液压试验机优化设计浅议
前言：本站为你精心整理了液压试验机优化设计浅议范文，希望能为你的创作提供参考价值，我们的客服老师可以帮助你提供个性化的参考范文，欢迎咨询。
a摘要：目的为解决当前液压试验机存在的检测效率低、精准度低、稳定性差、危险性高等问题，提供了一种恒定水压试验系统设计方案。方法在控制系统方面，可编程控制器通过接收来自压力检测模块监测的水泵压力数值，控制压力调节模块对水泵发送泄压或加压指令，水泵的工作频率通过控制变频器的输出频率进行调节。结果随机抽选10组不同种类的容器进行液压试验，每组容器测试60次，成功率达到96.17%。结论新系统实现了智能调节水泵压力自动进行恒定液压试验，降低设备操作难度的同时提高了检测效率和检验质量。
关键词：恒定水压试验系统；液压试验；可编程控制器；连接装置
拟装液体的所有设计型号的金属、塑料和复合容器投入使用前，都必须顺利通过适当的液压试验[1]。同时容器设计、制造方式或材料的每次改变，之后都必须重新进行试验[2]。试验前保证容器的密封性能不受封闭装置的通风口影响，降低因封闭器出现渗漏现象而导致误判的风险，提高液压试验结果的准确性和有效性[3]。检测装置必须能够连续、均匀地施加试验压力，且在整个试验期间保持恒定[4]。传统的液压试验机多为半自动装置，需手动进行注水补压、放水泄压以控制试验容器内部施加的压力，导致操作人员劳动强度大、检测效率低下以及试验结果存在较大的偏差。为解决现有液压试验装置存在的技术问题，本文提供了一种恒定水压试验系统，可以实现智能调节水泵压力进行自动恒定水压试验[5]。
1.控制系统设计
恒定水压试验系统结构组成如图1所示，其包括：变频器D700、水泵G0、可编程控制器A1、压力检测模块和压力调节模块。通过压力检测模块实时监测水泵G0的压力数据，并由可编程控制器A1控制压力调节模块对水泵G0进行加压或泄压，通过调节变频器D700频率，实现了智能化恒定水压试验[6]。变频器电路设计如图2所示，可编程控制器A1与变频器D700之间通过CAN总线通信，同时利用单相220v给开关电源V1供电，为设备提供稳定24V电源以防设备损坏、数据误差偏大以及控制精度降低[7]。可编程控制器电路设计如图3所示，设计有三路三对分别设置在水泵G0的进水管、出水管处的相应加载阀和泄压阀。可编程控制器A1控制泄压阀对水泵G0进行泄压或控制加载阀对水泵G0进行加压以产生对水泵G0的固定增益，即可编程控制器A1适于根据固定增益调节变频器D700的输出频率，以对水泵G0的工作频率进行调节[8]。压力传感器SP1适于监测水泵G0的压力数据，通过AD转换器A2将4-20ma信号传输至可编程控制器A1[9]。水缸限位模块和变频器故障报警模块电路设计如图4所示，可编程控制器A1适于通过水缸限位模块获取水缸液位超限信号，通过变频器D700故障报警获取变频器D700故障信号，以控制水泵G0停止运行，能够保护设备及使用人员的安全[10]。
2.系统稳定性与可靠性测试
通过液压试验来测试恒定水压试验系统的稳定性与可靠性，每20批试验样品为一组，记录试验压力和保压时间能否达到标准的相应要求，测试数据见表1。根据液压试验的测试数据，每批试验样品数量为6个，每组120次，10组样品总计测试1200次。传统的液压试验机成功率仅88.83%，试验中压力突增，容器内部受到瞬时高压冲击产生巨大形变破损；试验中压力偏低，无法达到试验技术要求，不符合检测结果准确性与稳定性的要求。优化后的液压试验机恒定水压试验系统运行相对稳定可靠，试验完成率达96.17%，但新装置存在连接阀内部水量回流导致的试验不合格现象。
3.连接阀结构及原理
连接阀作为液压试验机与包装容器连接的关键装置，针对传统连接阀在液压试验过程中内部出现的水回流现象，设计了一种防回流的连接阀来解决上述问题。新型连接阀包括螺纹筒、六角外筒、挡片、螺纹杆、防回流组件和通孔，整体结构如图5所示。连接阀通过在螺纹筒的一端设置防回流筒，底端筒半径大于顶端筒半径，底端筒内设置有通过悬空盘连接的半浮球，半浮球会在水从底部反流时向上浮动将顶端筒的通孔封闭，实现防回流的功能[11]。防回流组件组成结构包括顶端筒、底端筒、半浮球和承托部，设置在螺纹杆一端的通孔内，主要用于防止水从螺纹杆流向螺纹筒的一端[12]。
4结语
针对当前液压试验机开展了研究，设计并优化了恒定水压试验系统。模块化的功能设计使得液压试验机可以针对某个单独的控制模块进行升级，与传统的水压试验机相比操作灵活方便、功能更多样化，解决了传统人工手动操作的效率低、危险性高等难题。增设故障报警模块，提高了设备运行中的安全性。优化连接装置增设防回流组件的设计，能够保证连接阀承载单向水流的传输，有利于提高检测结果的精准性和有效性。
作者:吴彬 朱雅 陈雪 单位:南京海关危险货物与包装检测中心 常州依博罗斯达芬机械有限公司 常州工业及消费品检验有限公司
