ES2211272B1 - Banco de ensayos hibrido, para validacion y cuantificacion de actuadores hidraulicos de gran capacidad. - Google Patents
Banco de ensayos hibrido, para validacion y cuantificacion de actuadores hidraulicos de gran capacidad.Info
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Abstract
Banco de ensayos híbrido para validación y cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad, empleado para la realización de ensayos de durabilidad, de carga y de impulsos de fatiga en el que se pueden realizar las pruebas de durabilidad de actuadores simulando la situación de trabajo real de los mismos. El banco de ensayos permite reproducir tanto la cinemática del actuador como las condiciones de temperatura y las cargas antagónicas que se producen en su vida real mediante un actuador realimentado. Incorpora sistemas auxiliares para la prueba de los actuadores en situaciones de presiones máximas, pudiéndose emplear cualquier tipo de fluido hidráulico. Este mismo sistema se emplea para la realización de los ensayos de pulsos de presión de fatiga, pudiéndose así simular ensayos con complejos espectros de cargas de presión en el actuador. De aplicación en ensayos de actuadores hidráulicos.
Description
Banco de ensayos híbrido para validación y
cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad.
El objeto de la presente invención es un banco de
ensayos híbrido para validación y cualificación de actuadores
hidráulicos de gran capacidad, utilizando para la realización de
ensayos de durabilidad, de carga y de impulsos de fatiga de
actuadores hidráulicos de gran capacidad.
Se propone un banco de ensayos para actuadores
hidráulicos de gran capacidad en el que se pueden realizar las
pruebas de durabilidad de actuadores simulando la situación de
trabajo real de los mismos. El banco de ensayos permite reproducir
tanto la cinemática del actuador, condiciones de temperatura y las
cargas antagónicas que se producen en su vida real mediante un
actuador realimentado.
Incorpora sistemas auxiliares para la prueba de
los actuadores en situaciones de presiones máximas, pudiéndose
emplear cualquier tipo de fluido hidráulico. Este mismo sistema se
emplea para la realización de los ensayos de pulsos de presión de
fatiga, pudiéndose así simular ensayos con complejos espectros de
cargas de presión en el actuador.
La aplicación prioritaria del banco de ensayos
híbrido para validación y cualificación de actuadores hidráulicos
de gran capacidad objeto de la invención se encuentra en las
pruebas de validación y cualificación que se requieren para los
actuadores hidráulicos empleados en sectores como la aeronáutica.
Presenta una solución completa para las pruebas de aceptación y
certificación que los actuadores de gran capacidad, empleados por
ejemplo en la retracción y extensión en los trenes de aterrizaje de
aeronaves (ensayo que éstas deben pasar como requisito
indispensable para la obtención de certificados de
aeronavegabilidad) aunque su gran versatilidad permite su
utilización en otros sectores.
Convencionalmente las bancadas para ensayo de
actuadores se basan en la generación de presión mediante bomba
hidráulica , lo que representa una gran limitación tanto en las
presiones generadas como en el fluido hidráulico a utilizar, que
debía ser compatible con el de la bomba. La limitación de presiones
viene dada por las presiones máximas generadas. Otro inconveniente
importante para este tipo de bancadas es el de carecer de sistemas
de cargas antagónicas para la simulación de las condiciones reales
de trabajo del actuador, cuya carga depende en general de la
posición.
En la tecnología actual se detecta por tanto una
gran carencia en la posibilidad de realizar ensayos de actuadores
de gran capacidad simulando la situación de vida real de actuador,
por lo que convencionalmente se ha recurrido a técnicas de ensayos
parciales.
El banco de ensayos según la invención supera las
carencias detectadas en los bancos de ensayo convencionales, ya que
permite ensayar actuadores en la situación de trabajo real de los
mismos y en sus situaciones de carga límite.
Los ensayos se realizan en la bancada principal.
