CN110217407B - 一种液压作动筒的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压作动筒的试验装置，包括：吸油滤、泵机组件、多级油滤组、设置有蓄能器开关的蓄能器、电磁换向阀、两个电磁截止阀、两组测压组件、拉压力传感器和控制器。该试验装置具有工作效率高、故障率低、节能环保、振动噪音低的特点，可适用于多型号液压作动筒的测试需求。并使用工控机对作动筒往复试验进行自动控制，降低了试验人员的操作强度，实现试验项目自动操作和手动操作双余度备份。

Description

一种液压作动筒的试验装置

技术领域

本发明属于航空技术领域，涉及一种液压作动筒的试验装置。

背景技术

液压作动筒用于飞机尾段各大门的收、放。它的性能好坏对飞机的飞行安全具有重要影响。故通过测试设备对液压作动筒的性能进行检测，对保证飞行安全有重要的作用。

目前传统的液压作动筒测试设备，存在压力冲击大、大负载时间长、使用寿命低、故障率高、人员操作强度大的缺点。无法满足目前飞机多型号、大批量作动筒的测试要求。

发明内容

解决的技术问题

本发明克服了现有技术中的不足，具有工作效率高、故障率低、节能环保、振动噪音低的特点，可适用于多型号液压作动筒的测试需求。并使用工控机对作动筒往复试验进行自动控制，降低了试验人员的操作强度，实现试验项目自动操作和手动操作双余度备份。

第一方面，提供一种液压作动筒的试验装置，包括：

吸油滤、泵机组件、多级油滤组、设置有蓄能器开关的蓄能器、电磁换向阀、两个电磁截止阀、两组测压组件、拉压力传感器和控制器；

所述吸油滤的入口用于从油箱吸入液压油，所述吸油滤的出口通过所述泵机组件与多级油滤组连接，多级油滤组和电磁换向阀的第一接口之间设置有所述蓄能器，所述蓄能器通过蓄能器开关控制开启或关闭，所述电磁换向阀的第二接口与所述两个电磁截止阀中A截止阀的一个接口连接，所述电磁换向阀的第三接口与所述两个电磁截止阀中B截止阀的一个接口连接，所述A截止阀的另一个接口通过所述两组测压组件中A组测压组件与被试件的第一测试端连接，所述B截止阀的另一个接口通过所述两组测压组件中B组测压组件与被试件的第二测试端连接；所述电磁换向阀的第四接口输出回油至油箱。

进一步的，所述试验装置还包括：手摇泵和油滤；

其中，所述手摇泵的入口从油箱吸入液压油，所述手摇泵的出口通过所述油滤连接到所述电磁换向阀的第一端。

进一步的，所述试验装置还包括：回油滤，所述第四接口输出的回油一次通过述回油滤过滤，过滤后的液压油进入所述油箱。

进一步的，所述试验装置还包括：二次调节进入所述多级油滤组的液压油压力的比例溢流阀；所述比例溢流阀设置在所述多级油滤组和所述泵机组件之间，所述比例溢流阀的控制端接入所述控制器的第三输出端。

进一步的，所述验装置还包括：将所述第四接口与所述回油滤连接的散热器和分别与所述散热器的输入端、所述比例溢流阀的输出端连接的取样球阀。

进一步的，所述试验装置还包括：自循环开关和温度传感器；所述多级油滤组的输出端通过所述自循环开关和所述散热器的输入端连接，所述第四接口通过所述温度传感器连接所述散热器的输入端，所述温度传感器将检测结果输入所述控制器。

进一步的，所述试验装置还包括：将所述泵机组件的出口和所述多级油滤组的输入端连接的压力继电器；其中，当所述泵机组件输出的液压油压力大于预设值时，所述压力继电器接通，以提示试验人员。

进一步的，所述试验装置还包括：A快速接头、B快速接头和设置在所述多级油滤组的出口流量计，所述A快速接头将所述A组测压组件的一端与所述被试件的第一端连接，所述B快速接头将所述B组测压组件的一端与所述被试件的第二端连接；所述流量计用于检测所述多级油滤组输出的液压油的流量。

