液压模拟加载与测试系统的设计与试验研究

　　引言

　　液压加载系统是用来对挖掘机、推土机等工程机械的作业性能进行评价，同时为发现和解决液压系统全局性的、潜在的故障提供依据的检测设备。在液压检测过程的液压系统的加载很多还是有实物加载来完成，致使液压系统的检测精度低，检测速度缓慢，无法做到对液压油路系统的直接加载。本文设计的模拟加载系统，通过动态调节电液比例溢流阀溢流压力，控制液压缸反腔压力，实现对液压系统负载的模拟。

　　液压模拟加载与测试系统采用电液比例控制技术，能够实现对液压系统的压力、流量和运动状态等工作参数的连续、精确控制，而且具有抗污染能力强、可靠性高等优点。解决了在实物加载时配重物价格昂贵，质量大，体积大且难以实现精确直接加载的难题。该系统采用了“计算机 + 模拟量采集输出模块 + 电液比例溢流阀 + 传感器”的数据采集控制模式，且已经实际应用在挖掘机液压系统的检测过程中.

　　1 系统的组成

　　随着检测技术的发展，在检测的过程中会产生大量的数据需要计算、分析、存储，由于计算机自身的特点，越来越多的检测过程需要计算机的参与，计算机与检测仪器的结合日渐密切。该系统就是硬件设备和软件设备组成，硬件对液压系统的压力、流量、温度等数据进行实地采集，实现对液压系统的模拟加载，软件部分用来进行采集数据的分析和模拟加载过程的控制。计算机发出对液压缸加载的信号，通过模拟量输出模块输出微弱电信号，经过放大电路把控制信号放大为0 ～ 800 mA 的电流信号，由此控制电液比例溢流阀的开度，通过调整溢流压力对液压缸反腔压力的进行控制，实现对液压缸的模拟加载; 同时采集传感器的信号，传感器输出的电流信号经过调理电路转化为电压信号，经过模拟量采集模块计算机采集传感器信息，对采集的数据惊醒存储分析，对故障原因进行分析、判断以及故障解决办法。

　　1. 1 硬件部分

　　实现液压缸加载的模拟加载阀块主要有2 个电液比例溢流阀，2 个单向阀组成，加载的原理如图1 所示，通过计算机发出电信号，动态调节电液比例溢流阀溢流压力，控制液压缸反腔压力，实现对液压系统负载的模拟。把电液比例溢流阀单向阀集合设计在一个模块中，同时留下传感器需要安装的位置，通过在液压试验台上试验模块能够正常工作。这种把多个液压元件集成在一个模块中设计方案，在满足加载性能的同时，提高了抗污染能力，减少了震动造成的工作故障，使检测安装过程得到很好的简化。

　　故障特征参数是表征液压设备功能丧失或出现问题的物理参数，即液压设备工作时，特征参数偏离了预定值就会出现故障或有可能出现故障。液压设备特征参数主要有压力、流量、振动、温度、泄漏量等。因此，对特征参数的变化趋势进行分析就可以对液压设备的故障原因、工作性能作出正确的评价。对于在线检测而言，获取的参数种类越多、拥有的数据量越大，就越有利于对液压设备工作性能进行分析。但考虑到传感器的成本以及数据处理方面的要求，不能同时检测太多的特征参数信号，这就要求分析液压设备的主要故障模式来确定主要特征参数。以高速挖为例，检测系统主要用于检测斗杆，挖斗，动臂的液压缸以及回转马达的性能，在加载的过程中主要通过记录、观察压力、温度的变化，以他们的变化趋势对被检测设备的作业性能进行分析。把温度传感器和压力传感器如图2 所示位置进行安装。