RU2011038C1

RU2011038C1 - Bench for testing members of hydraulic drive

Info

Publication number: RU2011038C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Першин; О.В. Жданова; Н.И. Сафаров
Original assignee: Першин Виктор Алексеевич; Жданова Ольга Витальевна; Сафаров Назим Ибрагим
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: hydraulic engineering. SUBSTANCE: filter 4, check valve 5(1), safety valve 6, pressure gauge 8(1), and tree hydraulic lines are coupled to delivery manifold. Hydraulic distributor 9(1), flow rate controller 10, hydraulic distributor 9(2), pressure gauges 8(2), 8(3), and hydraulic members 14 to be tested are coupled to one of the hydraulic lines in series. The other hydraulic line is coupled to members for coupling pump 14 to be tested through a check valve 5(2) and hydraulic distributor 9(3) and also to a discharge manifold which includes pressure gauge 8(4), flow meter 12, and throttle 11(2). The bench is provided with cooler 3, temperature pickup 3, and panels for coupling members 7. EFFECT: expanded functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для испытания различных элементов гидропривода преимущественно в процессе их эксплуатации, например, с целью определения технического состояния и остаточного ресурса, а также при их изготовлении. The invention relates to mechanical engineering and can be used to test various elements of the hydraulic drive mainly during their operation, for example, to determine the technical condition and residual life, as well as in their manufacture.

Известны стенды для испытания элементов гидроприводов машин и оборудования. Такие стенды предназначены для испытания конкретных элементов, например: отремонтированных насосов (а. с. N 1275130); обратных клапанов (а. с. N 1373880); гидрораспределителей (а. с. N 1442720); цилиндров (а. с. N 1551847), а также других элементов. Known stands for testing elements of hydraulic drives of machinery and equipment. Such stands are designed to test specific elements, for example: repaired pumps (a.s. N 1275130); check valves (a.p. N 1373880); hydrodistributors (and.with. N 1442720); cylinders (and.with. N 1551847), and also other elements.

Основным недостатком известных стендов является их ориентация на испытание лишь отдельных гидроэлементов, что очевидно оправдано при массовом изготовлении или централизованном ремонте этих элементов на специализированных предприятиях. В условиях же предприятий, эксплуатационных гидрофицированное оборудование, иметь одновременно несколько специальных стендов нецелесообразно из-за низкой их эффективности по загрузке, значительным затратам на их приобретение или изготовление собственными силами и на эксплуатацию. Кроме того, в процессе эксплуатации оборудования, как правило, не требуется определения ряда показателей качества функционирования гидроэлементов (показатели переходных процессов и др. ). Таким образом, в условиях эксплуатации элементов гидропривода требуется не сложный, но одновременно универсальный стенд для их производственных испытаний. The main disadvantage of the known stands is their orientation to testing only individual hydraulic elements, which is obviously justified in the mass production or centralized repair of these elements at specialized enterprises. In the conditions of enterprises operating hydraulic equipment, it is inexpedient to have several special stands at the same time due to their low loading efficiency, significant costs for their purchase or manufacture on their own and for operation. In addition, during the operation of the equipment, as a rule, it is not required to determine a number of indicators of the quality of functioning of hydraulic elements (indicators of transient processes, etc.). Thus, under the operating conditions of the hydraulic drive elements, a complex, but at the same time universal stand for their production tests is required.

В наибольшей степени указанному требованию удовлетворяют стенды, изображенные на рис. 11.8 (позиции "в" и "с") приведенного ниже в качестве источника справочника по станочным гидроприводам. Стенды предназначены для испытания гидроклапанов давления, предохранительных и редукционных клапанов, дросселей и регуляторов потока. В состав стендов входят: насос постоянной производительности; бак; предохранительный клапан; манометры; термометры; фильтр; аккумулятор; мензурка; дроссели; расходомер; гидрораспределитель. Указанные стенды позволяют в условиях эксплуатации элементов гидропривода проводить их испытание по таким показателям, как зависимость давления настройки от расхода; давление открывания; минимальный стабильный расход; зависимость расхода от разности давлений на входе и выходе. To the greatest extent this requirement is met by the stands shown in Fig. 11.8 (positions "b" and "c") below as a source of reference for machine hydraulic drives. The stands are designed to test pressure hydraulic valves, safety and pressure reducing valves, throttles and flow regulators. The composition of the stands includes: a pump of constant performance; tank; safety valve; manometers; thermometers filter; battery; beaker; chokes; flow meter; directional control valve. These stands allow under the operating conditions of the hydraulic drive elements to test them by indicators such as the dependence of the setting pressure on the flow; opening pressure; minimum stable consumption; dependence of the flow on the pressure difference at the inlet and outlet.

