CN111271341A - 一种液压缸内泄漏高精度检测试验台 - Google Patents

一种液压缸内泄漏高精度检测试验台 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种液压缸内泄漏高精度检测试验台。包括液压缸回路、液压油加热回路、冷却水回路和加载缸回路；加载缸的活塞杆通过连接工装与液压缸的活塞杆连接；液压油加热回路包括加热油泵、电磁阀A和安全阀；加热油泵的出油口与电磁阀A的进油口连通；电磁阀A的出油口回油到液压油箱；安全阀设置在加热油泵和电磁阀A之间。本发明采用了由液压油加热回路和冷却水回路组成的油温度控制系统，可将温度误差可控制在±2℃。能够满足液压油体积弹性模量K在不同的温度下的测量，提高了液压油弹性模量K的标定精度和待测液压缸内泄漏检测精度。通过设置加载缸回路，用以调节液压缸的压力，能够满足液压油体积弹性模量K在不同的压力下的测量。

Description

一种液压缸内泄漏高精度检测试验台
技术领域
本发明涉及液压测试技术领域，具体涉及一种液压缸内泄漏高精度检测试验台。
背景技术
利用压降法对液压缸内泄漏进行检测，现在常用的方法是将液压油弹性模量K取经验值，在实际测量中，液压油弹性模量K受温度、压力等的影响，现有的检测装置存在检测精度低，功能单一，生产成本高等缺陷。无法满足液压油体积弹性模量K在不同的温度、压力下进行标定。
综上所述，急需一种液压缸内泄漏高精度检测试验台以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，以解决液压油弹性模量K测量等问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，包括液压缸回路、液压油加热回路和冷却水回路；
所述液压缸回路包括液压缸、电磁换向阀A、比例流量插装阀和油泵A；油泵A的出油口与比例流量插装阀的进油口连通，比例流量插装阀的出油口与电磁换向阀A的进油口连通，电磁换向阀A上的两个通油口分别通过截止阀A和截止阀B与液压缸上对应的通油口连通，电磁换向阀A和比例流量插装阀的回油口均与液压油箱连通；电磁换向阀A的回油口与液压油箱之间的油路上依次设有过滤器和换热器；
所述液压油加热回路包括加热油泵、电磁阀A和安全阀；加热油泵的出油口与电磁阀A的进油口连通；电磁阀A的出油口回油到液压油箱；安全阀设置在加热油泵和电磁阀A之间；
所述冷却水回路包括冷却水泵、截止阀C、电磁阀B、电磁阀C和单向阀；冷却水泵的出水口与截止阀C的进水口连通；截止阀C的出水口分别于电磁阀B和电磁阀C的进水口连通，电磁阀B的出水口与液压缸回路上的换热器连通，电磁阀C的出水口回水到冷却水箱；单向阀设置在电磁阀B和电磁阀C的出水口之间。
优选地，液压缸的两个通油口上各设有一组用于检测油路压力和温度的压力传感器A和温度传感器B。
优选地，所述液压缸与截止阀A之间、液压缸与截止阀B之间均用液压钢管连接。
优选地，所述油泵A的出油口与比例流量插装阀的进油口之间设有调节压力的插装式减压阀以及检测压力的压力传感器B。
优选地，所述比例流量插装阀的出油口与电磁换向阀A的进油口之间分别设有比例溢流阀以及检测温度的温度传感器B。
进一步地，本发明还包括加载缸回路；所述加载缸回路包括加载缸、溢流阀、插装阀组件和油泵B；加载缸的活塞杆通过连接工装与液压缸的活塞杆连接；所述插装阀组件包括分别与油泵B的出油口连通的二通插装阀A和二通插装阀B、以及分别与加载缸的两个通油口对应连接用于排油的二通插装阀C和二通插装阀D；所述溢流阀的进口分别与二通插装阀C和二通插装阀D的出口连通，溢流阀的出口与液压油箱连接。
优选地，所述连接工装上安装有力传感器和光栅位移传感器；
优选地，所述加载缸回路还包括电磁换向阀B；电磁换向阀B的两个通油口与加载缸上对应的通油口连通；加载缸的两个通油口上分别设有用于检测油路压力的压力传感器C和压力传感器D。
优选地，所述过滤器为管式回油过滤器。
优选地，所述换热器为板式换热器。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明中，考虑到液压油弹性模量K受到不同的影响因素的影响，包括系统工作压力、油液温度、油液的不同类型、混入的空气量等，在本方案中采用实测值，对液压油弹性模量K进行标定。
