比例/伺服控制液壓缸(proportional/servo controlled hydraulic cylinder)是一種以液壓油液為工作介質,用于比例/伺服控制,有動態特性要求的活塞式或柱塞式液壓缸(以下簡稱液壓缸或活塞缸、柱塞缸)。
今天我們來學習關于對該型液壓缸型式試驗和出廠試驗的試驗裝置和試驗條件相關要求的內容。
1、試驗裝置
1.1 試驗原理圖
比例/伺服控制液壓缸的穩態和動態試驗原理圖見圖 1~圖 3,圖中所用圖形符號符合 GB/T 786.1 規定。

說明:1——油箱;2——過濾器;3——液壓泵;4——截止閥;5——壓力表;
6——單向閥;7——溢流閥;8——流量計;9——電磁(液)換向閥;10——單向節流閥;
11——被試液壓缸;12——力傳感器;13——加載缸;14——溫度計。
圖 1液 壓缸穩態試驗液壓原理圖

說明:1——油箱;2——單向閥;3——比例/伺服閥;4——被試比例/伺服控制液壓缸;5——位移傳感器;
6——加載裝置;7——自動記錄分析儀器;8——可調振幅和頻率的信號發生器;9——比例/伺服放大器。
圖 2 活塞缸動態試驗液壓原理圖

說明:1——油箱;2——單向閥;3——比例/伺服閥;4——被試比例/伺服控制液壓缸;5——位移傳感器;
6——加載裝置;7——自動記錄分析儀器;8——可調振幅和頻率的信號發生器;9——比例/伺服放大器。
圖 3 柱塞缸動態試驗原理圖
1.2 安全要求
試驗裝置應充分考慮試驗過程中人員及設備的安全,應符合 GB/T 3766 的相關要求,并有可靠措施,防止在發生故障時,造成電擊、機械傷害或高壓油射出等傷人事故。
1.3 試驗用比例/伺服閥
試驗用比例/伺服閥響應頻率應大于被試液壓缸最高試驗頻率的 3 倍以上。
試驗用比例/伺服閥的額定流量應滿足被試液壓缸的最大運動速度。
1.4 液壓源
試驗裝置的液壓源應滿足試驗用的壓力,確保比例/伺服閥的供油壓力穩定,并滿足動態試驗的瞬間流量需要;應有溫度調節、控制和顯示功能;應滿足液壓油液污染度等級要求,見 2.3。
1.5 管路及測壓點位置
1.5.1 試驗裝置中,試驗用比例/伺服閥與被試液壓缸之間的管路應盡量短,且盡量采用硬管;管徑在滿足最大瞬時流量前提下,應盡量小。
1.5.2 測壓點應符合 GB/T 28782.2-2012 中 7.2 的規定。
1.6 儀器
1.6.1 自動記錄分析儀器應能測量正弦輸入信號之間的幅值比和相位移。
1.6.2 可調振幅和頻率的信號發生器應能輸出正弦波信號,可在 0.1Hz 到試驗要求的最高頻率之間進行掃頻;還應能輸出正向階躍和負向階躍信號。
1.6.3 試驗裝置應具備對被試液壓缸的速度、位移、輸出力等參數進行實時采樣的功能,采樣速度應滿足試驗控制和數據分析的需要。
1.7 測量準確度
測量準確度按照 JB/T 7033-2007 中 4.1 的規定,型式試驗采用 B 級,出廠試驗采用 C 級。測量系統的允許系統誤差應符合表 1 的規定。
表 1 測量系統允許系統誤差
| 測 量 參 量 | 測量系統的允許誤差 | ||
| B 級 | C 級 | ||
| 壓力 | p<0.2MPa 表壓時,kPa | ±3.0 | ±5.0 |
| p≥0.2MPa 表壓時,% | ±1.0 | ±1.5 | |
| 溫度 /℃ | ±1.0 | ±2.0 | |
| 力 /% | ±1.0 | ±1.5 | |
| 速度 /% | ±0.5 | ±1.0 | |
| 時間 /ms | ±1.0 | ±2.0 | |
| 位移 /% | ±0.5 | ±1.0 | |
| 流量 /% | ±1.5 | ±2.5 | |
2、試驗用液壓油液
2.1 黏度
試驗用液壓油液在 40℃ 時的運動黏度應為 29mm2/s~74mm2/s。
2.2 溫度
除特殊規定外,型式試驗應在 50℃±2℃ 下進行;出廠試驗應在 50℃±4℃ 下進行。出廠試驗可降低溫度,在 15℃~45℃ 范圍內進行,但檢測指標應根據溫度變化進行相應調整,保證在 50℃±4℃ 時能達到產品標準規定的性能指標。
2.3 污染度
對于伺服控制液壓缸試驗,試驗用液壓油液的固體顆粒污染度不應高于 GB/T 14039-2002 規定的 —/17/14;對于比例控制液壓缸試驗,試驗用液壓油液的固體顆粒污染度不應高于 GB/T 14039-2002 規定的 —/18/15。
2.4 相容性
試驗用液壓油液應與被試液壓缸的密封件以及其他與液壓油液接觸的零件材料相容。
3、穩態工況
試驗中,各被控參量平均顯示值在表 2 規定的范圍內變化時為穩態工況。應在穩態工況下測量并記錄各個參量。
表 2 被控參量平均顯示值允許變化范圍
| 被 控 參 量 | 平均顯示值允許變化范圍 | ||
| B 級 | C 級 | ||
| 壓力 | p<0.2MPa 表壓時,kPa | ±3.0 | ±5.0 |
| p≥0.2MPa 表壓時,% | ±1.5 | ±2.5 | |
| 溫度 /℃ | ±2.0 | ±4.0 | |
| 力 /% | ±1.5 | ±2.5 | |
| 速度 /% | ±1.5 | ±2.5 | |
| 位移 /% | ±1.5 | ±2.5 | |
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