基于并行节能技术的液压泵及溢流阀的耐久性试验液压装置

摘要

本发明涉及一种基于并行节能技术的液压泵及溢流阀耐久性试验装置，包括电机、多台被测液压泵、多个被测溢流阀、两位四通换向阀、及各种压力、流量、温度、转速测量装置等设备。试验过程中多个被测溢流阀在被两位四通换向阀提供的压力冲击测试的同时，为多台被测液压泵提供可靠性测试所需的加载压力；一次试验可同时对多台液压泵和多个溢流阀进行耐久性试验，增加了试验样本数和被测元件类型，简化了试验装置，试验效率高、耗时短；在可靠性试验中应用并行节能技术，节约能源，降低试验成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测液压泵及溢流阀耐久性能力的试验装置，特别涉及一种基于并 行节能技术的液压泵及溢流阀耐久性试验装置。

背景技术

液压泵是一种液压系统中的能量转换装置，其将原动机输出的机械能转换成油液的 液压能，以压力和流量的形式输送到液压系统中，液压泵是液压系统的核心元件，液压 泵的耐久性水平直接决定整个液压系统的耐久性和使用性能。溢流阀是一种油液压力控 制阀，在液压系统中主要起定压溢流、系统卸荷和安全保护的作用，溢流阀也是液压系 统常用元件，其耐久性水平对液压系统的正常工作有重要作用。

目前国内关于液压泵、溢流阀耐久性能力的研究还未足够深入，试验标准仍未健全， 液压泵的耐久性试验一般参照标准JB/T6881-2006、JB/T7043-2006，及一专利号为 ZL201320482332.9(公告号为CN203430759U)的中国实用新型专利《一种基于功率回收和 变频技术的液压泵耐久性试验装置》披露了这样一种液压泵耐久性试验装置，包括变频 电机、液压马达、溢流阀和油箱，变频电机为双轴伸变频电机，第一轴伸通过第一联轴 器与被试液压泵连接，第二轴伸通过第二联轴器与液压马达连接，被试液压泵的吸油口 与油箱连通，被试液压泵的出油口与液压马达的进油口连通，液压马达的出油口与油箱 连通，液压马达的进油口与溢流阀连通，溢流阀与油箱连通。溢流阀耐久性试验一般参 照标准JB/T10374-2002。

上述专利或标准推荐使用的试验回路单次试验样本数目少，需多次试验才能满足样 本数要求，试验效率低、耗时长；液压回路测试功能单一，每个试验装置只能测试同一 类型的液压元件；液压回路无功率回收及节能技术，浪费能源

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种基于并行节能技术 并能同时检测检测液压泵及溢流阀耐久性指标的试验液压装置，该装置能增加试验样本 的种类和数量，提高试验效率，节省了试验时间，节约电能，简化了试验装置，同时又 降低了试验成本。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于并行节能技术的液压泵及 溢流阀的耐久性试验液压装置，包括被测液压泵、被测溢流阀，及液压油管路；其特征 在于：所述被测液压泵和被测溢流阀至少各有两个，各所述被测液压泵由电机带动工作； 各被测液压泵的吸油口与泄漏油口各自连接油箱，且各被测液压泵的泄漏油路上安装有 温度传感器；各被测液压泵的压力油口依次接压力传感器和流量计后分出两条液压油路， 一路连接在两位四通电磁换向阀的P口，另一路经安全阀连接油箱，两位四通电磁换向 阀的电磁铁为1DT；两位四通电磁换向阀的A口连接至少一个被测溢流阀的P口，两位 四通电磁换向阀的B口连接至少一个另外的被测溢流阀的P口，两位四通电磁换向阀的 T口连接油箱；各个被测溢流阀的P口处各自对应安装有压力传感器，各个被测溢流阀 的T口各自对应经过流量计后汇聚于一路后经过先导电磁溢流阀连接油箱，先导电磁溢 流阀的控制油口经远程调压阀连接油箱，先导电磁溢流阀的电磁铁为2DT。

