２０１２年第４期　液压与气动　４３　

液压综合试验台系统设计　

肖丽媛　，赵增宏　，王守城　，刘元媛　，杨鹏　，段俊勇　

Ｔｈｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｔｅｓｔ—ｂｅｄ　

ＸＩＡＯ　Ｌｉ．ｙｕａｎ　，ＺＨＡＯ　Ｚｅｎｇ—ｈｏｎｇ　，ＷＡＮＧ　Ｓｈｏｕ．ｃｈｅｎｇ　，ＬＩＵ　Ｙｕａｎ．ｙｕａｎ　，ＹＡＮＧ　Ｐｅｎｇ　，ＤＵＡＮ　Ｊｕｎ．ｙｏｎｇ　

（１．青岛科技大学中德科技学院，山东青岛２６６０６１；２．烟台汽车厂，山东烟台２６５２￣）　

摘　要：该文介绍了一种液压元件综合试验台的系统设计，具体为综合试验台的液压系统、电气系统和　测试系统。该试验台综合了液压泵、液压阀和液压缸专用试验台的性能，达到了一机多用的目的，该试验台　

具有计算机测试和手动辅助测试功能，自动化程度高。　

关键词：液压综合试验台；电气系统；测试系统；设计　

中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ｂ文章编号：１０００４８５８（２０１２）ｏ４＿Ｉ）０４３＿（）３　

引言　

随着科学技术的发展，液压传动的应用范围也越　

来越广，而液压泵、液压马达和液压缸作为液压系统的　动力元件和执行元件，其性能的好坏直接影响到整个　

液压系统，由于传统的性能检测方法都是仪表和人工　检测的，存在着精度不足和其他很多不便，因此对其性　

能的精确检测和系统结构智能化设计成为当今液压系　

统改造的主要目标。基于此目标我们设计了以下一种　液压综合试验台。　

１试验台主要组成模块　该试验台有液压泵试验以及比例控制加载模块，　阀控试验台模块，液压缸试验模块，电气控制模块和人　

机界面模块。　

２液压系统　２．１　系统主要部件的功能　

（１）液压站主要由手动变量柱塞泵、加载模块、控　制阀组、温控装置组成。调节手动变量柱塞泵的手轮，　

即可方便地改变进入主测试系统的流量，调节叠加式　

溢流阀１２的压力，即可改变主测试系统的压力；油箱　的油液温度由２个电接点温度计控制发信，分别控制　加热和冷却；液压站上装有吸油和回油过滤器，对液压　

油进行循环过滤，过滤发信器用于过滤器堵塞报警；　（２）比例控制加载模块、液压泵性能试验模块，对　

比例控制加载模块使用比例溢流阀，对液压缸进行比　

例加载试验；　

（３）阀控制试验台模块，能对三大类板式阀进行　

机能测试；　（４）液压缸试验模块，能对液压缸进行性能测试　

及加载试验。　

２．２液压系统原理图　

液压系统原理如图１所示。　

２．３试验台的工作原理　

（１）进行液压阀性能测试时，采用ＳＤ０７．３试验　

模块。最大测试通径为ＤＮ１０，其中换向阀、溢流阀为　

ＤＮ６通径，节流阀、减压阀为ＤＮ１０通径。进行换向　

阀、溢流阀、流量阀性能测试时，外加一个负载当节流　

阀调节到最大开口量，分别按照换向阀、溢流阀测试方　法即可。进行减压阀性能测试时，应将节流阀调节到　

较小开口量位置，相当于给减压阀输出加载荷，直到节　流阀全部关闭，此时载荷相当于无穷大。　

（２）进行缸性能测试时，采用ＳＤ０７．２试验模块，　

将液压缸试验模块的测试油路与比例加载模块的油路　

连接起来，即可对液压缸进行比例控制及加载试验。　

此时两个液压缸同时运动，一个作为主动自由式，一个　

作为加载缸，具体为主泵２启动后，调节电磁换向阀　１８使液压缸向右运动，同时启动加载泵，加载泵输出　

力的大小可由比例溢流阀给定。被测缸流量测定通过　

两个接近开关检测活塞杆经过时的时间差ｔ以及两接　

近开关本身的距离　，由ＰＬＣ自动计算出运行速度，从　

而得出流量。控制系统采用Ｓｉｅｍｅｎｓ　２００　ＰＬＣ控制。　

收稿日期：２０１１．１０．２６　作者简介：肖丽媛（１９８２一），女，山西朔州人，在读硕士研究　生，主要从事液压传动控制技术的工作。

　液压与气动　２０１２年第４期　

１．油箱２．轴向变量柱塞泵３、５．电动机４．轴向定量柱塞泵６．转矩传感器７．加热器８．液位温度计９．空气滤清计ｌ０．温度计　１１、Ｉ８、２０．电磁换向阀ｌ２．叠加式溢流阀ｌ３．压力表１４．压力传感器１５．比例溢流阀１６．流量计１７．管式节流阀　１９．叠加式单向节流阀２１．高压球芯截止阀２２．回油滤油器２３．风冷却器　图ｌ液压系统原理图　