Однако даже эти два, близких по конструкции, стенда не позволяют проводить испытания таких элементов гидропривода, как насосы, цилиндры, гидрораспределители, а также испытание гидроаппаратуры по показателям: внутренняя герметичность; максимальный расход при номинальном давлении (или перепаде давления); диапазон настройки; изменение редуцированного давления при изменении давления на входе испытуемого элемента. However, even these two test benches, similar in design, do not allow testing of such hydraulic drive elements as pumps, cylinders, control valves, as well as testing hydraulic equipment in terms of indicators: internal tightness; maximum flow rate at nominal pressure (or differential pressure); setting range; change in reduced pressure with a change in pressure at the inlet of the test element.

Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей стенда и повышение технологичности испытаний элементов гидропривода в условиях их эксплуатации. Указанная цель достигается тем, что нагнетательный коллектор насоса постоянной производительности снабжен регулятором расхода и выполнен с тремя гидролиниями. Одна из гидролиний соединена с элементами подключения испытуемого насоса, вторая - с элементами подключения гидроуправляемого распределителя, а третья гидролиния соединена через регулятор расхода с элементами подключения гидроцилиндра, управляющих и регулирующих гидроаппаратов и камерами управления гидроуправляемого распределителя. Распределитель же сливного коллектора соединен с другими элементами подключения гидроуправляемого распределителя и с первой гидролинией нагнетательного коллектора. Стенд комплектуется серийно выпускаемыми, или аналогичными испытываемым, гидроэлементами, а типы их принимаются по обычным критериям: номинальным значениям давления и расхода; методу присоединения; требуемой точности; чувствительности и др. The aim of the present invention is to expand the functionality of the stand and increase the manufacturability of testing the elements of the hydraulic drive in the conditions of their operation. This goal is achieved by the fact that the discharge manifold of the constant-flow pump is equipped with a flow regulator and is made with three hydraulic lines. One of the hydraulic lines is connected to the connecting elements of the pump under test, the second to the connecting elements of a hydraulically controlled distributor, and the third hydraulic line is connected through a flow regulator to the hydraulic cylinder connecting elements, control and regulation hydraulic units and control cameras of the hydraulic controlled distributor. The distributor of the drain manifold is connected to other connecting elements of the hydraulically controlled distributor and to the first discharge manifold hydraulic line. The stand is equipped with commercially available, or similar, tested hydraulic elements, and their types are accepted according to the usual criteria: nominal pressure and flow rate; joining method; required accuracy; sensitivity, etc.