作为改进，各个所述被测溢流阀的T口汇聚于一路后分出三条液压支路，其中一路 连接变量马达的进油口处，第二路连接蓄能器，第三路经所述先导电磁溢流阀连接油箱， 变量马达的出油口和泄漏油口连接油箱；变量马达由第一电机带动动作，第一电机为双 伸出杆电动机，第一电机的第一轴伸连接流量补偿泵，第一电机的第二轴伸连接所述变 量马达；流量补偿泵的吸油口和泄漏油口直接连接油箱，流量补偿泵的压力油口和各被 测液压泵的压力油口汇聚于一路后分出两条所述液压油路，一路连接在所述两位四通电 磁换向阀的P口，另一路经所述安全阀连接油箱；流量补偿泵的压力油口和变量马达的 进油口分别安装有第十三压力传感器和第十四压力传感器。通过蓄能器、变量马达、流 量补偿泵、第一电机的作用，使流量补偿泵为各个溢流阀做流量补偿，弥补各台被测液 压泵流量的不足的缺陷，蓄能器吸收压力脉动，使变量马达平稳运转，变量马达作为功 率回收装置为第一电机提供动力

带动各所述被测液压泵工作的电机为一个第二电机，第二电机通过扭矩转速仪连接 分动箱，分动箱分别带动各被测液压泵。采用一个电机同时驱动各被测液压泵工作，降 低成本同时能保证被测液压泵工作的一致性。

根据数据采集样本的需要，作为优选上述被测液压泵有四个，分别为第一被测液压 泵、第二被测液压泵、第三被测液压泵和第四被测液压泵，安装在被测液压泵的泄漏油 路上的温度传感器有四个，分别为第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器 和第四温度传感器，安装在被测液压泵的压力油口上的压力传感器和流量计各有四个， 分别为第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器，及第一 流量计、第二流量计、第三流量计和第四流量计。

根据数据采集样本的需要，作为优选上述被测溢流阀有八个，分别为第一被测溢流 阀、第二被测溢流阀、第三被测溢流阀、第四被测溢流阀、第五被测溢流阀、第六被测 溢流阀、第七被测溢流阀和第八被测溢流阀，其中两位四通电磁换向阀的A口分别连接 第一被测溢流阀、第二被测溢流阀、第三被测溢流阀和第四被测溢流阀的P口，两位四 通电磁换向阀的B口分别连接第五被测溢流阀、第六被测溢流阀、第七被测溢流阀和第 八被测溢流阀的P口，安装在各被测溢流阀上的压力传感器和流量计分别为第五压力传 感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第八压力传感器、第九压力传感器、第十压 力传感器、第十一压力传感器和第十二压力传感器，及第五流量计、第六流量计、第七 流量计、第八流量计、第九流量计、第十流量计、第十一流量计和第十二流量计。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、各被测溢流阀在被两位四通电磁换向阀提供的压力冲击测试的同时，为各台被测 液压泵提供可靠性测试所需的加载压力，一次试验可同时对多台液压泵和多个溢流阀进 行耐久性试验，增加了试验样本数和被测元件类型，简化了试验装置，试验效率高、耗 时短；

2、在可靠性试验中应用并行节能技术，节约能源，降低试验成本；

3、液压泵与溢流阀耐久性试验参数均使用传感器及流量计实时监测，能够对被测元 件的当前状态做出准确判断，并对故障原因做出准确分析；

4、试验装置采用电气控制，自动化程度高，操作简便。

附图说明

图1为本发明实施例的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，为本发明的一个优选实施例。

一种基于并行节能技术的液压泵及溢流阀的耐久性试验液压装置，包括被测液压泵、 被测溢流阀，及液压油管路。

被测液压泵有四个，分别为第一被测液压泵36、第二被测液压泵40、第三被测液压 泵44和第四被测液压泵48。

被测溢流阀有八个，分别为第一被测溢流阀2、第二被测溢流阀5、第三被测溢流阀 8、第四被测溢流阀11、第五被测溢流阀14、第六被测溢流阀17、第七被测溢流阀21 和第八被测溢流阀24，

