سیلندر هیدرولیک عنصر اجرایی سیستم هیدرولیکی است که می تواند انرژی هیدرولیک را به انرژی مکانیکی حرکت متقابل خطی تبدیل کند. به دلیل ساختار ساده و کار قابل اعتماد، به طور گسترده ای در سیستم های مکانیکی مورد استفاده قرار گرفته است. در حال حاضر تولیدکنندگان زیادی از سیلندرهای هیدرولیکی وجود دارند. از یک سو عملکرد و کیفیت سیلندرهای هیدرولیکی باید الزامات موتور اصلی را برآورده کند و در عین حال باید شاخص های استاندارد خود سیلندر هیدرولیک را برآورده کند. بر اساس استانداردهای GB/T15622-2005 و JB/T10205-2010 نیمکت آزمون عملکرد سیلندر هیدرولیک توسعه یافته است.
1 ترکیب و اصل کار نیمکت آزمون
نیمکت آزمون از چهار بخش نیمکت، سیستم هیدرولیک، سیستم الکتریکی، و نرم افزار اندازه گیری و کنترل تشکیل شده است.
1. 1 نیمکت طراحی ساختار
به منظور برآورده کردن الزامات دامنه بارگذاری گسترده و تنوع طول زیاد سیلندر هیدرولیکی آزمایش شده، پلت فرم آزمون مجهز به دو نیمکت تست با ساختار یکسان و پارامترهای مختلف است. پارامترهای فنی اصلی در جدول 1 نشان داده شده است.
سیلندر هیدرولیک بارگذاری و سیلندر هیدرولیک آزمایش شده در یک محور قرار دارد و در داخل قاب بارگذاری بسته ثابت است. همان طور که در شکل ۲ نشان داده شده است، قاب بارگذاری بسته شامل یک پشتیبانی واکنش، یک استند، میله واکنش، براکت میله واکنش، و یک قفل است. از آجیل تنگ تشکیل شده است. در طول آزمایش بارگذاری نیمکت آزمایش، سیلندر هیدرولیک بارگذاری، نیرو را از طریق مونتاژ قطعه انتقالی به سیلندر هیدرولیکی آزمایش شده منتقل می کند. مونتاژ ریلی راهنما نیروی کناری ناشی از خطای نصب را بر عهده دارد و در عین حال نقش هدایت کننده ای را ایفا می کند. مونتاژ قطعه انتقالی (که در آن یک سنسور نیرو برای اندازه گیری نیروی بین سیلندر هیدرولیک آزمایش شده و سیلندر هیدرولیک بارگذاری نصب شده است) در طول جهت محوری تحت محدودیت ریل راهنما برای انتقال نیرو اسلاید می کند. قاب بارگذاری بسته نیروی بین سیلندرهای هیدرولیکی را به نیروی داخلی سیستم تبدیل می کند. سیلندرهای هیدرولیکی با طول های مختلف را می توان با تنظیم طول قطعه انتقالی آزمایش کرد؛ سیلندرهای هیدرولیکی از انواع رابط های مختلف را می توان با تغییر ابزار قطعه تست متصل.
1. 2 سیستم هیدرولیک
سیستم هیدرولیک عمدتاً از دریچه های کارتریج با قطر بزرگ، دریچه های جهت دار الکتروهیدری و دریچه های متناسب تشکیل شده است. از طریق عملکرد دقیق قابل تنظیم دریچه متناسب، جریان و فشار نیمکت تست سیلندر هیدرولیک را می توان به راحتی و به دقت کنترل کرد تا انواع مختلف سیلندرهای هیدرولیکی را آزمایش کند. نمودار شماتیک هیدرولیک در شکل ۳ نشان داده شده است.
