CN108730266A - 一种液压油缸内泄量测量装置及方法 - Google Patents

一种液压油缸内泄量测量装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种液压油缸内泄量测量装置及方法，适用于各种液压油缸内泄漏的测量。测量装置主要由加载驱动系统、手动计量装置和油压采集处理装置构成，将被测液压缸固定连接在测量装置之中，打开所有的球阀，并将安全阀和先导调压阀调松卸载，使活塞运行至最上位置；启动变量泵，关闭球阀IV和球阀III，操作电磁换向阀至左位或右位，调节安全阀，直到压力达到所需的调定压力值后，操作电磁换向阀回到中位；打开球阀IV和球阀III；分别对被测液压缸大腔内泄漏量和小腔内泄漏量进行测量。实现了液压油缸内泄漏的在线精确测量；将低压大流量变量泵和高压小流量泵有机结合，实现了快速移动与高压加载的节能高效，能高精度、在线、定量测量各种液压油缸内泄漏量。

Description

一种液压油缸内泄量测量装置及方法
技术领域
本发明涉及一种内泄漏测量装置及方法，特别是涉及一种适用于各种液压油缸内泄漏的测量装置及方法。
背景技术
液压缸的易损零件是密封件，其一旦损坏则导致内泄漏或外泄漏，使液压缸不能正常工作或造成污染、浪费。液压缸外泄漏可以直观看得见，但内泄漏不易判断；这直接影响对机械装备使用性能的评估，特别是进行液压缸可靠性试验时，对液压缸是否内漏、内漏到什么程度等关键信息的掌握带来了困难。目前，人们主要采用以下几种方法测量液压缸内泄漏量：(1)保压法，即将液压缸的一腔充满液压油至额定压力，并将其封闭，观察油压力的变化情况，这种方法只能定性地反映液压缸有无内泄漏，很难定量判断其内泄漏的程度；(2)沉降法，即将液压缸一腔进油运行一定行程后，将液压缸停在某个位置，同时使液压缸加载，做好标记，一段时间后，观察位置记号的变化情况，并测量液压缸移动量，再根据液压缸缸筒内径计算出内泄漏量，这种方法因受液压缸移动量测量误差的影响，使得计算结果存在较大的误差，特别是泄漏量不大时，其误差将更大；(3)量杯测量法，即将液压缸一腔进油完成整个工作行程而停止运行、并加载到额定压力后，将另一腔油管接头松开，用量杯接信流出的液压油，同时用秒表记录时间，计算出单位时间内油的流出量，这种方法也存在如下不足：一是量杯精度不高，二是若内漏量很少时油滴为非连续性滴落，使得时间的计算上存在较大误差；(4)液压伺服缸测量法，即采用细长缸径的伺服缸来检测大缸径液压缸的内漏，并严格控制液压油的温度、粘度，通过位移传感器测量液压缸行程；这种方法利用了液压伺服缸、传感器、计算机等，测量精度明显提高，但伺服缸自身的内泄漏、液压油的压缩率、液压油中混入空气量等的影响还没法消除；(5)齿轮流量计测量法，即采用齿轮传感器检测管道中流量的方法判断液压缸是否内漏，这种方法在理论上讲，虽具有检测及时性好、能检测微小的内泄漏等特点，但还缺乏实际检验，并且齿轮流量计的成本较高。因此,急需一种采用全新原理测量液压缸内泄漏技术与方法。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、能高精度、在线、定量测量各种液压油缸内泄漏量的装置及方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的液压油缸内泄量测量装置，包括被测液压缸、加载驱动系统，还包括手动计量装置和油压采集处理装置，所述加载驱动系统包括电磁换向阀)、安全阀、变量泵、定量泵、主压力阀、先导调压阀，所述变量泵和定量泵分别经各自出口处经单向阀与电磁换向阀的进油口连接连通，变量泵和定量泵的出口处分别连接与油箱连通的安全阀和主压力阀，主压力阀连接与油箱连通的先导调压阀，所述电磁换向阀的两工作油口分别通过球阀II和球阀I与被测油液压缸的大腔和小腔连接连通；