进一步的，所述试验装置还包括：设置在油箱外壁用于检测油箱内油液高度的液位计、设置在所述油箱底部的放油球阀、设置在油箱内部的液位传感器和设置在油箱口的空气滤，所述空气滤用于隔离空气中的杂质进入油箱，所述液位传感器将自身检测结果输入所述控制器；当开启所述放油球阀时，所述油箱内的油液从所述放油球阀中流出。

进一步的，所述试验装置包括：供油软管和吸油软管，所述供油软管的一端接头与所述泵机组件的输出端螺接，所述供油软管的另一端接头与所述多级油滤组的输入端螺接；所述吸油软管的一端接头与所述吸油滤的出口螺接，所述吸油软管的零一端接头与所述泵机组件的输入端螺接。

有益效果

本发明与现有技术相比较有如下有益效果：

(1)采用变频电机作为动力元件，配合定量柱塞泵，充分利用了变频调速的优势，起到了节能环保的目的；

(2)液压泵和电机之间配置钟形罩及具有挠性补偿功能的旋转弹性联轴器，减少电机和油泵连接产生的振动和噪音，延长使用寿命；

(3)对液压泵的柱塞采用新型轴向柱塞，减少了困油容积，提高容积效率；

(4)选用手动和自动双余度控制方式，两种控制方式互为备份、同时具有互锁及相互独立的功能，即其中一种控制方式操作发生故障后，不影响另一种控制方式的操作，提高系统的安全性和可靠性；

(5)通过工控机LabVIEW测试软件界面实现作动筒试验往复运动的自动控制，完成作动筒往复运动几十次的功能性检查，缩短试验周期、提升工作效率，降低试验人员的劳动强度；

(6)满足多型号作动筒装机前试验，采用比例溢流阀控制管路中系统压力，通过安装在面板上的旋钮和工控机中设定控制溢流阀体的开度，实现对系统压力的调节；

(7)净化系统由一级油滤和二级油滤组成，滤材采用进口材料，具有精度高、纳污量大等特点，能够过滤大颗粒物，防止因油液过滤不合格、油滤堵塞造成系统危害。

附图说明

图1为本发明实施例提供的液压作动筒试验装置液压原理图。

结合附图1对本发明一种液压作动筒的试验装置作详细说明：

其中，1-液位计，2-放油球阀，3-吸油滤，4-维护开关，5-吸油软管，6-泵机组件，7-液位传感器，8-空气滤，9-手摇泵，10-油滤，11-I#测压组件，12-压力继电器，13-供油软管，14-单向阀，15-I级油滤，16-II级油滤，17-蓄能器，18-蓄能器开关，19-流量计，20-电磁换向阀，21-电磁截止阀，22-II#测压组件，23-III#测压组件，24-快速接头，25-拉压力传感器，26-被试件，27-IV#测压组件，28-V#测压组件，29-自循环开关，30-温度传感器，31-比例溢流阀，32-取样球阀，33-散热器，34-回油滤。

具体实现方式

如图1所示，本发明各元器件单元连接方式为：液位计1与油箱为螺栓连接，位于油箱侧部；放油球阀2、吸油滤3与油箱均为航标74°锥面螺纹连接；维护开关4与油滤之间为法兰连接；吸油软管5与油箱连接为焊接方式，其另一头与泵机组件6为螺栓连接；液位传感器7安装在油箱内部，与油箱为螺纹连接方式；空气滤8与油箱为螺栓连接，安装于油箱顶部；手摇泵9与试验装置台体为螺栓连接，与油箱为软管螺纹连接；油滤10与手摇泵9通过不锈

钢无缝钢管采用航标74°锥面螺纹连接；I#测压组件11通过供油软管13螺纹连接，其上通过螺纹连接装有压力继电器12；通过不锈钢无缝钢管采用航标74°锥面螺纹连接单向阀14；I级油滤15、II级油滤16均为螺栓连接至I#测压组件11上；电磁换向阀20通过螺栓连接至试验装置台体上；被试件26与拉压力传感器25为定制插销相连，方便拆卸；比例溢流阀31与I#测压组件11为螺栓相连。其余部位组件单元均由不锈钢无缝钢管采用航标74°锥面螺纹连接。本发明的被试件为液压作动筒。

