本發(fā)明涉及一種液壓支架千噸壓架型式試驗臺液壓系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，隨著煤礦工業(yè)的迅速發(fā)展，煤礦企業(yè)對液壓支架的需求量在不斷地增加，而且噸位也越來越大，為了滿足市場對各種液壓支架的需求，液壓支架的設(shè)計人員必須根據(jù)煤礦的地質(zhì)條件設(shè)計不同的架型，又由于地質(zhì)條件的千差萬別，所以每套支架的各種參數(shù)都不盡相同，在批量投產(chǎn)之前必須先做出一架或兩架樣機(jī)進(jìn)行型式試驗，即樣機(jī)必須根據(jù)液壓支架的工作條件選擇較惡劣的工況，對整機(jī)的性能、受力狀況、強(qiáng)度和耐久性進(jìn)行嚴(yán)格測試。通過做強(qiáng)度和壽命壓架試驗的嚴(yán)格檢驗，觀察各結(jié)構(gòu)件的受力狀況，看是否達(dá)到了設(shè)計要求，

能否滿足工作面的使用。只有通過檢測滿足要求后，才可以在實際生產(chǎn)中按照樣機(jī)的設(shè)計和要求進(jìn)行生產(chǎn)，從而保證設(shè)計和制造質(zhì)量，在實際使用中避免或減少出現(xiàn)嚴(yán)重問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種液壓支架千噸壓架型式試驗臺液壓系統(tǒng)，在該試驗臺的設(shè)計、制造、調(diào)試過程中，將一些最先進(jìn)的傳感技術(shù)、PLC控制技術(shù)、計算機(jī)輔助測試(CAT)技術(shù)等應(yīng)用到了測試臺上，使該壓架型式試驗臺的整體技術(shù)水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述液壓系統(tǒng)采用了模塊化的設(shè)計方法，主要包括動力源部分的設(shè)計、手動控制部分的設(shè)計和電液控制部分的設(shè)計。另外還有一個實驗液壓支架上其他千斤頂?shù)脑韴D和該原理圖一樣，只是管路系統(tǒng)中閥的流量和管路的通徑不同。壓力源部分采用2個高壓柱塞泵并聯(lián)而成，系統(tǒng)額定流量為400 L/rain，額定工作壓力為31.5 MPa，適用介質(zhì)為乳化液(即5％的乳化油和95％的水組成)，同時采用2個溢流閥組成。回路中總共有2個壓力表，其中壓力表1是用來顯示系統(tǒng)的壓力，量程為0～60 MPa。壓力表2是用來顯示立柱下腔的壓力，量程為0～100 MPa。壓力傳感器1和壓力傳感器2用來采集立柱下腔的壓力信號。壓力傳感器3和壓力傳感器4是用來采集系統(tǒng)的壓力信號，他們分別把采集到的壓力信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡提供給總控制臺做為自動壓架的開關(guān)信號。手動控制部分有手動換向閥充液回路和手動換向閥增壓回路，電液控制部分包括電液換向閥充液回路和電液換向閥增壓回路。通過液壓原理圖中的回路給立柱下腔循環(huán)充液，來完成對液壓支架做強(qiáng)度實驗和壽命實驗。

首先根據(jù)支架在礦井下工作面上使用的最高工作壓力來選擇泵的額定壓力，就目前來說，煤礦用大流量乳化液柱塞泵的額定工作壓力一般為31.5 MPa，我們通過設(shè)計增壓缸的增壓比來使系統(tǒng)的壓力進(jìn)行升高，從而滿足實驗臺的要求。由于液壓支架的立柱缸徑一般在300～400 mm，而液壓支架上其他千斤頂?shù)母讖揭话銥?0～200 mm，如果選擇一個大流量的泵供液，在實驗其他千斤頂時會富裕太多，所以我們采用2個200L/min的泵并聯(lián)使用。當(dāng)做立柱的壽命實驗時，2個泵同時供液，而在做其他千斤頂?shù)膶嶒灂r，只用1個泵供液就可以了。然后根據(jù)以上選擇的泵來確定電動機(jī)的功率，由于在整個壓架的動作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量都是動態(tài)變化的，為滿足整個工作過程的需要，取功率系數(shù)為1.2，來確定單臺電動機(jī)的功率。

按照試驗臺的設(shè)計技術(shù)要求，使用最多的一項實驗是壽命實驗，壽命實驗必須能夠完成“充液”、“增壓”、“保壓”、“卸載”循環(huán)過程。而每一臺支架要完成壽命實驗就需要做30000次循環(huán)，所以每次循環(huán)的時間不能太長，依據(jù)設(shè)計技術(shù)要求每小時不少于200次的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。下面根據(jù)該技術(shù)條件驗算所選設(shè)備能否滿足實驗的需要，按目前最大支架的工況驗算，目前煤炭系統(tǒng)最大的立柱缸徑為400mm，要充滿立柱的下腔需500L乳化液，充滿之后開始增壓，這就需要增壓系統(tǒng)來完成，一般來說是一次充液，多次卸載，多次增壓。在循環(huán)過程中，壓力的變化是從5 MPa到56MPa左右，取60 MPa驗算如下：△p=55 MPa。