На чертеже представлена принципиальная схема стенда для испытания элементов гидропривода. Стенд состоит из бака 1, насоса 2, в нагнетательный коллектор которого включены фильтр 4, обратный клапан 5 (1), предохранительный клапан 6, датчик давления 8 (1) и трех гидролиний. В одну из гидролиний последовательно включены гидрораспределитель 9 (1), регулятор расхода 10, гидрораспределитель 9 (2), датчики давления 8 (2) и 8 (3), а также испытываемые гидроэлементы 14 (гидроцилиндр, обратный, предохранительный, редукционный и другие клапаны, регуляторы расхода. . . ) и камеры управления испытываемого гидроуправляемого распределителя, элементы подключения которого подключены к другой гидролинии. Третья гидролиния соединена с элементами подключения испытуемого насоса 14 через обратный клапан 5 (2) и гидрораспределитель 9 (3), а также с сливным коллектором, в который включены датчик давления 8 (4), расходомер 12 и дроссель 11 (2). Стенд снабжен охладителем 3, датчиком температуры 13 и панелями подключения элементов 7. The drawing shows a schematic diagram of a bench for testing hydraulic drive elements. The stand consists of a tank 1, pump 2, the discharge manifold of which includes a filter 4, a check valve 5 (1), a safety valve 6, a pressure sensor 8 (1) and three hydraulic lines. One of the hydraulic lines consistently includes a control valve 9 (1), a flow regulator 10, a control valve 9 (2), pressure sensors 8 (2) and 8 (3), as well as the tested hydraulic elements 14 (hydraulic cylinder, non-return, safety, pressure and other valves , flow regulators..) and control chambers of the tested hydraulically controlled distributor, the connection elements of which are connected to another hydraulic line. The third hydraulic line is connected to the connecting elements of the test pump 14 through a check valve 5 (2) and a control valve 9 (3), as well as with a drain manifold, which includes a pressure sensor 8 (4), a flow meter 12 and a throttle 11 (2). The stand is equipped with a cooler 3, a temperature sensor 13 and panels for connecting elements 7.

Испытание конкретных элементов гидропривода выполняется в соответствии с разработанными методиками, предусматривающими порядок включения, настройки стенда и испытываемых гидроэлементов, регистрации и обработки данных. При этом доступы как типовые, так и разработанные авторами методики испытаний. Testing of specific elements of the hydraulic drive is carried out in accordance with the developed methods, which include the procedure for switching on, setting up the stand and tested hydraulic elements, recording and processing data. At the same time, both standard and test methods developed by the authors are available.

В общем случае подготовка к работе и работа стенда заключаются в следующем. Перед началом испытаний испытываемый элемент подключается к соответствующим гидролиниям, а свободные гидролинии глушатся пробками. При этом нагнетательные коллекторы основного 2 и испытываемого 14 насосов соединены со сливом через гидрораспределитель 9 (1), а золотники гидрораспределителей 9 (2) и 9 (3) зафиксированы в средней позиции. In general, preparation for work and stand operation are as follows. Before starting the test, the test element is connected to the corresponding hydraulic lines, and the free hydraulic lines are suppressed by plugs. In this case, the discharge manifolds of the main 2 and 14 tested pumps are connected to the drain through the valve 9 (1), and the valve spools 9 (2) and 9 (3) are fixed in the middle position.

Рассмотрим процессы испытаний элементов гидропривода. Испытание обратного клапана. При включении насоса 2 масло поступит через фильтр 4, гидропанель 7 (1), гидрораспределитель 9 (1) в бак 1. После же установки регулятором расхода 10 заданной величины подачи масла и включения распределителей 9 (1) и 9 (2) масло поступит в гидролинию "а" или "б" - в зависимости от того, что исследуется: герметичность или давление открывания клапана. Избыток масла из нагнетательного коллектора поступит на слив через предохранительный клапан 6. При исследовании герметичности клапана по достижении заданной величины давления масла его подача в клапан прекращается отключением гидрораспределителя 9 (2), после чего производятся необходимые типовые замеры утечек и давления. При исследовании давления открывания клапана регистрация давления производится по датчику 8 (3). Consider the test processes of the hydraulic drive elements. Check valve test. When the pump 2 is turned on, the oil will enter through the filter 4, the hydraulic panel 7 (1), the hydraulic distributor 9 (1) into the tank 1. After the flow regulator 10 has set the preset oil supply value and the distributors 9 (1) and 9 (2) are turned on, the oil will enter hydraulic line "a" or "b" - depending on what is being investigated: tightness or valve opening pressure. Excess oil from the discharge manifold will be discharged through the safety valve 6. When examining the valve tightness, when the specified oil pressure is reached, its supply to the valve is stopped by shutting off the control valve 9 (2), after which the necessary standard measurements of leaks and pressure are made. When examining the valve opening pressure, pressure is recorded using sensor 8 (3).

