長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗的測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗測試系統(tǒng)，應用于工程機械的流體能量損耗預測試。以起重機作為試驗臺、軟管卷盤機構、導向輪、斗架和信息采集及控制設備，另外采用一導向輪和軟管(11)，以起重機試驗臺為基礎將軟管卷盤機構、模擬斗架、導向輪等部件都安裝于起重機試驗臺上。所述起重機試驗臺(4)用混凝土(1)固定于基礎，起重機試驗臺(4)作為主機為高壓長距離多層卷繞液壓軟管(11)提供變量油源；同時起重機試驗臺為整個系統(tǒng)提供支架平臺，卷盤機構安裝于起重機試驗臺的最后，等等。獲得測試精確的損耗模型，調(diào)節(jié)最合理的參數(shù)配置，使得對工程實際應用有著指導意義。
【專利說明】長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗的測試系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程機械【技術領域】，特別是一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損 耗的測試，應用于工程機械的流體能量損耗預測試。

【背景技術】
[0002] 目前，在工程機械領域，特別是液壓執(zhí)行機構相對于主機運動且運動距離較長的 工程機械，普遍采用軟管卷盤機構進行液壓油的輸送，因為這樣能最大程度地縮小整機的 外形尺寸。由于資金等原因，通常情況下對于此類機械的調(diào)試都是在已拼裝完成的整機上 進行，在整機工作的情況下調(diào)試必然受到外部工作環(huán)境的影響，造成較高的能源消耗和人 力資源的成本，在工作環(huán)境惡劣的情況下，調(diào)試效率更是無法保證。
[0003] 本領域現(xiàn)有技術并無公開過模擬實驗研宄方法及其實現(xiàn)的系統(tǒng)，尚為空白。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗的實驗測試 系統(tǒng)。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明給出的技術方案為：
[0006] 一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗測試系統(tǒng)，其特征在于，以起重機作 為試驗臺、軟管卷盤機構、導向輪、斗架和信息采集及控制設備，另外采用一導向輪和軟管 (11)，以起重機試驗臺為基礎將軟管卷盤機構、模擬斗架、導向輪等部件都安裝于起重機試 驗臺上，其中：
[0007] 所述起重機試驗臺（4)用混凝土（1)固定于基礎，起重機試驗臺（4)作為主機為 高壓長距離多層卷繞液壓軟管（11)提供變量油源；同時起重機試驗臺為整個系統(tǒng)提供支 架平臺，卷盤機構安裝于起重機試驗臺的最后，導向輪安裝于起重機主臂架頂端，模擬斗架 安裝于液壓軟管的垂直自由端。
[0008] 所述卷盤機構，用于驅(qū)動軟管，為實驗的需要調(diào)整軟管的X、Y比例；X為卷盤機構 的圈長總長度，Y為導向輪兩側的線長總長度。卷盤機構設置位置與起重機試驗臺主臂架 延長線重合，使得卷盤上的液壓軟管及多芯電纜能沿主臂架上方順利輸送至模擬斗架上。
[0009] 所述導向輪，根據(jù)實驗需要可以調(diào)整軟管布線方向，以適應模擬軟管水平或者呈 角度垂直向下兩種不同的工作方式。
[0010] 所述模擬斗架用來模擬執(zhí)行機構。
[0011] 所述軟管（11)，包括輸油管和回油管，所述輸油管用于連接及傳輸油泵出口處的 供油起點和到達模擬斗架入口處的終點，總長度由卷長X和線長Y組成；所述回油管用于連 接1?擬斗架出口和主機油源。
[0012] 所述信息采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括兩組傳感器、用于傳輸采集數(shù)據(jù)的多芯電線膠 管（9)、對采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理的主機：通過在起重機泵出口處安裝的壓力傳感器（17)、 溫度傳感器（15);模擬斗架（2)上安裝的流量傳感器（16)、壓力傳感器（17)、溫度傳感器 (15)獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變化。多芯電線膠管（9) 一端與模擬斗架（2)上的接線柱（8)連接，用來傳輸比例溢流閥（7)的控制信號、采集模擬 斗架（2)上安裝的流量傳感器（16)、壓力傳感器（17)、溫度傳感器（15)的信號以及為上述 器件供電；其另一端經(jīng)主軸中心孔（24)連接至集電環(huán)（28)，再接到數(shù)據(jù)采集及控制儀器。
[0013] 上述一根多芯電線膠管（9)、一根回油長距離多層卷繞液壓軟管（10)、一根高壓 長距離多層卷繞液壓軟管（11)，三者為外徑相同的管道，三者并排纏繞于軟管卷盤機構的 卷盤上。
