摩擦，有效的减少了能耗。
(3).本发明通过前轮选择回路中的比例溢流阀和后轮选择回路中的比例溢流阀分别调节前轮驱动加载马达和后轮驱动加载马达的压力，和通过调节前后轮油泵的排量差来调节负载的大小，测试方便，控制精度高。
(4).本发明测试行走减速机时不需要将行走减速机安装在工程机械上，测试方便，占地空间小，测试周期短。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例公开的用于履带式行走装置的液压加载测试系统原理示意图；
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1、主控制单元；2、补油单元；3、张紧单元；4、冷却单元；5、外置油箱；6、张紧压力表；7、张紧调压阀；8、电磁换向阀；9、张紧油缸；10、张紧油泵电机组；11、补油油泵电机组；12、第一压力表；13、第一高压管路过滤器；14、第二高压管路过滤器；15、第二压力表；16、第二安全阀；17、第一安全阀；18、前轮控制油泵；19、高压流量计；20、前轮选择回路；21、前轮驱动加载马达；22、前轮的行走减速机；23、履带；24、后轮的行走减速机；25、后轮驱动加载马达；26、后轮选择回路；27、比例溢流阀；28、防冲击单向阀；29、后轮控制油泵；30、控制电机；31、冷却油泵电机组；32、冷却调压阀；33、冷却压力表；34、板式冷却器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种用于履带式行走装置的液压加载测试系统，其工作原理是通过两个选择回路中的比例溢流阀控制驱动加载马达的压力差，通过张紧单元调节履带张紧的位移和压力，以达到减少设备安装周期、降低制造成本、提高实验控制精度和系统通用性的目的。
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种用于履带式行走装置的液压加载测试系统，所述系统包括：主控制单元1、补油单元2、张紧单元3、冷却单元4和外置油箱，所述主控制单元1与所述补油单元2之间通过油管进行连接，所述补油单元2、张紧单元3、冷却单元4均通过油管与外置油箱连接，
所述主控制单元1包括：前轮驱动加载马达21、后轮驱动加载马达25、前轮控制油泵18、后轮控制油泵29、前轮选择回路20、后轮选择回路26和控制电机30，所述前轮驱动加载马达21和后轮驱动加载马达25的输出轴分别连接在前轮的行走减速机22和后轮的行走减速机24上，所述前轮控制油泵18通过油管与前轮驱动加载马达21和前轮选择回路20连接，所述后轮控制油泵29通过油管与后轮驱动加载马达25和后轮选择回路26连接，所述前轮控制油泵18和所述后轮控制油泵29通轴连接，所述前轮控制油泵18和所述后轮控制油泵29连接在一个控制电机30上；
所述补油单元2包括：补油油泵电机组11、第一高压管路过滤器13、第二高压管路过滤器14、第一安全阀17和第二安全阀16，所述补油油泵电机组11为双联叶片油泵电机组，所述补油油泵电机组11的进油口与外置油箱连接，所述补油油泵电机组11通过油管分别与第一高压管路过滤器13和第二高压管路过滤器14连接，所述第一高压管路过滤器13通过油管分别与前轮选择回路20和后轮选择回路26连接，所述第二高压管路过滤器14通过油管分别与前轮控制油泵18和后轮控制油泵29连接，所述第一高压管路过滤器13连接前轮选择回路20和后轮选择回路26的油管上设置有第一分支油管，所述第一分支油管的末端安装有第一安全阀17，所述第一分支油管上设置有第一压力表12，所述第二高压管路过滤器14连接前轮控制油泵18和后轮控制油泵29的油管上设置有第二分支油管，所述第二分支油管的末端安装有第二安全阀16，所述第二分支油管上设置有第二压力表15；
所述张紧单元3，用于控制履带23张紧的位移和压力；
所述冷却单元4，用于冷却油箱中的热油。
其中，前轮油泵的进出油口连接前轮驱动加载马达21的进出油口，同时连接前轮选择回路20的进出油口，后轮油泵的进出油口连接后轮驱动加载马达25的进出油口，同时连接后轮选择回路26的进出油口。
其中，第一高压管路过滤器13和第二高压管路过滤器14用于保障进入主控制单元1油液的清洁度。
其中，主控制单元1采用185KW变频控制电机30带两个210排量高压斜盘式轴向柱塞泵。在控制电机30转速为2000r/min时，功率为150KW，两台高压轴向柱塞泵以串联的形式组成，高压轴向柱塞泵为电比例控制方式，能精确可靠的控制油泵排量。