各被测液压泵36、40、44、48由电机带动工作，带动各被测液压泵36、40、44、48 工作的电机为一个第二电机52，第二电机52通过扭矩转速仪51连接分动箱50，分动箱 50分别带动各被测液压泵36、40、44、48。

各被测液压泵36、40、44、48的吸油口与泄漏油口各自连接油箱，且各被测液压泵 36、40、44、48的泄漏油路上安装有温度传感器37、41、45、49，温度传感器共有四个， 分别为第一温度传感器37、第二温度传感器41、第三温度传感器45和第四温度传感器 49。

各被测液压泵36、40、44、48的压力油口依次接压力传感器34、38、42、46和流 量计35、39、43、47后分出两条液压油路，一路连接在两位四通电磁换向阀53的P口， 另一路经安全阀33连接油箱，两位四通电磁换向阀53的电磁铁为1DT。压力传感器34、 38、42、46和流量计35、39、43、47各有四个，分别为第一压力传感器34、第二压力 传感器38、第三压力传感器42和第四压力传感器46，及第一流量计35、第二流量计39、 第三流量计43和第四流量计47。

两位四通电磁换向阀53的A口分别连接第一被测溢流阀2、第二被测溢流阀5、第 三被测溢流阀8和第四被测溢流阀11的P口，两位四通电磁换向阀53的B口分别连接 连接第五被测溢流阀14、第六被测溢流阀17、第七被测溢流阀21和第八被测溢流阀24 的P口，两位四通电磁换向阀53的T口连接油箱。

各个被测溢流阀2、5、8、11、14、17、20、23的P口处各自对应安装有一个压力 传感器，共八个，分别为第五压力传感器1、第六压力传感器4、第七压力传感器7、第 八压力传感器10、第九压力传感器13、第十压力传感器16、第十一压力传感器19和第 十二压力传感器22；各个被测溢流阀2、5、8、11、14、17、20、23的T口各自对应经 过一个流量计后汇聚于一路后经过先导电磁溢流阀29连接油箱，流量计共八个，分别为 第五流量计3、第六流量计6、第七流量计9、第八流量计12、第九流量计15、第十流量 计18、第十一流量计21和第十二流量计24。先导电磁溢流阀29的控制油口经远程调压 阀28连接油箱，先导电磁溢流阀29的电磁铁为2DT。

各个被测溢流阀2、5、8、11、14、17、20、23的T口汇聚于一路后分出三条液压 支路，其中一路连接变量马达30的进油口处，第二路连接蓄能器25，第三路经先导电磁 溢流阀29连接油箱，变量马达30的出油口和泄漏油口连接油箱；变量马达30由第一电 机31带动动作，第一电机31为双伸出杆电动机，第一电机31的第一轴伸连接流量补偿 泵32，第一电机31的第二轴伸连接变量马达30；流量补偿泵32的吸油口和泄漏油口直 接连接油箱，流量补偿泵32的压力油口和各被测液压泵36、40、44、48的压力油口汇 聚于一路后分出两条所述液压油路，一路连接在两位四通电磁换向阀53的P口，另一路 经安全阀33连接油箱；流量补偿泵32的压力油口和变量马达30的进油口分别安装有第 十三压力传感器26和第十四压力传感器27。

在本发明试验装置上进行液压泵和溢流阀的耐久性试验，按以下步骤进行：

第一步，被测液压泵36、40、44、48及被测溢流阀2、5、8、11、14、17、20、23 安装完毕后进行空载试验，即：

1)、1DT失电，两位四通换向阀53处于右位状态；2DT失电，远程调压阀28卸荷， 变量马达30处于空载状态；第一被测溢流阀2至第八被测溢流阀23的调定压力设置为 0MPa。