所述的手动计量装置包括缸筒、设在缸筒中的活塞、与活塞相连的螺杆，螺杆的上部设有螺纹连接在缸筒端口的螺母，螺母的外端设有螺纹连接固定在缸筒外壁上的计量刻度盘，计量刻度盘的外端部设有指示盘，所述的指示盘上装有多个转把，并通过螺母固定在螺杆的上端；所述缸筒的下端口焊接固定有缸底，缸底上加工有两个螺纹通孔，两螺纹通孔分别通过球阀IV和球阀III以及相应的油管与被测液压缸的大腔和小腔相连通；缸筒的中部通过法兰和螺钉固定在机架上；所述的活塞通过卡键固定连接在螺杆的下端，活塞与缸筒内壁之间设有密封圈；
所述的油压采集处理装置包括压力传感器I、压力传感器II和计算机控制与处理系统，所述压力传感器I设在被测液压缸的大腔油路上，所述的压力传感器II设在被测液压缸的小腔油路上，压力传感器I和压力传感器II分别经导线与计算机控制与处理系统相连，将压力信号传送给计算机控制与处理系统。
所述的螺杆的下端与活塞之间装设有减摩环。
所述的电磁阀换向阀为三位四通换向阀。
所述的与被测液压缸的大腔油路上设置有压力表I。
所述的与被测液压缸的小腔油路上设置有压力表II。
实施上述一种液压油缸内泄量测量装置的测量方法，包括如下步骤：
(1)将被测液压缸固定连接在测量装置之中，将球阀IV、球阀III、球阀II和球阀I都完全打开，并将安全阀和先导调压阀完全调松实现卸载，同时通过转把带动螺杆，使活塞运行至最上位置；
(2)启动变量泵，关闭球阀IV和球阀III，并操作电磁换向阀至左位或右位，逐渐调节安全阀，直到压力表I或压力表II所指示的压力达到所需的调定压力值，之后操作电磁换向阀回到中位；
(3)将球阀IV和球阀III都完全打开；
(4)分别对被测液压缸大腔内泄漏量和小腔内泄漏量进行测量。
所述被测液压缸大腔内泄漏量的测量方法：
a.先将球阀III完全关闭，操作电磁换向阀至左位，使变量泵输出的液压油同时进入缸筒内和被测液压缸的大腔之中，直到使被测液压缸的活塞向右运行到底，之后，使电磁换向阀回到中位，并关闭变量泵的驱动电机，之后，启动定量泵的电机，并操作电磁换向阀至左位，使定量泵输出的液压油同时进入缸筒内和被测液压缸的大腔之中；
b.逐渐调节先导调压阀，使压力表I所显示压力达到试验所要求的数值，并立即先将球阀II完全关闭，再将球阀I关至很小的开度，再将定量泵的电机关闭；
c.开始计时，并观察计算机控制与处理系统所显示压力值、压力曲线的变化，当达到设定的时间后，快速将球阀I完全关闭，并记下此时的压力数值P0；
d.转动转把使活塞向下运动，直到压力数值恢复至P0，这时通过指示盘和计量刻度盘计算出活塞的下移距离，并根据缸筒的内径计算出缸筒的油腔容积变化值，该值即为被测液压缸大腔在设定时间内的内泄漏量。
所述被测液压缸小腔内泄漏量的测量方法：
a.先将球阀IV完全关闭，操作电磁换向阀至右位，使变量泵输出的液压油同时进入缸筒内和被测液压缸的小腔之中，直到使被测液压缸的活塞向左运行到底，之后，使电磁换向阀回到中位，并关闭变量泵的驱动电机，之后，启动定量泵的电机，并操作电磁换向阀至右位，使定量泵输出的液压油同时进入缸筒内和被测液压缸的小腔之中；
b.逐渐调节先导调压阀，使压力表II所显示压力达到试验所要求的数值，并立即先将球阀I完全关闭，再将球阀II关至很小的开度，再将定量泵的电机关闭；
c.开始计时，并观察计算机控制与处理系统所显示压力值、压力曲线的变化，当达到设定的时间后，快速将球阀II完全关闭，并记下此时的压力数值P0；
d.转动转把使活塞向下运动，直到压力数值恢复至P0，这时通过指示盘和计量刻度盘计算出活塞的下移距离，并根据缸筒的内径计算出缸筒的容积变化值，该值即为被测液压缸小腔在设定时间内的内泄漏量。