所述試驗臺數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)主要由傳感器、二次儀表、工業(yè)控制計算機(jī)、數(shù)據(jù)采集板、測試軟件等組成，二次儀表、計算機(jī)、顯示器等安裝在儀表柜內(nèi)。電動機(jī)的控制和電磁閥等的控制元器件安裝在電控柜內(nèi)，避免對儀表、計算機(jī)造成干擾；電控柜置于操作臺左側(cè)。二次儀表和計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)布置在室內(nèi)。壓力表置于操作臺前面板上，傳感器固定在集成塊上。系統(tǒng)實驗的報表和睦線打印，可在完成存盤后，退出當(dāng)前窗體，進(jìn)入主控窗體，按照壓架試驗項目或型式試驗項目打印輸出。關(guān)于程序的編譯和調(diào)試以及電器控制部分限于篇幅有限，在本文中不再敘述詳細(xì)過程。下面是實驗臺上位機(jī)人機(jī)界面窗口，清晰明了，易于操作。

本發(fā)明的有益效果是：在該試驗臺的設(shè)計、制造、調(diào)試過程中，將一些最先進(jìn)的傳感技術(shù)、PLC控制技術(shù)、計算機(jī)輔助測試(CAT)技術(shù)等應(yīng)用到了測試臺上，使該壓架型式試驗臺的整體技術(shù)水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的噸壓架型式試驗臺立柱實驗液壓原理圖。

圖中：1.壓力表1；2.右立柱；3.壓力傳感器2；4.左立柱；5.壓力傳感器1；6.穩(wěn)壓罐；7.壓力表2；8.壓力傳感器3；9.壓力傳感器4。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，液壓系統(tǒng)原理圖是根據(jù)支架的使用情況，采用了模塊化的設(shè)計方法，主要包括動力源部分的設(shè)計、手動控制部分的設(shè)計和電液控制部分的設(shè)計。另外還有一個實驗液壓支架上其他千斤頂?shù)脑韴D和該原理圖一樣，只是管路系統(tǒng)中閥的流量和管路的通徑不同。壓力源部分采用2個高壓柱塞泵并聯(lián)而成，系統(tǒng)額定流量為400 L/rain，額定工作壓力為31.5 MPa，適用介質(zhì)為乳化液(即5％的乳化油和95％的水組成)，同時采用2個溢流閥組成?；芈分锌偣灿?個壓力表，其中壓力表1是用來顯示系統(tǒng)的壓力，量程為0～60 MPa。壓力表2是用來顯示立柱下腔的壓力，量程為0～100 MPa。壓力傳感器1和壓力傳感器2用來采集立柱下腔的壓力信號。壓力傳感器3和壓力傳感器4是用來采集系統(tǒng)的壓力信號，他們分別把采集到的壓力信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡提供給總控制臺做為自動壓架的開關(guān)信號。手動控制部分有手動換向閥充液回路和手動換向閥增壓回路，電液控制部分包括電液換向閥充液回路和電液換向閥增壓回路。通過液壓原理圖中的回路給立柱下腔循環(huán)充液，來完成對液壓支架做強(qiáng)度實驗和壽命實驗。

首先根據(jù)支架在礦井下工作面上使用的最高工作壓力來選擇泵的額定壓力，就目前來說，煤礦用大流量乳化液柱塞泵的額定工作壓力一般為31.5 MPa，我們通過設(shè)計增壓缸的增壓比來使系統(tǒng)的壓力進(jìn)行升高，從而滿足實驗臺的要求。由于液壓支架的立柱缸徑一般在300～400 mm，而液壓支架上其他千斤頂?shù)母讖揭话銥?0～200 mm，如果選擇一個大流量的泵供液，在實驗其他千斤頂時會富裕太多，所以我們采用2個200L/min的泵并聯(lián)使用。當(dāng)做立柱的壽命實驗時，2個泵同時供液，而在做其他千斤頂?shù)膶嶒灂r，只用1個泵供液就可以了。然后根據(jù)以上選擇的泵來確定電動機(jī)的功率，由于在整個壓架的動作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量都是動態(tài)變化的，為滿足整個工作過程的需要，取功率系數(shù)為1.2，來確定單臺電動機(jī)的功率。

按照試驗臺的設(shè)計技術(shù)要求，使用最多的一項實驗是壽命實驗，壽命實驗必須能夠完成“充液”、“增壓”、“保壓”、“卸載”循環(huán)過程。而每一臺支架要完成壽命實驗就需要做30000次循環(huán)，所以每次循環(huán)的時間不能太長，依據(jù)設(shè)計技術(shù)要求每小時不少于200次的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。下面根據(jù)該技術(shù)條件驗算所選設(shè)備能否滿足實驗的需要，按目前最大支架的工況驗算，目前煤炭系統(tǒng)最大的立柱缸徑為400mm，要充滿立柱的下腔需500L乳化液，充滿之后開始增壓，這就需要增壓系統(tǒng)來完成，一般來說是一次充液，多次卸載，多次增壓。在循環(huán)過程中，壓力的變化是從5 MPa到56MPa左右，取60 MPa驗算如下：△p=55 MPa。

試驗臺數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)主要由傳感器、二次儀表、工業(yè)控制計算機(jī)、數(shù)據(jù)采集板、測試軟件等組成，二次儀表、計算機(jī)、顯示器等安裝在儀表柜內(nèi)。電動機(jī)的控制和電磁閥等的控制元器件安裝在電控柜內(nèi)，避免對儀表、計算機(jī)造成干擾；電控柜置于操作臺左側(cè)。二次儀表和計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)布置在室內(nèi)。壓力表置于操作臺前面板上，傳感器固定在集成塊上。系統(tǒng)實驗的報表和睦線打印，可在完成存盤后，退出當(dāng)前窗體，進(jìn)入主控窗體，按照壓架試驗項目或型式試驗項目打印輸出。關(guān)于程序的編譯和調(diào)試以及電器控制部分限于篇幅有限，在本文中不再敘述詳細(xì)過程。下面是實驗臺上位機(jī)人機(jī)界面窗口，清晰明了，易于操作。