[0014] 所述液壓回路以起重機試驗臺提供變量油源，用液壓軟管連接至回轉接頭，液壓 油通過主軸中的油道、液壓管道后與卷盤上的長距離液壓軟管相連，經(jīng)多圈纏繞后，跨過導 向輪，與模擬斗架上的隔壁式液壓接頭相連，再連接流量傳感器、斗上閥塊，斗上閥塊含有 比例溢流閥，比例溢流閥回油口由長距離液壓軟管輸送回軟管卷盤機構，按照與進油路對 稱的結構返回起重機試驗臺。
[0015] 通過在起重機泵出口安裝的壓力、溫度傳感器以及模擬斗架上安裝的流量、壓力、 溫度傳感器獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變化；通過在起重 機泵出口安裝的壓力傳感器17、溫度傳感器15以及模擬斗架上2安裝的流量傳感器16、溫 度傳感器15、壓力傳感器17獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變 化。為此，本發(fā)明計算長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗的公式，分別為多層卷繞段和 直線段壓力損失之和：
[0016]

【權利要求】
1. 一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗測試系統(tǒng)，其特征在于，以起重機作 為試驗臺、軟管卷盤機構、導向輪、斗架和信息采集及控制設備，另外采用一導向輪和軟管 (11)，以起重機試驗臺為基礎將軟管卷盤機構、模擬斗架、導向輪等部件都安裝于起重機試 驗臺上，其中： 所述起重機試驗臺（4)用混凝土（1)固定于基礎，起重機試驗臺（4)作為主機為高壓 長距離多層卷繞液壓軟管（11)提供變量油源；同時起重機試驗臺為整個系統(tǒng)提供支架平 臺，卷盤機構安裝于起重機試驗臺的最后，導向輪安裝于起重機主臂架頂端，模擬斗架安裝 于液壓軟管的垂直自由端； 所述卷盤機構，用于驅(qū)動軟管，為實驗的需要調(diào)整軟管的X、Y比例；X為卷盤機構的圈 長總長度，Y為導向輪兩側的線長總長度；卷盤機構設置位置與起重機試驗臺主臂架延長 線重合； 所述導向輪，根據(jù)實驗需要調(diào)整軟管布線方向； 所述模擬斗架用來模擬執(zhí)行機構； 所述軟管（11)，包括輸油管和回油管，所述輸油管用于連接及傳輸油泵出口處的供油 起點和到達模擬斗架入口處的終點，總長度由卷長X和線長Y組成；所述回油管用于連接模 擬斗架出口和主機油源； 所述信息采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括兩組傳感器、用于傳輸采集數(shù)據(jù)的多芯電線膠管 (9)、對采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理的主機：通過在起重機泵出口處安裝的壓力傳感器（17)、溫 度傳感器（15);模擬斗架（2)上安裝的流量傳感器（16)、壓力傳感器（17)、溫度傳感器 (15)獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變化；多芯電線膠管（9) 一端與模擬斗架（2)上的接線柱（8)連接，用來傳輸比例溢流閥（7)的控制信號、采集模擬 斗架（2)上安裝的流量傳感器（16)、壓力傳感器（17)、溫度傳感器（15)的信號以及為上述 器件供電；其另一端經(jīng)主軸中心孔（24)連接至集電環(huán)（28)，再接到數(shù)據(jù)采集及控制儀器； 上述一根多芯電線膠管（9)、一根回油長距離多層卷繞液壓軟管（10)、一根高壓長距 離多層卷繞液壓軟管（11)，三者為外徑相同的管道，三者并排纏繞于軟管卷盤機構的卷盤 上； 通過在起重機泵出口安裝的壓力、溫度傳感器以及模擬斗架上安裝的流量、壓力、溫度 傳感器獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變化；通過在起重機泵 出口安裝的壓力傳感器17、溫度傳感器15以及模擬斗架上2安裝的流量傳感器16、溫度傳 感器15、壓力傳感器17獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變化， 計算長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗的公式，分別為多層卷繞段和直線段壓力損失 之和：
其中：Δp為多層卷繞液壓軟管進出口的總壓力差，pa; Q為多層卷繞液壓軟管中的流量，m3/s; K。為多層卷繞段的常系數(shù)； μ為流體的動力粘度，kg/m·s; 1。為多層卷繞液壓軟管總長度，m;d為液壓軟管的通徑，m; u=4,Cltl為液壓軟管的外徑，m; Θ為卷繞弧度，rad; &為初始卷繞的最小半徑，m; &為多直線段的常系數(shù)； Is為直線段液壓軟管總長度，m。
【文檔編號】F15B19/00GK104454786SQ201410512545
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】李萬莉, 王嘉寧, 劉佳寶, 譚祺 申請人:同濟大學