针对本发明所需要的高压力、大负载工作的工况下，对其主要部件性能参数进行说明。电动泵工作压力为42MPa，流量为80L/min；手摇泵压力46MPa，额定流量为180mL/10循环；对油滤的要求为油液净化能力应优于GJB420A6级；系统回油压力应不大于0.49MPa，以此检查液压管路中回油是否顺畅；压力传感器精度0.25％F.S，流量传感器精度0.5％F.S；采取全方位减震措施，噪声不高于70分贝；本试验装置中所有不锈钢管均采用GJB2296-1995航空用不锈钢无缝钢管，液压管路选用航标74°锥面密封形式。

这里，控制器控制电磁截止阀21截止或开启，控制电磁换向阀20是否换向。

具体操作如下：

开启泵机组件6后，液压油由油箱经吸油滤3、维护开关4进入泵机组件6，泵机组件6出口软管接压力继电器12、测压组件11、比例溢流阀31，保证系统运行安全可靠；比例溢流阀31后装有取样球阀32，用于油液定期取样；将自循环开关29关闭，液压油流经泵机组件6出口到单向阀14、I级油滤15、II级油滤16、缓冲蓄能器17、流量计19到达电磁换向阀20，将试验台控制面板上“电磁阀”旋钮旋转至“伸出”位，电磁换向阀20即通电工作，油液流经电磁截止阀B21、测压组件28、27，进入作动筒筒体，作动筒有杆端伸出；此时若作动筒无杆腔内有残余液压油液，液压油沿测压组件23、22到达电磁截止阀A、电磁换向阀20、散热器33、回油滤34回到油箱。将试验台控制面板上“电磁阀”旋钮旋转至“收缩”位，电磁换向阀20通电工作，油液流经电磁截止阀A21、测压组件22、23，进入作动筒筒体，作动筒有杆端缩回；此时若作动筒有杆腔内有残余液压油液，液压油沿测压组件27、28到达电磁截止阀B21、电磁换向阀20，散热器33冷却后回油滤34过滤净化回到油箱。

摇动手摇泵手柄，液压油自油箱进入手摇泵9，经油滤10后进入电磁换向阀20，电磁换向阀20通电后即可进行试验，后续操作与电动泵系统一致。

本发明的液压作动筒试验装置主要由液压泵系统、手摇泵系统、净化和安全保护系统、蓄能器系统、压力控制系统、作动筒往复运动控制系统、冷却系统等组成。

(1)液压泵系统采用变频电机作为动力元件，液压泵选用美国PARKER定量柱塞泵，为试验提供液压源；

(2)手摇泵系统给作动筒供压进行始动压力测试和耐压试验；

(3)净化和安全保护系统，对试验台油液进行过滤，以使油液清洁度满足要求，同时以系统溢流阀、比例溢流阀和压力继电器三者并联构成安全保护系统，其中比例溢流阀无级调节，使泵的出口压力可以连续调节，其限定了系统的最高压力，并在通电的情况下，可使溢流阀处于全开状态，起到紧急卸荷作用；

(4)蓄能器系统是用来储存、释放能量的装置，作为辅助液压源在短时间里提供一定数量的压力油，避免液压泵长时间工作或频繁启动，延长了液压泵和试验台的使用寿命；

(5)压力控制系统采用无极调节的比例溢流阀控制管路中系统压力，通过安装在面板上的旋钮和工控机中设定控制溢流阀体的开度，实现对系统压力的调节；

(6)作动筒往复运动系统是通过工控机LabVIEW测试软件编程界面，将源程序写入，操作测试软件“往复运动界面”实现作动筒试验往复运动的自动控制，能够完成作动筒往复运动的功能性检查；

(7)冷却系统主要由采用用水冷板式换热器构成，使用薄板片，换热系数高，滞流量少。

本发明采用变频电机作为动力元件，配合定量柱塞泵，起到节能环保的目的；为满足多型号作动筒装机前试验，采用比例溢流阀控制管路中系统压力，设定控制溢流阀体的开度，实现对系统压力的调节；通过工控机LabVIEW测试软件编程界面，将源程序写入，操作测试软件“往复运动界面”实现作动筒试验往复运动的自动控制，能够完成作动筒往复运动的功能性检查，降低人工手动操作强度，提高工作效率；选用手动和自动双余度控制方式，提高系统的安全性和可靠性。

Claims (9)