其中，高压斜盘式轴向柱塞泵集成补油功能的高压溢流阀，用于补油、控制及冷却回路。主控制分为两组对称的加载油路，每组加载带有两个比例溢流阀27，以满足系统大流量、高压力的要求，整个系统能实现缓慢平稳加载。
其中，补油单元2的补油油泵电机组11由电机、双联液压泵，联轴器、泵套组成，所述双联叶片泵的两个出油口通过油管分别与第一高压管路过滤器和第二高压管路过滤器连接，所述第一高压管路过滤器的出油口通过油管分别与前轮选择回路和后轮选择回路连接，所述第二高压管路过滤器的出油口通过油管分别与前轮控制油泵和后轮控制油泵连接，所述第一高压管路过滤器出油口同时连接第一安全阀的进油口和第一压力表，所述第二高压管路过滤器的出油口同时连接第二安全阀的进油口和第二压力表。
其中，补油单元2的补油油泵电机组11的电机采用15KW-4级电机配高压大流量双联叶片泵，双联叶片泵中一个泵用于加载部分管路补油，一个泵用于两台高压变量柱塞泵的补油，两组补油分别装有调压阀和高压管路过滤器。
其中，精密过滤器过滤精度为3um，保护液压油不受污染。
其中，所述前轮选择回路20和所述后轮选择回路26均包括：4个第一单向阀组成的桥式选择回路、1个比例溢流阀27和1个防冲击单向阀，所述第一单向阀通过油管与第一高压管路过滤器13连接，所述比例溢流阀27通过管路与桥式选择回路和防冲击单向阀连接
其中，所述选择机构由进油口、出油口、补油口、回油口组成，选择机构的补油口通过油管与第一高压管路过滤器的出油口连接，选择机构的进油口、出油口分别与控制油泵的进油口、出油口连接，所述比例溢流阀的进油口与选择机构的回油口连接，所述比例溢流阀的的回油口通过油管与防冲击单向阀的进油口连接，所述反冲击单向阀的出油口与选择机构的补油口连接。所述选择机构的进出油口处均设有压力表和压力传感器，用于监测管路的压力。
其中，所述主控制单元1的油管上设置有高压流量计19，用于监测系统运行过程中流量，管路选择钢丝缠绕橡胶软管，橡胶软管带钢丝保护套。
其中，所述前轮控制油泵18和所述后轮控制油泵29均为高压斜盘式轴向柱塞泵。
其中，所述张紧单元3包括：张紧油泵电机组10、张紧调压阀7、张紧压力表6、电磁换向阀8和张紧油缸9，所述张紧油泵电机组10的吸油口与外置油箱连接，所述张紧油泵电机组10通过油管与电磁换向阀8连接，所述电磁换向阀8通过油管与张紧油缸9连接，所述张紧油缸9用于控制履带23的张紧，所述张紧油泵电机组10连接电磁换向阀8的油管上设置有支路油管，所述支路油管的两端分别设置有张紧调压阀7和张紧压力表6，张紧调压阀7用于设置张紧压力，张紧压力表6用于观察张紧系统压力。
其中，所述张紧油泵电机组10中的油泵出油口与调压阀的进油口连接，同时与与电磁换向阀的进油口连接。
其中，行走减速机输出端通过履带23连接，通过张紧单元3中张紧油缸9的伸缩，调整减速机的相对距离，张紧单元3采用15KW-4级电机配高压柱塞泵，保证张紧力足够，张紧单元3的换向通过电磁换向阀8实现。
其中，所述张紧油泵电机组10中的油泵为恒压变量柱塞泵，通过调节油泵压力控制履带23张紧的位移和压力，从而适用不同机型的履带23进行测试。
其中，所述冷却单元4包括：冷却油泵电机组、冷却调压阀、板式冷却器34和冷却压力表，所述冷却油泵电机组的吸油口与外置油箱连接，所述冷却油泵电机组通过油管与板式冷却器34连接，所述板式冷却器34的出油口通过油管与外置油箱连接，所述冷却油泵电机组与板式冷却器34之间的油管上设置有分支油管，所述分支油管上设置有冷却调压阀和冷却压力表。
其中，所述冷却油泵电机组中油泵的出油口与冷却安全阀的进油口连接，同时连接板式冷却器的进油口。
其中，冷却单元4由冷却油泵电机组和板式冷却器34组成。电机采用30KW-4级电机配大流量低压齿轮泵，以保证整个系统散热良好，达到保护元器件的作用。
实验过程如下：
工况一：后轮向前转动，前轮也主动向前转动
将两台比例溢流阀的调压部完全放松，开启张紧单元，给张紧电磁阀通电，张紧油缸进行张紧动作，调节张紧调压阀的压力，将履带张紧到合适位置，点动补油单元，确定好后轮控制油泵29与后轮驱动加载马达25的进出油管方向，再根据后轮控制油泵29与后轮驱动加载马达25的进出油管位置配置前轮控制油泵18与前轮驱动加载马达21的进出油管方向。使前后轮的行走减速机都主动向前转动，启动补油单元，缓慢调节补油调压阀的压力，将补油压力调节在20bar。启动冷却单元，缓慢调节冷却调压阀至25bar，通过输入电流分别调节前轮控制油泵和后轮控制油泵的排量，让前后轮控制油泵的排量相等，然后分别缓慢调节前后轮比例溢流阀的压力，前轮溢流阀和后轮溢流阀压力差可根据测试需要进行调节，此时，电机做功只需要克服摩擦力及系统发热。