（３）进行液压泵性能试验时，使用ＳＤ０７．１泵试　验模块。这时要关闭高压球芯截止阀２１。液压泵性　

能试验模块由轴向定量柱塞泵４、扭矩传感器６、电动　

机５组成动力源部分，输出经管式节流阀１７、流量计　

１６回到油箱。扭矩传感器６的扭矩、转速信号可以直　接显示在电气控制箱的扭矩仪上，也可以经过其上接　

口传送到计算机进行数据采集与处理。首先将压力阀　

置于额定压力下，再将节流阀全部打开，使泵的负载为　零，在流量计上读出流量值来。一般情况下，都是以此　

时的流量（即空载流量）作为理论流量ｑ．的，然后再逐　

渐升高压力值，读出每次调定压力后的流量值ｇ。根据　

上述操作得到的数据即可绘出被测泵的压力一流量　曲线，根据容积效率公式即可算出各调定压力点的容　积效率７７　。根据在扭矩转速传感器测得的转矩及转　

速，则可计算出泵的输入功率Ｐ　，再计算出泵的输出功　

率Ｐ。，则可将液压泵的总效率叼算出，根据上面的数据　即可绘出液压泵的特性曲线。　

３电气系统　

３．１硬件系统　

本系统由电气柜、操作台等组成。电气柜主要安　

装电气系统的动力元件，各电动机启动电路的断路器、　接触器、熔断器、热继电器、控制变压器、直流电源等。　

操作台主要安装有各种控制按钮、旋钮、指示灯，分别　完成各开关量的输／Ｖ输出及系统逻辑功能的控制，机　

体内还安装中间继电器、频率转换器及比例阀功率放　

大器。三个压力变送器用来监测系统压力的变化情　

况，以及试验加载情况，并且向ＰＬＣ提供系统压力的　模拟量数据；一个流量计用来监测系统流量的变化情　

况，以及试验泄漏情况；一个比例阀控制器为比例溢流　

阀提供控制电压，设定系统压力、实现比例加载。　

３．２控制系统接线图　

本系统中的电动机分别为主泵电动机、比例加载　２０１２年第４期　液压与气动　４５　

３８０Ｖ　５０　Ｈｚ　

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图２系统动力源主接线图　

泵电动机、测速电动机和冷却电动机（风冷），各电动　

机的接线图如图２所示。动力系统接触器控制回路接　

线图如图３所示。　

图３动力系统接触器控制回路接线图　

４控制、测试系统　

液压综合试验台测试系统是一个计算机直接控制　

系统（ＤＤＣ）与计算机监督控制系统（ＳＣＣ）相结合组　成的计算机分级分步系统：下位机构成ＤＤＣ级，上位　机构成ＳＣＣ级。　

４．１　上、下位机　

上位机采用工控机，多媒体配置，配以打印机及其　它外围设备，内置ＰＬＣ数据采集卡。上位机通过友好　

的用户操作软件可对整个试验台系统进行操作控制，　

采集和处理测试数据，输出被测元件的相关特性曲线。　下位机主要由ＰＬＣ、传感器、数显仪表组成。完成　

对测试过程的控制，以及试验数据的采集功能。上位　

机发出的指令通过下位机传输给系统控制执行元件，　

上、下位机之间采用ＢＳ２３２通讯接口。　４．２操作软件　计算机操作软件功能模块主要包括：①通讯模　

块：负责上、下位机的通讯联系；②数据采集模块：负　责上位机与数据采集卡的联系；③参数显示及作图模　

块：负责实时数据动态显示；④结论分析模块：分析试　

验结果，获取元件或系统的性能参数，得出试验结论，　

并生成测试报告和特性曲线；⑤数据库管理模块：负　

责元件性能测试试验结果的管理、系统性能测试试验　

结果的管理；⑥报表模块：负责测试报告和试验曲线　生成、显示、打印等。　

５结论　

本液压综合试验台将传统的液压试验技术与计算　机、传感器技术有效地结合起来，代表着液压试验技术　

的发展方向。采用计算机编程、数据处理技术，并将试　验测试系统的控制操作部分软件化，使得试验更加准　

确、快速。该试验台适应面广，综合性强，能对常用液　

压元件进行基本的性能测试，测试过程简便，测试结果　真实可靠。　

参考文献：　［１］王守城，容一鸣．液压与气压传动［Ｍ］．北京：北京大学出　版社，２００８．　［２］雷天觉．液压工程手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９０．　［３］蔡春源．机电液设计手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９７．　［４］　胡均平．液压综合试验台设计资料［Ｍ］．长沙：中南大　学，２００２．　［５］乔学新．关于液压元件试验台的设计理念和设计思路　［Ｊ］．液压与气动，２０ｏ９，（１２）．