油圧シリンダーは油圧システムの実行要素であり、油圧エネルギーを直線往復運動の機械エネルギーに変換できます。 そのシンプルな構造と確実な動作から、機械システムに広く使用されています。 現在、油圧シリンダーのメーカーは数多くあります。 一方で、油圧シリンダーの性能と品質は、主エンジンの要件を満たす必要があり、同時に、油圧シリンダー自体の標準指標を満たさなければなりません。 GB/T15622-2005 および JB/T10205-2010 規格に従って、油圧シリンダー性能試験台が開発されました。
1 テストベンチの構成と動作原理
テストベンチは、ベンチ、油圧システム、電気システム、測定および制御ソフトウェアの 4 つの部分で構成されています。
1.1 ベンチ構造設計
テスト対象の油圧シリンダーの幅広い負荷振幅と長さの大きな変動の要件を満たすために、テストプラットフォームには、同じ構造で異なるパラメーターを持つ 2 つのテストベンチが装備されています。 主な技術パラメータを表 1 に示します。
ローディング油圧シリンダーとテストされた油圧シリンダーは同じ軸上にあり、閉じたローディングフレーム内に固定されています。 図 2 に示すように、閉じたローディング フレームは、リアクション サポート、スタンド、リアクション ロッド、リアクション ロッド ブラケット、およびロックで構成されています。 タイトなナットで構成されています。 テストベンチの負荷テスト中、負荷用油圧シリンダーは、トランジションピースアセンブリを介してテスト用油圧シリンダーに力を伝達します。 ガイド レール アセンブリは、取り付け誤差による横方向の力に耐えると同時に、ガイドの役割も果たします。 トランジション ピース アセンブリ (テスト対象の油圧シリンダと負荷油圧シリンダの間の力を測定するために力センサーが取り付けられている) は、ガイド レールの拘束の下で軸方向にスライドして力を伝達します。 閉じたローディング フレームは、油圧シリンダー間の力をシステムの内部力に変換します。 トランジションピースの長さを調整することで、さまざまな長さの油圧シリンダーをテストできます。 試験片のツーリングを変更することにより、異なるインターフェースタイプの油圧シリンダーを接続できます。
1.2 油圧システム
油圧システムは、大口径のカートリッジバルブ、電磁油圧方向バルブ、比例バルブが主な構成要素です。 比例弁の正確に調整可能な性能により、油圧シリンダー テスト ベンチの流量と圧力を簡単かつ正確に制御して、さまざまなタイプの油圧シリンダーをテストできます。 油圧回路図を図 3 に示します。
ローディング油圧シリンダーとテストされた油圧シリンダーは同じ軸上にあり、閉じたローディングフレーム内に固定されています。 図 2 に示すように、閉じたローディング フレームは、リアクション サポート、スタンド、リアクション ロッド、リアクション ロッド ブラケット、およびロックで構成されています。 タイトなナットで構成されています。 テストベンチの負荷テスト中、負荷用油圧シリンダーは、トランジションピースアセンブリを介してテスト用油圧シリンダーに力を伝達します。 ガイド レール アセンブリは、取り付け誤差による横方向の力に耐えると同時に、ガイドの役割も果たします。 トランジション ピース アセンブリ (テスト対象の油圧シリンダと負荷油圧シリンダの間の力を測定するために力センサーが取り付けられている) は、ガイド レールの拘束の下で軸方向にスライドして力を伝達します。 閉じたローディング フレームは、油圧シリンダー間の力をシステムの内部力に変換します。 トランジションピースの長さを調整することで、さまざまな長さの油圧シリンダーをテストできます。 試験片のツーリングを変更することにより、異なるインターフェースタイプの油圧シリンダーを接続できます。
1.2 油圧システム
油圧システムは、大口径のカートリッジバルブ、電磁油圧方向バルブ、比例バルブが主な構成要素です。 比例弁の正確に調整可能な性能により、油圧シリンダー テスト ベンチの流量と圧力を簡単かつ正確に制御して、さまざまなタイプの油圧シリンダーをテストできます。 油圧回路図を図 3 に示します。
試験対象のシリンダーへの圧力と流量は、比例流量弁と比例リリーフ弁によって調整され、試験対象のシリンダーの伸縮は電気油圧式方向弁によって制御されます。 ローディング シリンダーは、ブリッジ回路とカートリッジ比例リリーフ バルブによってロードされます。 試験対象のシリンダーとローディング シリンダーはスライド トロリーで接続されており、テスト中に 2 つのシリンダー間の力を測定するために、力センサーがトロリーに取り付けられています。
テスト対象のシリンダーの最低始動圧力を正確に測定するために、テスト対象のシリンダー回路に意図的にバイパスを追加します。 小流量状態では、正確な測定の目的を達成するために、より正確な比例リリーフ弁と圧力センサーによってテスト圧力が制御されます。 また、テストベンチには、55MPaの圧力に耐える圧力試験用の超高圧試験回路を追加しています。 テストベンチには油漏れ回復装置が装備されています。 油圧シリンダーのテスト・分解工程で発生したオイル漏れは、オイルパンを通して回収されます。 回収されたオイルは、ギヤポンプモーターユニット、フィルターを通って油圧源のオイルタンクに戻されます。 油圧オイルの無駄を減らすだけでなく、オイルがテスト環境を汚染するのを防ぎます。
1. 3 電気系統
油圧シリンダー テスト ベンチの電気システムには、主にタスク管理コンピューター、測定および制御コンピューター、信号調整ボックス、および UPS 電源部品が含まれます。