有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明利用液压油的压缩特性，采用手动计量装置和高精度的计量刻度盘，实现了液压油缸内泄漏的在线精确测量；将低压大流量变量泵和高压小流量泵有机结合，实现了快速移动与高压加载的节能高效，能高精度、在线、定量测量各种液压油缸内泄漏量。其结构简单，操作方便，效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图中：1-缸筒；2-密封圈；3-活塞；4-减摩环；5-卡键；6-机架；7-螺钉；8-法兰；9-螺杆；10-螺母；11-转把；12-指示盘；13-计量刻度盘；14-压力表I；15-压力传感器I；16-计算机控制与处理系统；17-压力传感器II；18-压力表II；19-球阀I；20-电磁换向阀；21-安全阀；22-变量泵；23-定量泵；24-主压力阀；25-先导调压阀；26-球阀II；27-球阀III；28-球阀IV。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的液压油缸内泄量测量装置，主要由加载驱动系统、手动计量装置和油压采集处理装置构成，所述加载驱动系统包括电磁换向阀(20)、安全阀(21)、变量泵(22)、定量泵(23)、主压力阀(24)、先导调压阀(25)，所述变量泵(22)和定量泵(23)分别经各自出口处经单向阀与电磁换向阀(20)的进油口连接连通，变量泵(22)和定量泵(23)的出口处分别连接与油箱连通的安全阀(21)和主压力阀(24)，主压力阀(24)连接与油箱连通的先导调压阀(25)，所述电磁换向阀(20)的两工作油口分别通过球阀II(26)和球阀I(19)与被测油液压缸的大腔和小腔连接连通；所述的电磁阀换向阀(20)为三位四通换向阀。
所述的手动计量装置包括缸筒(1)、设在缸筒中的活塞(3)、与活塞(3)相连的螺杆(9)，螺杆(9)的上部设有螺纹连接在缸筒(1)端口的螺母(10)，螺母(10)的外端设有螺纹连接固定在缸筒(1)外壁上的计量刻度盘(13)，计量刻度盘(13)的外端部设有指示盘(12)，所述的指示盘(12)上装有多个转把(11)，并通过螺母固定在螺杆(9)的上端；所述缸筒(1)的下端口焊接固定有缸底，缸底上加工有两个螺纹通孔，两螺纹通孔分别通过球阀IV(28)和球阀III(27)以及相应的油管与被测液压缸的大腔和小腔相连通；与被测液压缸的大腔油路上设置有压力表I(14)；与被测液压缸的小腔油路上设置有压力表II(18)。缸筒(1)的中部通过法兰(8)和螺钉(7)固定在机架(6)上；所述的活塞(3)通过卡键(5)固定连接在螺杆(9)的下端，所述的螺杆(9)的下端与活塞(3)之间装设有减摩环(4)。活塞(3)与缸筒(1)内壁之间设有密封圈(2)；
所述的油压采集处理装置包括压力传感器I(15)、压力传感器II(17)和计算机控制与处理系统(16)，所述压力传感器I(15)设在被测液压缸的大腔油路上，所述的压力传感器II(17)设在被测液压缸的小腔油路上，压力传感器I(15)和压力传感器II(17)分别经导线与计算机控制与处理系统(16)相连，将压力信号传送给计算机控制与处理系统(16)。
本发明的液压油缸内泄量测量方法，具体步骤如下：
(1)将被测液压缸固定连接在测量装置之中，将球阀IV(28)、球阀III(27)、球阀II(26)和球阀I(19)都完全打开，并将安全阀(21)和先导调压阀(25)完全调松实现卸载，同时通过转把(11)带动螺杆(9)，使活塞(3)运行至最上位置；
(2)启动变量泵(22)，关闭球阀IV(28)和球阀III(27)，并操作电磁换向阀(20)至左位或右位，逐渐调节安全阀(21)，直到压力表I(14)或压力表II(18)所指示的压力达到所需的调定压力值，之后操作电磁换向阀(20)回到中位；
(3)将球阀IV(28)和球阀III(27)都完全打开；
(4)分别对被测液压缸大腔内泄漏量和小腔内泄漏量进行测量。
所述被测液压缸大腔内泄漏量的测量方法：
a.先将球阀III(27)完全关闭，操作电磁换向阀(20)至左位，使变量泵(22)输出的液压油同时进入缸筒(1)内和被测液压缸的大腔之中，直到使被测液压缸的活塞向右运行到底，之后，使电磁换向阀(20)回到中位，并关闭变量泵(22)的驱动电机，之后，启动定量泵(23)的电机，并操作电磁换向阀(20)至左位，使定量泵(23)输出的液压油同时进入缸筒(1)内和被测液压缸的大腔之中；