سیلندر هیدرولیک بارگذاری و سیلندر هیدرولیک آزمایش شده در یک محور قرار دارد و در داخل قاب بارگذاری بسته ثابت است. همان طور که در شکل ۲ نشان داده شده است، قاب بارگذاری بسته شامل یک پشتیبانی واکنش، یک استند، میله واکنش، براکت میله واکنش، و یک قفل است. از آجیل تنگ تشکیل شده است. در طول آزمایش بارگذاری نیمکت آزمایش، سیلندر هیدرولیک بارگذاری، نیرو را از طریق مونتاژ قطعه انتقالی به سیلندر هیدرولیکی آزمایش شده منتقل می کند. مونتاژ ریلی راهنما نیروی کناری ناشی از خطای نصب را بر عهده دارد و در عین حال نقش هدایت کننده ای را ایفا می کند. مونتاژ قطعه انتقالی (که در آن یک سنسور نیرو برای اندازه گیری نیروی بین سیلندر هیدرولیک آزمایش شده و سیلندر هیدرولیک بارگذاری نصب شده است) در طول جهت محوری تحت محدودیت ریل راهنما برای انتقال نیرو اسلاید می کند. قاب بارگذاری بسته نیروی بین سیلندرهای هیدرولیکی را به نیروی داخلی سیستم تبدیل می کند. سیلندرهای هیدرولیکی با طول های مختلف را می توان با تنظیم طول قطعه انتقالی آزمایش کرد؛ سیلندرهای هیدرولیکی از انواع رابط های مختلف را می توان با تغییر ابزار قطعه تست متصل.
1. 2 سیستم هیدرولیک
سیستم هیدرولیک عمدتاً از دریچه های کارتریج با قطر بزرگ، دریچه های جهت دار الکتروهیدری و دریچه های متناسب تشکیل شده است. از طریق عملکرد دقیق قابل تنظیم دریچه متناسب، جریان و فشار نیمکت تست سیلندر هیدرولیک را می توان به راحتی و به دقت کنترل کرد تا انواع مختلف سیلندرهای هیدرولیکی را آزمایش کند. نمودار شماتیک هیدرولیک در شکل ۳ نشان داده شده است.
فشار و جریان به داخل سیلندر آزمایش شده توسط دریچه جریان متناسب و دریچه تسکین متناسب تنظیم می شود و امتداد و عقب نشینی سیلندر آزمایش شده توسط دریچه جهت دار الکتروهیدرالیک کنترل می شود. سیلندر بارگیری توسط یک مدار پل و یک دریچه امدادی متناسب کارتریج بارگیری می شود. سیلندر آزمایش شده و سیلندر بارگیری توسط یک چرخ دستی کشویی به هم متصل می شوند و یک حسگر نیرو بر روی چرخ دستی نصب می شود تا نیروی بین دو سیلندر را در طول آزمایش اندازه گیری کند.
به منظور اندازه گیری دقیق حداقل فشار شروع سیلندر آزمایش شده، یک بای پس عمداً به مدار سیلندر آزمایش شده اضافه می شود. در حالت جریان کوچک، فشار آزمایش توسط یک دریچه تسکین متناسب دقیق تر و حسگر فشار کنترل می شود تا به هدف اندازه گیری دقیق دست یابد. علاوه بر این، نیمکت آزمایش یک مدار آزمایش فشار فوق العاده بالا برای آزمایش فشار اضافه می کند که می تواند در برابر فشار ۵۵ MPa مقاومت کند. نیمکت آزمایش مجهز به یک دستگاه بازیابی نشت نفت است. نشت روغن تولید شده در طول آزمایش سیلندر هیدرولیک و فرایند disassembly از طریق تابه نفت جمع آوری شده است. روغن بازیابی شده از طریق واحد موتور پمپ دنده و فیلتر دوباره به مخزن نفت منبع هیدرولیک فرستاده می شود. نه تنها اتلاف روغن هیدرولیک را کاهش می دهد، بلکه مانع از آن می شود که نفت باعث آلودگی به محیط آزمایش شود.
1. 3 سیستم الکتریکی
سیستم الکتریکی نیمکت تست سیلندر هیدرولیک عمدتاً شامل یک کامپیوتر مدیریت وظیفه، یک کامپیوتر اندازه گیری و کنترل، یک جعبه شرطی سازی سیگنال، و یک بخش منبع تغذیه UPS است.