(2)本发明中，为了提高液压油弹性模量K的标定精度和待测液压缸内泄漏检测精度，标定系统中采用的标定缸、截止阀内泄漏为零，同时，对结果精度有影响的液压系统连接部分采用液压钢管连接，提高精度。液压钢管壁厚≥3mm。
(3)本发明中，采用了由液压油加热回路和冷却水回路组成的高精度液压油温度控制系统，可将温度误差可控制在±2℃。能够满足液压油体积弹性模量K在不同的温度下的测量，提高了液压油弹性模量K的标定精度和待测液压缸内泄漏检测精度。
(4)本发明中，通过液压缸回路能将标定液压缸中的压力调节至所需压力(0-35MPa)，再通过加载缸对标定液压缸加载，可以实现液压油体积弹性模量K在不同的压力下的测量，提高了液压油弹性模量K的标定精度和待测液压缸内泄漏检测精度。
(5)本发明中，为了提高液压油弹性模量K的标定精度和待测液压缸内泄漏检测精度，在连接工装中采用光栅尺位移传感器，精度可达0.001mm。
(6)本发明一种液压缸内泄漏高精度检测试验台为液压缸检测多功能试验台，可进行液压缸的试运行、起动压力特性试验、行程试验、泄漏试验、高温试验、耐压试验、负载效率试验等，应用广泛，实用性强。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是压缸内泄漏高精度检测试验台的液压原理图；
图2是内泄漏过程示意图；
其中，1、液压缸，2.1、温度传感器A，2.2、温度传感器B，3.1、压力传感器A，3.2、压力传感器B，3.3、压力传感器C，3.4、压力传感器D，4.1、截止阀A，4.2、截止阀B，4.3、截止阀C，5、比例流量插装阀，6、比例溢流阀，7、插装式减压阀，8、连接工装，9、加载缸，10.1、电磁换向阀A，10.2、电磁换向阀B，11.1、二通插装阀A，11.2、二通插装阀B，11.3、二通插装阀C，11.4、二通插装阀D，12、溢流阀，13.1、液压油泵，13.2、冷却水泵，14.1、电磁阀A，14.2、电磁阀B，14.3、电磁阀C，15、安全阀，16、过滤器，17、换热器，18、单向阀，19、液压油箱，20、冷却水箱，21.1、油泵A，21.2、油泵B。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1、图2，一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，包括液压缸回路、液压油加热回路和冷却水回路；
所述液压缸回路包括液压缸1、电磁换向阀A10.1、比例流量插装阀5和油泵A21.1；油泵A21.1的出油口与比例流量插装阀5的进油口连通，比例流量插装阀5的出油口与电磁换向阀A10.1的进油口连通，电磁换向阀A10.1上的两个通油口分别通过截止阀A4.1和截止阀B4.2与液压缸1上对应的通油口连通，电磁换向阀A10.1和比例流量插装阀5的回油口均与液压油箱19连通；电磁换向阀A10.1的回油口与液压油箱19之间的油路上依次设有过滤器16和换热器17；
所述液压油加热回路包括加热油泵13.1、电磁阀A14.1和安全阀15；加热油泵13.1的出油口与电磁阀A14.1的进油口连通；电磁阀A14.1的出油口回油到液压油箱19；安全阀15设置在加热油泵13.1和电磁阀A14.1之间；
所述冷却水回路包括冷却水泵13.2、截止阀C4.3、电磁阀B14.2、电磁阀C14.3和单向阀18；冷却水泵13.2的出水口与截止阀C4.3的进水口连通；截止阀C4.3的出水口分别于电磁阀B14.2和电磁阀C14.3的进水口连通，电磁阀B14.2的出水口与液压缸回路上的换热器连通，电磁阀C14.3的出水口回水到冷却水箱；单向阀18设置在电磁阀B14.2和电磁阀C14.3的出水口之间；冷却水回路上共设置有两处电磁阀的设置，可通过两处电磁阀控制冷却水是否流入换热器，方便切换换热器的工作状态。
液压缸1的两个通油口上各设有一组分别用于检测油路压力和温度的压力传感器A3.1和温度传感器B2.1；
所述油泵A21.1的出油口与比例流量插装阀5的进油口之间设有调节压力的插装式减压阀7以及检测压力的压力传感器B3.2。比例流量插装阀5可以调节油路流量，通过设置插装式减压阀7，便于调节油路压力，保障油路的安全。
所述比例流量插装阀5的出油口与电磁换向阀A10.1的进油口之间设有比例溢流阀6以及检测温度的温度传感器B2.2。通过设置比例溢流阀6能够起到定压溢流，稳压，系统卸荷和安全保护作用。