Испытание распределителей с гидроуправлением. Перед испытанием распределителя его управляющие камеры подключаются к гидролиниям "а" или "б" гидропанели 7 (2), а другие элементы его подключения к гидролинии "с" нагнетательного коллектора и гидролинии "d" распределителя 9 (3) сливного коллектора. При испытании этого типа гидрораспределителей рекомендуется использовать регуляторы расхода типа МПГ-55-1, которые дают возможность устанавливать заданные значения расхода и давления масла в управляющих камерах испытываемого распределителя 14. Использование линии "с" нагнетательного коллектора при отключенном сливном коллекторе позволяет определять такие показатели гидрораспределителя, как внутренняя герметичность, диапазон давления управления, а одновременное использование линии "с" и сливного коллектора - максимальный расход при номинальном давлении; время срабатывания, максимальное число срабатываний; плавность регулирования и диапазон настройки. Таким образом линия регулятора расхода стенда используется для формирования управляющего сигнала, а линия расходомера - для определения, например, расходной характеристики. Testing valves with hydraulic control. Before testing the distributor, its control chambers are connected to the hydraulic lines “a” or “b” of the hydraulic panel 7 (2), and other elements of its connection to the hydraulic line “c” of the discharge manifold and the hydraulic line “d” of the distributor 9 (3) of the drain manifold. When testing this type of directional control valves, it is recommended to use flow controllers of type MPG-55-1, which make it possible to set the set values of oil flow rate and pressure in the control chambers of the tested distributor 14. Using the discharge line “c” with the drain manifold switched off allows the determination of such indicators as internal tightness, control pressure range, and the simultaneous use of the "c" line and the drain manifold - maximum flow at nominal pressure; response time, maximum number of operations; smooth regulation and tuning range. Thus, the line of the flow controller of the stand is used to generate a control signal, and the line of the flow meter to determine, for example, flow characteristics.

Испытание гидроклапанов давления (редукционных, предохранительных, реле давления и т. п. ). Для определения таких показателей гидроклапанов давления как: внутренняя герметичность; зависимость давления настройки от расхода; пик давления в переходном режиме; плавность регулирования и диапазон настройки они подключаются к элементам присоединения гидропанели 7 (2) нагнетательного коллектора. При определении пика давления в переходном режиме в качестве датчика давления 8 (2) используются датчики сопротивления потенциометрического типа или тензодатчики. Testing hydraulic pressure valves (pressure reducing, safety, pressure switches, etc.). To determine such indicators of pressure hydraulic valves as: internal tightness; dependence of the setting pressure on the flow; transient pressure peak; smooth regulation and the adjustment range they are connected to the elements of the connection of the hydraulic panel 7 (2) of the discharge manifold. When determining the pressure peak in the transient mode, potentiometric resistance sensors or strain gauges are used as pressure sensor 8 (2).

Испытание насосов. Схема стенда позволяет проводить испытание как нерегулируемых, так и регулируемых насосов. В первом случае определяются такие показатели насосов как производительность испытуемого насоса при заданном давлении масла, объемный КПД. Во втором случае, дополнительно к указанным, статическая характеристика. Для этого испытуемый насос 14 подключают к первой гидролинии через обратный клапан 5 (2) и к сливному коллектору - через распределитель 9 (3), расходомер 12 и дроссель 11 (2). Гидросистема в этом случае будет защищена от перегрузок клапаном 6. Pump test. The bench layout allows testing of both unregulated and variable pumps. In the first case, such pump indicators are determined as the performance of the pump under test at a given oil pressure, volumetric efficiency. In the second case, in addition to the above, a static characteristic. To do this, the test pump 14 is connected to the first hydraulic line through the check valve 5 (2) and to the drain manifold through the distributor 9 (3), the flow meter 12 and the throttle 11 (2). The hydraulic system in this case will be protected from overload by valve 6.