En ella se posiciona tanto el actuador objeto de ensayo como el
actuador para cargas antagónicas. Esta bancada permite reproducir
fielmente la cinemática de funcionamiento del actuador. El actuador
hidráulico de cargas antagónicas controlado por carga permite
realizar la fuerza requerida en tracción o compresión sobre el
actuador de ensayo en función de su posición de carrera o del
tiempo, según los requerimientos de funcionamiento. Esta bancada
permite también la fijación del actuador en cualquier posición de
la carrera (habitualmente la de máxima retracción y la de máxima
extensión) para poder realizar las pruebas de carga de presión.
En los ensayos de durabilidad se utilizan unos
convertidores externos que realizan el cambio de la presión
hidráulica de la línea convencional a presión del fluido hidráulico
empleado por el actuador objeto de ensayo. Un sistema de
electroválvulas permite tener en las dos líneas conectadas tanto a
presión como a retorno. Este sistema es el encargado de alimentar el
las cámaras del actuador a ensayar, tanto en aportación de caudal a
presión como en evacuación a retorno. Transductores de presión y
bloque situados en esta línea permiten tener un control de la
relación presión-caudal y realizar una medición de
presiones. En las líneas de alimentación se han incorporado unos
intercambiadores de calor para permitir que en los ensayos en los
que se requiera acondicionamiento de temperatura esta se mantenga
tanto en el ambiente como en el fluido hidráulico.
Para los ensayos de carga y fatiga de presión se
emplean dos cilindros multiplicadores que convierten en presión la
fuerza ejercida sobre ellos por dos actuadores hidráulicos
controlados por carga que trabajan alimentados por la red
hidráulica convencional. Estos actuadores ejercen fuerzas de hasta
10 Tn y debido a su pistón de pequeña área es capaz de generar
presiones de hasta 1000 bar. El control por carga realizado sobre
los actuadores de aplicación de fuerza permite realizar ciclos de
fatiga de presión según perfiles complejos acordes con los planes
de ensayo requeridos. Transductores de presión situados en las
líneas de salida de los multiplicadores permiten medir las
presiones exactas que están siendo aplicadas en ambas cámaras del
actuador de ensayo. Estos ensayos se realizan en posiciones fijadas
mediante barras de anclaje. Estas han sido diseñadas para permitir
la ubicación de una célula de carga que permita obtener la fuerza
que para una determinada presión esta ejerciendo el actuador de
ensayo.
Las ventajas de este nuevo banco de ensayos
híbrido para validación y cualificación de actuadores hidráulicos
de gran capacidad respecto de los bancos de ensayo convencionales
resultan evidentes:
a) permite, en un sólo banco de ensayos, realizar
todos los ensayos requeridos (incluyendo durabilidad, cargas
límites, y ciclos de fatiga de presión) para la validación y
cualificación de actuadores hidráulicos empleados, entre otros, en
el campo de la aeronáutica;
b) permite la realización de ensayos con
diferentes fluidos hidráulicos, en diferentes condiciones de
funcionamiento del actuador y aplicando espectros complejos de
carga;
c) permite la realización de ensayos con
diferentes condiciones ambientales y de fluido;
d) permite reproducir la cinemática de las
condiciones de trabajo real.
Para la mejor comprensión de cuanto queda
descrito en la presente memoria, se acompañan unos dibujos en los
que, tan solo a título de ejemplo, se representan dos casos
prácticos de realización.
En la figura 1 se puede observar el alzado de la
bancada principal de ensayo en la situación de ensayos de
durabilidad con el actuador para cargas antagónicas y el espécimen
de ensayo.
En la figura 2 se puede observar el alzado del
montaje para ensayos de presión en carga limite y fatiga.
La figura 3 muestra el esquema de la implantación
de todo el sistema de ensayos de durabilidad que simulan el
funcionamiento real del actuador. Se incluye la vista de los
convertidores y líneas hidráulicas.
La figura 4 muestra el esquema de la implantación
de todo el sistema de ensayos para la realización de ensayos de
carga y fatiga. Se incluye la vista de los cilindros
multiplicadores y líneas hidráulicas.