还包括加载缸回路；所述加载缸回路包括加载缸9、溢流阀12、插装阀组件和油泵B21.2；加载缸9的活塞杆通过连接工装8与液压缸1的活塞杆连接；所述插装阀组件包括分别与油泵B21.2的出油口连通的二通插装阀A11.1和二通插装阀B11.2、以及分别与加载缸9的两个通油口对应连接用于排油的二通插装阀C11.3和二通插装阀D11.4；所述溢流阀12的进口分别与二通插装阀C11.3和二通插装阀D11.4的出口连通，溢流阀12的出口与液压油箱19连接。
采用四个二通插装阀组成桥式回路以及一个溢流阀，其整体结构科学，安装和调压方便，成本较低。本实施例中，油泵A21.1和油泵B21.2的输出油压均为35MPa。
所述加载缸回路还包括电磁换向阀B10.2；电磁换向阀B10.2的两个通油口与加载缸9上对应的通油口连通；加载缸9的两个通油口上分别设有用于检测油路压力的压力传感器C3.3和压力传感器D3.4。
过滤器16为管式回油过滤器，可拦截回油中的杂质，保证液压系统的正常工作。
换热器17为板式换热器，板式换热器结构简单，传热效率高。
本发明中设置了液压油加热回路和冷却水回路，用于调控液压油的温度，其工作原理如下：加热液压油时，启动加热油泵13.1，可使液压油箱19内的液压油在液压油加热回路上循环流动，通过安全阀15的溢流将动能转化为热能实现对液压油的溢流加热，当液压油温度过高时，通过电磁阀B14.2可使冷却水回路与换热器17连通，冷却水泵13.2将冷却水箱20中的冷却水泵入换热器17中，当液压油温度过低时，通过电磁阀B14.2可使冷却水回路与换热器17断开，避免冷却水进入换热器17中，另外当换热器17堵塞时，流向换热器17的冷却水可通过单向阀18回流入冷却水箱20中，减小电磁阀B14.2损坏的可能，保证可靠使用。
上述一种液压缸内泄漏高精度检测试验台用于液压油弹性模量K的测定：如图1所示，液压缸1为标定缸，液压缸1和截止阀A4.1和截止阀B4.2的内泄漏为零，标定缸与截止阀A4.1和截止阀B4.2之间均用液压钢管连接。测试前将液压油温度控制在设定值(温度误差可控制在±2℃)，将标定缸试运行数次，将标定缸活塞移动到端部，将标定缸中压力调节至所需压力(可在0-35MPa之间调节)，关闭截止阀A4.1，通过加载缸回路加载，根据液压油弹性模量K计算公式：
Figure BDA0002424496340000051
其中V可根据标定缸和液压钢管的几何尺寸算得出，压力变化通过压力传感器读出，体积的变化通过光栅尺位移传感器读出行程变化计算得出。从而可计算出液压油在不同温度、压力的弹性模量。标定缸的内径≤40mm,行程为500mm。
上述一种液压缸内泄漏高精度检测试验台用于待测液压缸内泄漏检测工作过程如下：
如图1所示，所述液压缸1待测液压缸，待测液压缸不与加载缸连接，将待测液压缸试运行数次，将待测液压缸活塞移动到端部，将待测液压缸中压力调节至所需压力(可在0-35MPa之间调节)。如果待测液压缸移动到最右端，关闭截止阀A4.1，通过压力传感器A3.1和温度传感器A2.1读出压力值和温度值，因为已经对液压油体积弹性模量K在不同的压力和温度下进行了标定，就可以直接取值。内泄漏的具体检测和计算过程如下：
根据测得的压降值，可按图2所示原理计算处压力降与内泄漏值之间的关系，假设在保证活塞杆无位移情况下向液压缸无杆腔充入体积为V1、压力为p1的压力油，经过时间t后泄漏量为VL。此时液压缸无杆腔内油液压力为p2、体积为V2，可得内泄漏体积VL在p2压力下的体积VL0＝V2-V1。用VL1表示p2压力下，体积VL0油液在标准大气压下的体积。内泄漏量记为QL。
根据油液的弹性模量
Figure BDA0002424496340000061
可得：
Figure BDA0002424496340000062
Figure BDA0002424496340000063
由上述两式可得：
Figure BDA0002424496340000064
Figure BDA0002424496340000065
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，其特征在于，包括液压缸回路、液压油加热回路和冷却水回路；