Испытание гидроцилиндров. На предлагаемом стенда можно проверять такие основные характеристики гидроцилиндров, как плавность хода при прямом и обратном ходе поршня, наружную и внутреннюю герметичность, нечувствительность. При дополнительном оснащении стенда известными устройствами могут быть определены и другие характеристики. Испытуемый гидроцилиндр подключают к третьей гидролинии нагнетательного коллектора через распределитель 9 (1), регулятор расхода 10, распределитель 9 (2). При этих испытаниях регулятором расхода 10 устанавливают необходимую подачу масла в цилиндр, а предохранительным клапаном 6 - давление испытания. При определении плавности хода поршня при его прямом и обратном ходе переключением электромагнита распределителя 9 (2) перераспределяют поток масла в линии "а" или "б". При определении наружной герметичности гидроцилиндра регулятором расхода 10 устанавливают минимальную подачу масла в цилиндр, а предохранительным клапаном 6 - необходимое давление. Возможность плавного регулирования давления в гидролинии до необходимого значения позволяет определить утечки в одной из полостей гидроцилиндра. Testing hydraulic cylinders. On the proposed stand, you can check such basic characteristics of hydraulic cylinders as smoothness with forward and reverse piston stroke, external and internal tightness, and insensitivity. With additional equipment of the stand with known devices, other characteristics can be determined. The tested hydraulic cylinder is connected to the third hydraulic line of the discharge manifold through the distributor 9 (1), the flow regulator 10, the distributor 9 (2). In these tests, the flow regulator 10 sets the necessary oil supply to the cylinder, and the safety valve 6 sets the test pressure. When determining the smoothness of the piston during its forward and reverse stroke by switching the electromagnet of the distributor 9 (2), the oil flow is redistributed in lines "a" or "b". When determining the external tightness of the hydraulic cylinder, the flow regulator 10 sets the minimum oil supply to the cylinder, and the safety valve 6 sets the required pressure. The ability to smoothly control the pressure in the hydraulic line to the required value allows you to determine leaks in one of the cavities of the hydraulic cylinder.

Таким образом, конструкция стенда позволяет испытывать поочередно различные элементы гидроприводов машин и оборудования, например станочного, обувного, прессового, литьевого в условиях его эксплуатации. Конструкция не сложна, стенд может быть изготовлен в условиях ремонтно-механического цеха предприятия. В качестве комплектующих элементов при изготовлении используются элементы, аналогичные испытываемым или другие, широко выпускаемые отечественной промышленностью. Все это говорит об универсальности стенда и одновременно его простоте. Внедрение его возможно даже на небольших предприятиях, а использование позволит увеличить долговечность и безотказность элементов гидроприводов различного оборудования, а тем самым и его быструю окупаемость. (56) Свешников В. К. и Усов А. А. Станочные гидроприводы. Справочник - 2-е изд. , перераб. и доп. М. : Машиностроение, 1988, с. 488, рис. 11.8 "ж". Thus, the design of the stand allows you to test alternately various elements of hydraulic drives of machines and equipment, such as machine, shoe, press, molding in the conditions of its operation. The design is not complicated, the stand can be made in the conditions of the repair and mechanical workshop of the enterprise. As components in the manufacture of the elements are used, similar to the tested or others, widely produced by the domestic industry. All this speaks of the versatility of the stand and at the same time its simplicity. Its implementation is possible even in small enterprises, and the use will increase the durability and reliability of hydraulic components of various equipment, and thereby its quick payback. (56) Sveshnikov V.K. and Usov A.A. Machine-tool hydraulic drives. Reference - 2nd ed. , reslave. and add. M.: Mechanical Engineering, 1988, p. 488, fig. 11.8 "g".

Claims

TEST STAND FOR HYDRAULIC ELEMENTS, containing a pump with a discharge manifold connected to connecting elements for the test pump, hydraulic cylinder, hydraulic distributor, and control and regulation hydraulic units, a tank with a drain manifold connected to a distributor and flowmeter connected in series, and pressure and temperature sensors liquid, characterized in that, in order to expand the functionality and improve the manufacturability of the tests, the discharge manifold equipped with a flow regulator and made with three hydraulic lines, the first of which is connected to the test pump connection elements, the second - to the hydraulic control valve connection elements and to the third hydraulic line, which is connected through the flow regulator to the hydraulic cylinder connection elements, control and regulation hydraulic devices and control chambers of the hydraulic control valve while the distributor of the drain manifold is connected to other elements for connecting a hydraulically controlled distributor and to the first the idler of the discharge manifold.