液压缸试验台试验测试与优化改进设计

摘要

转鳍液压缸作为船舶减摇鳍系统中重要的执行元件，其性能直接关系着减摇鳍的正常工作，因此对转鳍液压缸进行性能测试试验具有非常重要的意义。针对目前液压缸测试基本以型式试验为主的现状，本课题进一步完善了液压缸试验台的结构设计、测试内容和测试方法，增加了液压缸受侧向力及冲击作用下的工况模拟，以满足减摇鳍液压缸适应海下复杂工况的需要。
　　首先，通过对校企合作自行设计的液压缸试验台样机的安装调试，完成了型式试验和侧向力试验，分析总结了液压缸试验台样机的设计不足之处，从试验台的结构、试验方法、液压系统三方面提出了一套改进优化的总体方案。
　　进而，在试验台结构方面，为满足试验台的减重及动、静刚度的需求，基于拓扑优化方法对试验台结构进行了改进优化，在保证试验台架可靠性的同时使重量减少17.5％。在试验方法方面，以高精度位移传感器测量内泄漏量代替了传统内泄漏量杯测量法，大幅提高了内泄漏试验测试精度及测试效率;并分析侧向力对液压缸的损坏趋势，进一步完善了侧向力试验。同时，针对企业对液压缸受冲击载荷下稳定性及缓冲腔可承受压力的测试需求，提出并设计了液压缸冲击试验模块。在液压系统设计方面，对液压系统调压回路进行改进，并对减压阀和补油泵重新选型，解决了样机调试中出现的系统调压不准及补油泵无法正常工作等问题，使系统性能得到完善。
　　最后，对改进优化后的液压缸试验台再次进行了测试对比验证实验，结果表明，本试验台可完成对转鳍液压缸的型式试验及侧向力作用下的各个试验项目，改进后试验台具有结构更轻便、检测更准确、测试效率更高和可靠性更强等特点。
　　经过改进优化设计后的液压缸试验台满足了企业对应用于海下复杂工况的转鳍液压缸的测试需求，对液压缸设计工作具有重要的指导意义，为提高液压缸产品质量提供了坚实保障。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究意义

1．2 关键技术国内外研究现状

1．2．1 试验测试方法

1．2．2 试验测试项目

1．2．3 试验台架结构

1．2．4 液压系统设计

1．2．5 控制系统设计

1．2．6 现有液压缸试验台产品

1．3 现存问题分析

1．4 课题来源与主要研究内容

1．5 论文组织架构

2 原液压缸试验台样机测试及分析

2．1 液压缸试验台样机测试总体方案

2．1．1 样机结构

2．1．2 样机调试目标

2．1．3 样机测试总体方案

2．2 液压缸试验台样机调试检测准备

2．2．1 加载台架

2．2．2 测控系统

2．2．3 液压系统

2．3 液压钲试验台样机系统运行试验测试

2．3．1 试运行试验

2．3．2 起动压力试验

2．3．3 耐压试验

2．3．4 泄漏试验

2．3．5 低压泄漏试验

2．3．6 负载效率试验

2．3．7 耐久试验

2．3．8 缓冲试验

2．3．9 行程试验

2．3．10 侧向力试验

2．4 本章小结

3 液压缸试验台改进方案及优化设计

3．1 原液压缸试验台样机存在问题及分析

3．1．1 结构存在问题及分析

3．1．2 试验测试方法分析

3．1．3 液压系统存在问题及分析

3．2 试验台改进设计目标

3．3 试验台结构优化设计方法

3．4 液压缸试验台总体改进方案设计

3．4．1 结构改进方案

3．4．2 试验测试方法改进方案

3．4．3 液压系统改进方案

3．5 本章小结

4 液压缸试验台改进详细设计

4．1 液压缸试验台结构的改进详细设计

4．1．1 外部辅助器件的安装

4．1．2 中间支撑块的改进设计

4．1．3 试验台床身结构的拓扑优化

4．2 液压缸试验台测试方法的改进详细设计

4．2．1 起动压力试验的改进

4．2．2 泄漏试验的改进设计

4．2．3 侧向力试验的改进

4．2．4 冲击试验的设计

4．3 液压缸试验台液压系统的改进设计

4．3．1 调压回路的改进

4．3．2 减压阀的改进

4．3．3 液压泵的改进

4．4 本章小结

5 改进后试验台的运行分析

5．1 改进后试验台架总成

5．1．1 改进后试验台架结构

5．1．2 改进后试验台液压系统

5．2 改进后试验结果及分析

5．2．1 试运行试验

5．2．2 起动压力试验

5．2．3 泄漏试验

5．2．4 低压泄漏试验

5．2．5 侧向力试验

5．3 本章小结

6 总结和展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间申请的专利情况

攻读硕士学位期间参与的项目情况