工况二、当前轮向前转动，而后轮有向后转动的趋势但还是被前轮带着往前转动
将两台比例溢流阀的调压部完全放松，开启张紧单元，给张紧电磁阀通电，张紧油缸进行张紧动作，调节张紧调压阀的压力，将履带张紧到合适位置，点动补油单元，确定好后轮控制油泵29与后轮驱动加载马达25的进出油管位置，再根据后轮控制油泵29与后轮驱动加载马达25的进出油管位置配置前轮控制油泵18与前轮驱动加载马达21的进出油管位置，启动补油单元，缓慢调节补油调压阀的压力，将补油压力调节在20bar。启动冷却单元，缓慢调节冷却调压阀至25bar。通过输入电流分别调节前轮控制油泵和后轮控制油泵的排量，使前轮控制油泵的排量大于后轮控制油泵，缓慢调节前后轮比例溢流阀压力，通过调节前后轮的排量差及比例溢流阀的压力来调节负载的大小，从而达到测试目的，完成测试。
以上所述的仅是本发明所公开的一种用于履带式行走装置的液压加载测试系统的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于履带式行走装置的液压加载测试系统，其特征在于，所述系统包括：主控制单元、补油单元、张紧单元、冷却单元和外置油箱，所述主控制单元与所述补油单元之间通过油管进行连接，所述补油单元、张紧单元、冷却单元均通过油管与外置油箱连接，
所述主控制单元包括：前轮驱动加载马达、后轮驱动加载马达、前轮控制油泵、后轮控制油泵、前轮选择回路、后轮选择回路和控制电机，所述前轮驱动加载马达和后轮驱动加载马达的输出轴分别连接在前轮的行走减速机和后轮的行走减速机上，所述前轮控制油泵通过油管与前轮驱动加载马达和前轮选择回路连接，所述后轮控制油泵通过油管与后轮驱动加载马达和后轮选择回路连接，所述前轮控制油泵和所述后轮控制油泵通轴连接，所述前轮控制油泵和所述后轮控制油泵连接在一个控制电机上；
所述补油单元包括：补油油泵电机组、第一高压管路过滤器、第二高压管路过滤器、第一安全阀和第二安全阀，所述补油油泵电机组为双联叶片油泵电机组，所述补油油泵电机组的吸油口与外置油箱连接，所述补油油泵电机组通过油管分别与第一高压管路过滤器和第二高压管路过滤器连接，所述第一高压管路过滤器通过油管分别与前轮选择回路和后轮选择回路连接，所述第二高压管路过滤器通过油管分别与前轮控制油泵和后轮控制油泵连接，所述第一高压管路过滤器连接前轮选择回路和后轮选择回路的油管上设置有第一分支油管，所述第一分支油管上安装有第一安全阀，所述第一分支油管上设置有第一压力表，所述第二高压管路过滤器连接前轮控制油泵和后轮控制油泵的油管上设置有第二分支油管，所述第二分支油管上安装有第二安全阀，所述第二分支油管上设置有第二压力表；
所述张紧单元，用于控制履带张紧的位移和压力；
所述冷却单元，用于冷却油箱中的热油。
2.根据权利要求1所述的用于履带式行走装置的液压加载测试系统，其特征在于，所述前轮选择回路和所述后轮选择回路均包括：多个第一单向阀组成的桥式选择回路、比例溢流阀和防冲击单向阀，所述第一单向阀通过油管与第一高压管路过滤器连接，所述比例溢流阀通过管路与桥式选择回路和防冲击单向阀连接。
3.根据权利要求1所述的用于履带式行走装置的液压加载测试系统，其特征在于，所述主控制单元的管路上设置有高压流量计。
4.根据权利要求1所述的用于履带式行走装置的液压加载测试系统，其特征在于，所述前轮控制油泵和所述后轮控制油泵均为高压斜盘式轴向柱塞泵。
5.根据权利要求1所述的用于履带式行走装置的液压加载测试系统，其特征在于，所述张紧单元包括：张紧油泵电机组、张紧调压阀、张紧压力表、电磁换向阀和张紧油缸，所述张紧油泵电机组的吸油口与外置油箱连接，所述张紧油泵电机组通过油管与电磁换向阀连接，所述电磁换向阀通过油管与张紧油缸连接，所述张紧油缸用于控制履带的张紧，所述张紧油泵电机组连接电磁换向阀的油管上设置有支路油管，所述支路油管的两端分别设置有张紧调压阀和张紧压力表。
6.根据权利要求1所述的用于履带式行走装置的液压加载测试系统，其特征在于，所述张紧油泵电机组中的油泵为恒压变量柱塞泵。
7.根据权利要求1所述的用于履带式行走装置的液压加载测试系统，其特征在于，所述冷却单元包括：冷却油泵电机组、冷却调压阀、板式冷却器和冷却压力表，所述冷却油泵电机组的进油口与外置油箱连接，所述冷却油泵电机组通过油管与板式冷却器连接，所述板式冷却器的出油口通过油管与外置油箱连接，所述冷却油泵电机组与板式冷却器之间的油管上设置有分支油管，所述分支油管上设置有冷却调压阀和冷却压力表。
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