2.2.1 液压试验台功能需求分析
本液压系统用于泵和马达联合试验台上,根据用户提出的技术要求,该试验台主要用于挖掘机液压泵和马达试验,但是该试验台的扩展性能好,也可进行其他泵和马达试验。可以对泵和马达的关键性能参数进行检测和分析研究。
泵和马达都是液压系统的关键零部件,泵是液压系统的动力元件,负责把机械能转换成液压能,提供整个系统的液压能;马达是液压系统的驱动元件,负责将液压能转换成机械能。泵和马达的性能将直接影响整个液压系统的性能。市场上的液压泵、马达种类繁多,但是它们的性能参数种类很多都相同,只是控制方式可能不同,所以本试验台的通用性大。
液压系统的缺点主要有漏、振、热,这些缺点都会导致能量的损失,液压试验台一般需要长时间连续工作,所以节能研究是一个重点。目前功率回收和变频技术是节能的重要通径,在液压系统及液压元件的试验过程中,为了完成规定项目的试验,必须对被试对象按实际工作条件进行模拟加载,这样由动力源提供的能量将被加载器吸收或通过不同的途径消耗掉。对于大功率液压系统试验、长时间的液压泵和液压马达寿命试验、超载试验等,势必要耗费大量的能量,为了将能量充分利用,必须考虑功率回收的问题。一般的功率回收方式是将原动机发出的功率传给负载,然后再经过传动装置传回动力源循环使用。在进行大型液压试验台的设计时,常设计机械补偿回收和液压补偿回收两种功率回收方案;变频技术应用在液压系统中使系统的容积调速、节流调速复合调速成为可能,变频调速可以实现电机的无级调速,最终实现液压泵的容积调速,这些只要在人机界面上改变输入参数、改变电机的输入频率就可以轻松简单地实现。
本项目是建立一个多功能泵-马达综合试验台,主要是进行出厂试验,基于该平台可以实现多种泵和马达性能测试试验及原理研究,同时也可进行基于电液控制的变量机构调节试验。
不同型号泵的额定转速和最大转速可能不同,采用变频器可以进行无级转速设定,同时也可以实现对泵的变速特性测定。因为主要是进行出厂试验,所以每种型号批量生产的,设计时考虑到基于一次仅会做一个型号的泵或马达试验,并且每次试验的时间较长,本试验台提供一个泵和马达安装位,并配置相应的控制回路和辅助回路、检测仪器仪表、快速管路接头、法兰,每次试验时只要安装被测元件,接上快速管路接头和法兰就可以,不必为每种特定型号的泵和马达试验都配置相应的管路和接头,通过电磁阀和手动阀实现油路的切换,这种设计简单方便,并且可以共用的仪器仪表尽量共用,减少投资,节约成本。系统所能进行的试验如下:液压泵前泵出厂试验;液压泵后泵出厂试验;闭式泵出厂试验;行走马达出厂试验;旋转马达出厂试验。