b.逐渐调节先导调压阀(25)，使压力表I(14)所显示压力达到试验所要求的数值，并立即先将球阀II(26)完全关闭，再将球阀I(19)关至很小的开度，再将定量泵(23)的电机关闭；
c.开始计时，并观察计算机控制与处理系统(16)所显示压力值、压力曲线的变化，当达到设定的时间后，快速将球阀I(19)完全关闭，并记下此时的压力数值P0；
d.转动转把(11)使活塞(3)向下运动，直到压力数值恢复至P0，这时通过指示盘(12)和计量刻度盘(13)计算出活塞(3)的下移距离，并根据缸筒(1)的内径计算出缸筒(1)的油腔容积变化值，该值即为被测液压缸大腔在设定时间内的内泄漏量。
所述被测液压缸小腔内泄漏量的测量方法：
a.先将球阀IV(28)完全关闭，操作电磁换向阀(20)至右位，使变量泵(22)输出的液压油同时进入缸筒(1)内和被测液压缸的小腔之中，直到使被测液压缸的活塞向左运行到底，之后，使电磁换向阀(20)回到中位，并关闭变量泵(22)的驱动电机，之后，启动定量泵(23)的电机，并操作电磁换向阀(20)至右位，使定量泵(23)输出的液压油同时进入缸筒(1)内和被测液压缸的小腔之中；
b.逐渐调节先导调压阀(25)，使压力表II(18)所显示压力达到试验所要求的数值，并立即先将球阀I(19)完全关闭，再将球阀II(26)关至很小的开度，再将定量泵(23)的电机关闭；
c.开始计时，并观察计算机控制与处理系统(16)所显示压力值、压力曲线的变化，当达到设定的时间后，快速将球阀II(26)完全关闭，并记下此时的压力数值P0；
d.转动转把(11)使活塞(3)向下运动，直到压力数值恢复至P0，这时通过指示盘(12)和计量刻度盘(13)计算出活塞(3)的下移距离，并根据缸筒(1)的内径计算出缸筒(1)的容积变化值，该值即为被测液压缸小腔在设定时间内的内泄漏量。

Claims (8)

1.一种液压油缸内泄量测量装置，包括被测液压缸、加载驱动系统，其特征在于：还包括手动计量装置和油压采集处理装置，所述加载驱动系统包括电磁换向阀(20)、安全阀(21)、变量泵(22)、定量泵(23)、主压力阀(24)、先导调压阀(25)，所述变量泵(22)和定量泵(23)分别经各自出口处经单向阀与电磁换向阀(20)的进油口连接连通，变量泵(22)和定量泵(23)的出口处分别连接与油箱连通的安全阀(21)和主压力阀(24)，主压力阀(24)连接与油箱连通的先导调压阀(25)，所述电磁换向阀(20)的两工作油口分别通过球阀II(26)和球阀I(19)与被测油液压缸的大腔和小腔连接连通；
所述的手动计量装置包括缸筒(1)、设在缸筒中的活塞(3)、与活塞(3)相连的螺杆(9)，螺杆(9)的上部设有螺纹连接在缸筒(1)端口的螺母(10)，螺母(10)的外端设有螺纹连接固定在缸筒(1)外壁上的计量刻度盘(13)，计量刻度盘(13)的外端部设有指示盘(12)，所述的指示盘(12)上装有多个转把(11)，并通过螺母固定在螺杆(9)的上端；所述缸筒(1)的下端口焊接固定有缸底，缸底上加工有两个螺纹通孔，两螺纹通孔分别通过球阀IV(28)和球阀III(27)以及相应的油管与被测液压缸的大腔和小腔相连通；缸筒(1)的中部通过法兰(8)和螺钉(7)固定在机架(6)上；所述的活塞(3)通过卡键(5)固定连接在螺杆(9)的下端，活塞(3)与缸筒(1)内壁之间设有密封圈(2)；
所述的油压采集处理装置包括压力传感器I(15)、压力传感器II(17)和计算机控制与处理系统(16)，所述压力传感器I(15)设在被测液压缸的大腔油路上，所述的压力传感器II(17)设在被测液压缸的小腔油路上，压力传感器I(15)和压力传感器II(17)分别经导线与计算机控制与处理系统(16)相连，将压力信号传送给计算机控制与处理系统(16)。
2.根据权利要求1所述的一种液压油缸内泄量测量装置，其特征在于：所述的螺杆(9)的下端与活塞(3)之间装设有减摩环(4)。