کامپیوتر مدیریت وظیفه دستورالعمل های ورودی و پارامترهای اپراتور را به کامپیوتر اندازه گیری و کنترل منتقل می کند؛ بخش اندازه گیری و کنترل کنترل حرکت سیلندر آزمایش شده و بارگذاری سیلندر بارگذاری با توجه به دستورالعمل های ورودی و پارامترها، جمع آوری سیگنال های ورودی از سنسورها و ارسال آنها را به کامپیوتر مدیریت وظیفه برای نمایش و خروجی گزارش آزمون. جعبه تهویه سیگنال جعبه تهویه سیگنال دیجیتال و جعبه تهویه سیگنال آنالوگ استفاده می شود برای تنظیم سیگنال هر سنسور را به یک سیگنال استاندارد و ورودی آن را به اندازه گیری و کنترل کامپیوتر، و تنظیم خروجی کامپیوتر اندازه گیری و کنترل را به یک سیگنال است که می تواند توسط یک دریچه متناسب الکترو هیدرولیک و یک دریچه برگشت الکترومغناطیسی دریافت؛ UPS بخش منبع تغذیه مسئول منبع تغذیه کامپیوتر مدیریت وظیفه، اندازه گیری و کنترل کامپیوتر و جعبه تهویه سیگنال است.
سیستم اندازه گیری و کنترل سیلندر هیدرولیک و کامپیوتر اتاق کنترل مرکزی ارتباطات اترنت را اتخاذ می کنند و کامپیوتر اتاق کنترل مرکزی می تواند از راه دور سیستم کنترل نیمکت آزمایش را نظارت و کنترل کند.
سیستم اندازه گیری و کنترل سیلندر هیدرولیک و منبع نفتی PLC از ارتباطات RS485 برای جمع آوری سیگنال های خروجی PLC برای درک بهره برداری و وضعیت منبع نفتی استفاده می کنند و منبع نفتی را می توان از راه دور شروع، بارگیری و متوقف کرد.
1. 4 اندازه گیری و کنترل نرم افزار
نرم افزار اندازه گیری و کنترل توسط نرم افزار LabVIEW نوشته شده است. از طریق کنترل های مختلف ارائه شده در نرم افزار LabVIEW، نرم افزار کنترل با توجه به فرایند آزمون و الزامات کسب داده ها از نیمکت تست سیلندر هیدرولیک نوشته شده است.
هیدرولیک سیلندر تست سیستم رابط نرم افزار
رابط نرم افزار عمدتاً از چند بخش تشکیل شده است: نظارت بر وضعیت نیمکت تست، اطلاعات سیلندر آزمایش شده، نمایش بی درنگ داده های تست، کنترل دستی، صفحه نمایش منحنی و نوار زبانه آیتم کنترل خودکار. این نرم افزار می تواند متوجه دو حالت کنترل آزمون دستی و پروژه تست خودکار. متر داده ها در رابط شبیه سازی و نمایش داده های آزمون فعلی و وضعیت سیستم هیدرولیک. ثبت زمان واقعی داده های مربوطه در فرایند آزمون از طریق ضبط داده ها، و تولید خودکار گزارش های آزمون را پشتیبانی می کند.
2 تجزیه و تحلیل و بهینه سازی طراحی ساختار پلت فرم
قاب بارگذاری بسته یک جزء کلیدی از ماشین آزمایش است که از یک میله واکنش، مهره قفل، پشتیبانی واکنش و نیمکت تشکیل شده است. سیلندر هیدرولیک بین میله واکنش و نیمکت ثابت است. در طول آزمون بارگذاری، قاب بارگذاری بسته نیروی بین سیلندرهای هیدرولیکی را به نیروی داخلی سیستم تبدیل می کند و تغییر شکل کلی هماهنگ، نیمکت آزمایش را برای استحکام پایه آزمایشگاهی کم می کند. به منظور اطمینان از اینکه سیستم دارای استحکام و سفتی کافی است، تجزیه و تحلیل عناصر محدود و طراحی بهینه شده انجام می شود. نتایج تجزیه و تحلیل عناصر محدود در انجیر نشان داده شده است. 5-7. بیش ترین تنش ۶۷ میلیپاس، حداکثر تغییر شکل در جهت Y ۱٫۱۵ میلی متر، و حداکثر تغییر شکل در جهت Z ۰٫۰۵ میلی متر است.
3 ویژگی های نیمکت تست
(1) نیمکت آزمون دارای انطباق پذیری قوی است. ظرفیت بار بزرگ است، و طول قطعه آزمون را می توان با طیف گسترده ای سازگار کرد. با تغییر رابط اتصال اشکال مختلف، نیمکت آزمون می تواند با قطعه تست فرم های مختلف اتصال سازگار شود.