所述液压缸回路包括液压缸(1)、电磁换向阀A(10.1)、比例流量插装阀(5)和油泵A(21.1)；油泵A(21.1)的出油口与比例流量插装阀(5)的进油口连通，比例流量插装阀(5)的出油口与电磁换向阀A(10.1)的进油口连通，电磁换向阀A(10.1)上的两个通油口分别通过截止阀A(4.1)和截止阀B(4.2)与液压缸(1)上对应的通油口连通，电磁换向阀A(10.1)和比例流量插装阀(5)的回油口均与液压油箱(19)连通；电磁换向阀A(10.1)的回油口与液压油箱(19)之间的油路上依次设有过滤器(16)和换热器(17)；
所述液压油加热回路包括加热油泵(13.1)、电磁阀A(14.1)和安全阀(15)；加热油泵(13.1)的出油口与电磁阀A(14.1)的进油口连通；电磁阀A(14.1)的出油口回油到液压油箱(19)；安全阀(15)设置在加热油泵(13.1)和电磁阀A(14.1)之间；
所述冷却水回路包括冷却水泵(13.2)、截止阀C(4.3)、电磁阀B(14.2)、电磁阀C(14.3)和单向阀(18)；冷却水泵(13.2)的出水口与截止阀C(4.3)的进水口连通；截止阀C(4.3)的出水口分别于电磁阀B(14.2)和电磁阀C(14.3)的进水口连通，电磁阀B(14.2)的出水口与液压缸回路上的换热器连通，电磁阀C(14.3)的出水口回水到冷却水箱；单向阀(18)设置在电磁阀B(14.2)和电磁阀C(14.3)的出水口之间。
2.根据权利要求1所述的一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，其特征在于，液压缸(1)的两个通油口上各设有一组用于检测油路压力和温度的压力传感器A(3.1)和温度传感器B(2.1)。
3.根据权利要求2所述的一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，其特征在于，所述液压缸(1)与截止阀A(4.1)之间、液压缸(1)与截止阀B(4.2)之间均用液压钢管连接。
4.根据权利要求3所述的一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，其特征在于，所述油泵A(21.1)的出油口与比例流量插装阀(5)的进油口之间设有调节压力的插装式减压阀(7)以及检测压力的压力传感器B(3.2)。
5.根据权利要求4所述的一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，其特征在于，所述比例流量插装阀(5)的出油口与电磁换向阀A(10.1)的进油口之间分别设有比例溢流阀(6)以及检测温度的温度传感器B(2.2)。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，其特征在于，还包括加载缸回路；所述加载缸回路包括加载缸(9)、溢流阀(12)、插装阀组件和油泵B(21.2)；加载缸(9)的活塞杆通过连接工装(8)与液压缸(1)的活塞杆连接；所述插装阀组件包括分别与油泵B(21.2)的出油口连通的二通插装阀A(11.1)和二通插装阀B(11.2)、以及分别与加载缸(9)的两个通油口对应连接用于排油的二通插装阀C(11.3)和二通插装阀D(11.4)；所述溢流阀(12)的进口分别与二通插装阀C(11.3)和二通插装阀D(11.4)的出口连通，溢流阀(12)的出口与液压油箱(19)连接。
7.根据权利要求6所述的一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，其特征在于，所述连接工装(8)上安装有力传感器和光栅位移传感器。
8.根据权利要求7所述的一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，其特征在于，所述加载缸回路还包括电磁换向阀B(10.2)；电磁换向阀B(10.2)的两个通油口与加载缸(9)上对应的通油口连通；加载缸(9)的两个通油口上分别设有用于检测油路压力的压力传感器C(3.3)和压力传感器D(3.4)。
9.根据权利要求1所述的一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，其特征在于，所述过滤器(16)为管式回油过滤器。
10.根据权利要求1所述的一种液压缸内泄漏高精度检测试验台，其特征在于，所述换热器(17)为板式换热器。
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