タスク管理コンピュータは、オペレータの入力命令とパラメータを測定および制御コンピュータに送信します。 測定および制御部は、入力された指示とパラメータに従って、テストされたシリンダーの動きとローディングシリンダーの負荷を制御し、センサーの入力信号を収集し、それらをタスク管理コンピューターに送信して、表示および出力テストレポート. 信号調整ボックス デジタル信号調整ボックスとアナログ信号調整ボックスは、各センサーの信号を標準信号に調整して計測制御用コンピュータに入力し、計測制御用コンピュータの出力を信号に調整するために使用されます。電気油圧比例弁と電磁可逆弁で受け取ることができます。 UPS 電源部は、タスク管理用コンピュータ、計測・制御用コンピュータ、信号調整ボックスの電源を担当します。
油圧シリンダー測定制御システムと中央制御室コンピュータはイーサネット通信を採用し、中央制御室コンピュータはテストベンチ制御システムを遠隔監視および制御できます。
油圧シリンダーの測定および制御システムと油源 PLC は、RS485 通信を使用して PLC 出力信号を収集し、油源の動作と状態を理解します。
1. 4 測定および制御ソフトウェア
測定および制御ソフトウェアは、LabVIEW ソフトウェアによって記述されています。 LabVIEWソフトウェアで提供されるさまざまな制御を介して、制御ソフトウェアは、油圧シリンダーテストベンチのテストプロセスおよびデータ取得要件に従って記述されます。
油圧シリンダー試験試験システム ソフトウェア インターフェース
ソフトウェア インターフェイスは、主にいくつかの部分で構成されています。テスト ベンチの状態監視、テストされたシリンダー情報、テスト データのリアルタイム表示、手動制御、曲線表示、自動制御項目タブ バーです。 ソフトウェアは、手動テストとプロジェクト自動テストの 2 つの制御モードを実現できます。 インターフェイスのデータ メーターは、現在のテスト データと油圧システムの状態をシミュレートして表示します。 データ記録により、試験工程における関連データをリアルタイムに記録し、試験報告書の自動生成をサポートします。
2 プラットフォーム構造の分析と最適化設計
クローズド ローディング フレームは、リアクション ロッド、ロック ナット、リアクション サポート、およびベンチで構成される、試験機の主要コンポーネントです。 油圧シリンダーはリアクションロッドとベンチの間に固定されています。 荷重試験中、閉じた荷重フレームは油圧シリンダー間の力をシステムの内部力に変換し、全体的に調整された変形により、試験台は実験室の基礎強度に対する要求が低くなります。 十分な強度と剛性を確保するために、有限要素解析と最適化された設計が行われます。 有限要素法解析の結果を図 1 および図 2 に示す。 5-7. 最大応力は 67 MPa、Y 方向の最大変形は 1.15 mm、Z 方向の最大変形は 0.05 mm です。
3 テストベンチの特長
(1) テストベンチは順応性が高い。 耐荷重が大きく、試験片の長さを広範囲に適応できます。 さまざまな形状の接続インターフェースを変更することで、テストベンチはさまざまな接続形状のテストピースに適応できます。
(2) 油圧シリンダー間の力をシステムの内力に変換できるユニークな剛性の閉じたフレームを備えており、テストベンチと基礎の間の力を軽減し、実験室の強度に対する要求が低くなります。財団。
(3) カートリッジ バルブと電気油圧バルブは、システムの主要なコンポーネントとして使用され、大流量テストを実行できます。
(4) 試験圧力の制御には比例圧力弁を使用し、別油源のない側の流量制御には比例流量弁と圧力センサーを使用します。
(5) 超高圧回路により、油圧シリンダーの 2 キャビティ圧力試験を 1 回の設置で完了できます。
(6) 試験シリンダの分解組立時に漏れた作動油を回収し、濾過して油圧源タンクに戻す漏れ油回収装置を装備しています。
(7) 測定制御盤はモジュール化を採用し、タスク管理用コンピュータ、測定制御用コンピュータ、信号調整ボックス、UPS 電源の 4 つのモジュールに分かれています。
（8）ソフトウェアのインターフェースは直感的で操作が簡単で、手動および自動で切り替えるのに便利です。 このソフトウェアは、データの収集と処理などのさまざまなタスクを実現できる強力な機能を備えており、実験者がデータを収集して処理する必要がなくなり、効率と精度が向上します。 ソフトウェアは書き込み可能であり、実際のテストのニーズに応じてテスト機能を追加できます。 テストレポートは自動で生成できます。
4 結論
開発した油圧シリンダー性能試験台は、GB/T1562-2005に準拠した油圧シリンダーの試験が可能で、建設機械に使用されるほとんどの油圧シリンダー（最大出力2800kN、最大ストローク6000mm）の試験が可能です。 油圧シリンダー性能テストベンチの開発が成功すると、次の 3 つの意味があります。
(1) 油圧シリンダーの新製品開発と基礎研究の観点から、油圧シリンダーの技術的性能が期待される設計目標を満たしているかどうかをテストによって検証できます。 テスト データと曲線の分析を通じて、油圧シリンダーの構造が合理的であり、使用される材料が最適であるかどうかを判断し、設計、処理、および材料における油圧シリンダーの問題を解決できます。 油圧シリンダーの最適な作業範囲を分析して、油圧シリンダーの合理的な作業条件を決定し、油圧シリンダーの寿命を延ばすのに役立ちます。
(2) 製造会社が製品のバッチの品質管理を行う場合、定期的および無作為抽出試験を通じて製品の品質の安定性と信頼性を検証し、潜在的な問題を排除し、製品の品質を保証し、製品に対するユーザーの信頼を高めることに役立ちます開発と安定
堅実な市場。
(3) 油圧シリンダメーカーとユーザーとの製品性能・品質差の問題を解決する。