(۲) دارای یک قاب بسته سفت و سخت منحصر به فرد است، که می تواند نیروی بین سیلندرهای هیدرولیکی را به نیروی داخلی سیستم تبدیل کند که باعث کاهش نیروی بین نیمکت آزمون و پایه و اساس می شود و الزامات پایینی برای استحکام پایه آزمایشگاهی دارد.
(3) شیر کارتریج و شیر الکترو هیدرولیک به عنوان اجزای اصلی سیستم استفاده می شود، که می تواند آزمایش های جریان بزرگ انجام دهد.
(4) یک دریچه فشار متناسب برای کنترل فشار تست استفاده می شود، و یک دریچه جریان متناسب و سنسور فشار برای کنترل جریان در کنار بدون منبع روغن جداگانه استفاده می شود.
(5) با مدار فشار فوق العاده بالا، آزمون فشار دو حفره ای سیلندر هیدرولیک را می توان در یک نصب تکمیل کرد.
(6) آن را با یک دستگاه بازیابی نفت نشت مجهز, که می تواند روغن هیدرولیک که نشت در طول disassembly و مونتاژ سیلندر آزمایش شده بازیابی, و بازگشت آن را به مخزن منبع هیدرولیک پس از فیلتر.
(7) اندازه گیری و کنترل کابینه اتخاذ مدولاریزاسیون است و به 4 ماژول تقسیم شده است : وظیفه مدیریت کامپیوتر ، اندازه گیری و کنترل کامپیوتر ، جعبه تهویه سیگنال ، و منبع تغذیه UPS.
(8) رابط نرم افزار بصری و آسان به کار ، و آن را راحت به سوئیچ دستی و خودکار است. این نرم افزار دارای عملکردهای قدرتمندی است که می تواند وظایف مختلفی مانند جمع آوری و پردازش داده ها، از بین بردن نیاز آزمایش کنندگان به جمع آوری و پردازش داده ها و بهبود کارایی و دقت را تحقق بخشد. نرم افزار قابل نوشتن است، و توابع آزمون را می توان با توجه به نیازهای آزمون واقعی اضافه شده است. گزارش آزمون را می توان به طور خودکار تولید کرد.
4 نتیجه گیری
نیمکت تست عملکرد سیلندر هیدرولیک توسعه یافته می تواند سیلندرهای هیدرولیکی مطابق با GB/T1562-2005 تست, و می تواند اکثر سیلندرهای هیدرولیک (حداکثر خروجی 2800kN, حداکثر سکته مغزی 6000mm) مورد استفاده در ماشین آلات ساخت و ساز با ابزار مختلف تست. توسعه موفق نیمکت آزمون عملکرد سیلندر هیدرولیک دارای سه دلالت است:
(1) از نظر توسعه محصول جدید و تحقیقات اساسی بر روی سیلندرهای هیدرولیک، آزمایش می تواند تایید کند که آیا عملکرد فنی سیلندرهای هیدرولیکی اهداف طراحی مورد انتظار را برآورده می کند یا نه. از طریق تجزیه و تحلیل داده ها و منحنی های آزمون، می توان قضاوت کرد که آیا ساختار سیلندر هیدرولیک معقول است و مواد مورد استفاده بهترین است، بنابراین برای حل مشکلات سیلندر هیدرولیک در طراحی، پردازش، و مواد؛ کمک به تجزیه و تحلیل محدوده کار مطلوب از سیلندر هیدرولیک برای تسهیل تعیین شرایط کار معقول سیلندر هیدرولیک و گسترش عمر خدمات سیلندر هیدرولیک.
(2) هنگامی که شرکت های تولیدی انجام کنترل کیفیت بر روی دسته ای از محصولات، آنها ثبات کیفیت و قابلیت اطمینان محصولات را از طریق آزمون نمونه برداری منظم و تصادفی تایید، از بین بردن مشکلات بالقوه، اطمینان از کیفیت محصول، و افزایش اعتماد کاربران به محصولات، که کمک خواهد کرد که توسعه و پایدار
بازار جامد .
(3) حل مشکل تفاوت در عملکرد محصول و کیفیت بین تولید کنندگان سیلندر هیدرولیک و کاربران.