1.一种液压作动筒的试验装置，其特征在于，液压作动筒用于飞机尾段各大门的收、放，该试验装置包括：

吸油滤、泵机组件、多级油滤组、设置有蓄能器开关的蓄能器、电磁换向阀、两个电磁截止阀、两组测压组件、拉压力传感器和控制器；

所述吸油滤的入口用于从油箱吸入液压油，所述吸油滤的出口通过所述泵机组件与多级油滤组连接，多级油滤组和电磁换向阀的第一接口之间设置有所述蓄能器，所述蓄能器通过蓄能器开关控制开启或关闭，所述电磁换向阀的第二接口与所述两个电磁截止阀中A截止阀的一个接口连接，所述电磁换向阀的第三接口与所述两个电磁截止阀中B截止阀的一个接口连接，所述A截止阀的另一个接口通过所述两组测压组件中A组测压组件与被试件的第一测试端连接，所述B截止阀的另一个接口通过所述两组测压组件中B组测压组件与被试件的第二测试端连接；所述电磁换向阀的第四接口输出回油至油箱；

所述试验装置还包括：二次调节进入所述多级油滤组的液压油压力的比例溢流阀；所述比例溢流阀设置在所述多级油滤组和所述泵机组件之间，所述比例溢流阀的控制端接入所述控制器的第三输出端；

具体操作如下：

开启泵机组件后，液压油由油箱经吸油滤、维护开关进入泵机组件，泵机组件出口软管接压力继电器、测压组件、比例溢流阀，保证系统运行安全可靠；比例溢流阀后装有取样球阀，用于油液定期取样；将自 循环开关关闭，液压油流经泵机组件出口到单向阀、I级油滤、II级油滤、缓冲蓄能器、流量计到达电磁换向阀，将试验台控制面板上“电磁阀”旋钮旋转至“伸出”位，电磁换向阀即通电工作，油液流经电磁截止阀、测压组件，进入作动筒筒体，作动筒有杆端伸 出；此时若作动筒无杆腔内有残余液压油液，液压油沿测压组件到达电磁截止阀、电磁换向阀、散热器、回油滤回到油箱；将试验台控制面板上“电磁阀”旋钮旋转至“收缩”位，电磁换向阀通电工作，油液流经电磁截止阀、测压组件，进入作动筒筒体，作动筒 有杆端缩回；此时若作动筒有杆腔内有残余液压油液，液压油沿测压组件到达电磁截止阀、电磁换向阀，散热器冷却后回油滤过滤净化回到油箱。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括：手摇泵和油滤；

其中，所述手摇泵的入口从油箱吸入液压油，所述手摇泵的出口通过所述油滤连接到所述电磁换向阀的第一端。

3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括：回油滤，所述第四接口输出的回油一次通过述回油滤过滤，过滤后的液压油进入所述油箱。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述验装置还包括：将所述第四接口与所述回油滤连接的散热器和分别与所述散热器的输入端、所述比例溢流阀的输出端连接的取样球阀。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括：自循环开关和温度传感器；所述多级油滤组的输出端通过所述自循环开关和所述散热器的输入端连接，所述第四接口通过所述温度传感器连接所述散热器的输入端，所述温度传感器将检测结果输入所述控制器。

6.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括：将所述泵机组件的出口和所述多级油滤组的输入端连接的压力继电器；其中，当所述泵机组件输出的液压油压力大于预设值时，所述压力继电器接通，以提示试验人员。

7.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括：A快速接头、B快速接头和设置在所述多级油滤组的出口流量计，所述A快速接头将所述A组测压组件的一端与所述被试件的第一端连接，所述B快速接头将所述B组测压组件的一端与所述被试件的第二端连接；所述流量计用于检测所述多级油滤组输出的液压油的流量。

8.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括：设置在油箱外壁用于检测油箱内油液高度的液位计、设置在所述油箱底部的放油球阀、设置在油箱内部的液位传感器和设置在油箱口的空气滤，所述空气滤用于隔离空气中的杂质进入油箱，所述液位传感器将自身检测结果输入所述控制器；当开启所述放油球阀时，所述油箱内的油液从所述放油球阀中流出。

9.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括：供油软管和吸油软管，所述供油软管的一端接头与所述泵机组件的输出端螺接，所述供油软管的另一端接头与所述多级油滤组的输入端螺接；所述吸油软管的一端接头与所述吸油滤的出口螺接，所述吸油软管的零一端接头与所述泵机组件的输入端螺接。

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