2)、使第一电机31、第二电机52按额定转速运行，扭矩转速仪51监测第二电机52 的转速，确保其按额定转速运转。

3)、记录此时第一流量计35、第二流量计39、第三流量计43、第四流量计47的流 量，即分别为第一被测液压泵36、第二被测液压泵40、第三被测液压泵44、第四被测液 压泵48的空载流量。

第二步，在空载试验结束后进行加载试验，并实时采集试验数据，即：

1)、第一被测溢流阀2至第八被测溢流阀23全部调定至试验压力，1DT按照得电1 秒、失电1秒的频率得失电使两位四通换向阀53做换向动作；

2)、调节流量补偿泵32的流量，使4台被测液压泵36、40、44、48和流量补偿泵 32的总流量为8个被测溢流阀2、5、8、11、14、17、20、23最大流量的和的3倍。在 系统出现故障时，安全阀33保证5台泵能正常运转。2DT得电，调节远程调压阀28从 而控制变量马达30的加载，使变量马达30的转速和输出力矩与第一电机31匹配，从而 带动第一电机31运转，完成功率回收。蓄能器25负责吸收油液的压力脉动，使马达运 转平稳。

当两位四通换向阀53处于左位或右位时，均有4台被测溢流阀处于被测液压泵的压 力油路上，完成对泵的加载，即被测溢流阀较高的调定压力使泵完成加速应力试验。8 个被测溢流阀分成两组，在两位四通换向阀53的循环换向动作下，按周期做出开启、关 闭的动作，完成冲击寿命试验。

此时，第一压力传感器34、第一流量计35、第一温度传感器37分别监测第一被测 液压泵36的输出压力、泄漏油液温度和输出流量；第二压力传感器38、第二流量计39、 第二温度传感器41分别监测第二被测液压泵40的输出压力、泄漏油液温度和输出流量； 第三压力传感器42、第三流量计43、第三温度传感器45分别监测第三被测液压泵44的 输出压力、泄漏油液温度和输出流量；第四压力传感器46、第四流量计47、第四温度传 感器49分别监测第四被测液压泵48的输出压力、泄漏油液温度和输出流量。

第五压力传感器1、第五流量计3分别监测第一被测溢流阀2的P口压力和T口流 量；第六压力传感器4、第六流量计6分别监测第二被测溢流阀5的P口压力和T口流 量；第七压力传感器7、第七流量计9分别监测第三被测溢流阀8的P口压力和T口流 量；第八压力传感器10、第八流量计12分别监测第四被测溢流阀11的P口压力和T口 流量；第九压力传感器13、第九流量计15分别监测第五被测溢流阀14的P口压力和T 口流量；第十压力传感器16、第十流量计18分别监测第六被测溢流阀17的P口压力和 T口流量；第十一压力传感器19、第十一流量计21分别监测第七被测溢流阀20的P口 压力和T口流量；第十二压力传感器22、第十二流量计24分别监测第八被测溢流阀23 的P口压力和T口流量。

第十三压力传感器26监测流量补偿泵32的出口压力，第十四压力传感器27监测变 量马达30的进口压力。

第三步，对第二步采集的加载试验数据进行分析，实时监控故障，即：

(1)依据液压泵容积效率的计算公式，实时监测4台被测液压泵的容积效率。当某台 被测液压泵的容积效率下降到规定的失效值或泄漏油液长时异常温升时，用新的样本替 换该液压泵，并记录其运行时间。

(2)实时监测8个被测溢流阀的开启压力。由于两位四通换向阀53的循环换向动作， 被测溢流阀P口处压力传感器记录的压力数据与其T口处流量计记录的流量数据为周期 性数据，且每个周期内的压力数据与流量数据相对应。通过对同一时刻同一被测阀的压 力与流量数据实时分析，监测该阀的状态。当被测溢流阀性能指标达到失效值时，用新 的样本替换该溢流阀，并记录其运行时间。

第四步，对第三步所得的监测数据进行统计处理，得出被测液压泵和被测溢流阀的 耐久性特征值。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，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。