Se describe a continuación un ejemplo de
realización práctica, no limitativa, del presente invento.
De conformidad con la invención, y según la
realización representada, el banco de ensayos híbrido para
validación y cualificación de actuadores hidráulicos de gran
capacidad consta de los siguientes componentes.
- 1. Especimen de ensayo
- 2. Actuador Cargas Antagónicas
- 3. Cámara climática
- 4. Módulo principal
- 5. Convertidores de presión
- 6. Sistema de control
- 7. Transductores de presión
- 8. Célula de carga
- 9. Multiplicadores de presión
- 10. Actuador hidráulico
- 11. Restrictores
La disposición de estos componentes se puede ver
en las figuras 1, 2, 3 y 4.
Con esta estructuración y particularidades, para
la realización de ensayos de durabilidad de actuadores hidráulicos
(1) se coloca la cámara climática (3) sobre el módulo principal
(4). La cámara (3) se utilizará para conseguir las condiciones
ambientales y del fluido hidráulico necesarias. Posteriormente se
monta el actuador en el módulo principal (4) dentro de la cámara
climática (3) y mediante una barra se unirá al actuador de cargas
antagónicas (2 y 8). En la zona de unión se coloca una biela que se
utiliza para producir la cinemática que tendrá el actuador en las
condiciones reales de trabajo.
Se conectan los convertidores (5) a las cámaras
de extensión y retracción del actuador de ensayo llenándose las
líneas con el fluido hidráulico empleado. Por otro lado los
convertidores se conectan a la línea hidráulica convencional.
Entre los convertidores (5) y las cámaras de
extensión y retracción existe un bloque diseñado para la ubicación
de restrictores (11) que simulen la línea hidráulica en la que va
estar instalado el actuador de ensayo. Además se colocan dos
transductores de presión (7) para medir la presión en las cámaras
del espécimen (1).
La programación del ensayo se realiza en función
de las condiciones de uso del actuador. El sistema es flexible ya
que permite conectar las cámaras de extensión y de retracción
indistintamente tanto a presión como a retorno, tanto en la
extensión como en la retracción, permitiendo cualquier tipo de
combinación. Así mismo se programan los valores de carga antagónica
en función de la posición de carrera o del tiempo.
El ensayo consiste en la realización de carreras
de extensión y retracción del actuador en el número tal que
aseguren la durabilidad del espécimen para la vida útil para las
que ha sido diseñado. Durante el ensayo se registran los datos
correspondientes a número de ciclos realizados, carga antagónica
aplicada, temperaturas de fluido hidráulico y ambiente y
presiones.
Claims (1)
1. Banco de ensayos híbrido para validación y
cualificación de actuadores hidráulicos de gran capacidad;
caracterizado porque consta de:
a) un módulo principal formado por una base con
dos cabezales y una cámara climática que se utilizará para
conseguir las condiciones ambientales y de fluido necesarias;
b) un multiplicador de presión, utilizado para
conseguir cualquier perfil de presiones y utilización de cualquier
fluido hidráulico para los ensayos de carga límite y fatiga;
c) uno o varios convertidores de presión, que
permiten la utilización de cualquier fluido hidráulico en ensayos
de durabilidad;
de modo que permite, en un sólo
banco de ensayos reproducir la cinemática de las condiciones de
trabajo real, realizando todos los ensayos requeridos para la
validación y cualificación de actuadores hidráulicos; incluyendo
durabilidad, cargas límites, y ciclos de fatiga de presión; con
diferentes fluidos hidráulicos, en diferentes condiciones de
funcionamiento del actuador con diferentes condiciones ambientales
y/o de fluido, y aplicando espectros complejos de
carga.
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|---|---|---|---|
| ES200200553A ES2211272B1 (es) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | Banco de ensayos hibrido, para validacion y cuantificacion de actuadores hidraulicos de gran capacidad. |
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