3.根据权利要求1所述的一种液压油缸内泄量测量装置，其特征在于：所述的电磁阀换向阀(20)为三位四通换向阀。
4.根据权利要求1所述的一种液压油缸内泄量测量装置，其特征在于：所述的与被测液压缸的大腔油路上设置有压力表I(14)。
5.根据权利要求1所述的一种液压油缸内泄量测量装置，其特征在于：所述的与被测液压缸的小腔油路上设置有压力表II(18)。
6.实施权利1所述的一种液压油缸内泄量测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将被测液压缸固定连接在测量装置之中，将球阀IV(28)、球阀III(27)、球阀II(26)和球阀I(19)都完全打开，并将安全阀(21)和先导调压阀(25)完全调松实现卸载，同时通过转把(11)带动螺杆(9)，使活塞(3)运行至最上位置；
(2)启动变量泵(22)，关闭球阀IV(28)和球阀III(27)，并操作电磁换向阀(20)至左位或右位，逐渐调节安全阀(21)，直到压力表I(14)或压力表II(18)所指示的压力达到所需的调定压力值，之后操作电磁换向阀(20)回到中位；
(3)将球阀IV(28)和球阀III(27)都完全打开；
(4)分别对被测液压缸大腔内泄漏量和小腔内泄漏量进行测量。
7.根据权利6所述的一种液压油缸内泄量测量方法，其特征在于：所述被测液压缸大腔内泄漏量的测量方法：
a.先将球阀III(27)完全关闭，操作电磁换向阀(20)至左位，使变量泵(22)输出的液压油同时进入缸筒(1)内和被测液压缸的大腔之中，直到使被测液压缸的活塞向右运行到底，之后，使电磁换向阀(20)回到中位，并关闭变量泵(22)的驱动电机，之后，启动定量泵(23)的电机，并操作电磁换向阀(20)至左位，使定量泵(23)输出的液压油同时进入缸筒(1)内和被测液压缸的大腔之中；
b.逐渐调节先导调压阀(25)，使压力表I(14)所显示压力达到试验所要求的数值，并立即先将球阀II(26)完全关闭，再将球阀I(19)关至很小的开度，再将定量泵(23)的电机关闭；
c.开始计时，并观察计算机控制与处理系统(16)所显示压力值、压力曲线的变化，当达到设定的时间后，快速将球阀I(19)完全关闭，并记下此时的压力数值P0；
d.转动转把(11)使活塞(3)向下运动，直到压力数值恢复至P0，这时通过指示盘(12)和计量刻度盘(13)计算出活塞(3)的下移距离，并根据缸筒(1)的内径计算出缸筒(1)的油腔容积变化值，该值即为被测液压缸大腔在设定时间内的内泄漏量。
8.根据权利6所述的一种液压油缸内泄量测量方法，其特征在于：所述被测液压缸小腔内泄漏量的测量方法：
a.先将球阀IV(28)完全关闭，操作电磁换向阀(20)至右位，使变量泵(22)输出的液压油同时进入缸筒(1)内和被测液压缸的小腔之中，直到使被测液压缸的活塞向左运行到底，之后，使电磁换向阀(20)回到中位，并关闭变量泵(22)的驱动电机，之后，启动定量泵(23)的电机，并操作电磁换向阀(20)至右位，使定量泵(23)输出的液压油同时进入缸筒(1)内和被测液压缸的小腔之中；
b.逐渐调节先导调压阀(25)，使压力表II(18)所显示压力达到试验所要求的数值，并立即先将球阀I(19)完全关闭，再将球阀II(26)关至很小的开度，再将定量泵(23)的电机关闭；
c.开始计时，并观察计算机控制与处理系统(16)所显示压力值、压力曲线的变化，当达到设定的时间后，快速将球阀II(26)完全关闭，并记下此时的压力数值P0；
d.转动转把(11)使活塞(3)向下运动，直到压力数值恢复至P0，这时通过指示盘(12)和计量刻度盘(13)计算出活塞(3)的下移距离，并根据缸筒(1)的内径计算出缸筒(1)的容积变化值，该值即为被测液压缸小腔在设定时间内的内泄漏量。
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