本發(fā)明涉及一種煤礦液壓支架用閥試驗臺，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

液壓支架用閥作為煤礦液壓支架的核心控制元件，其性能的優(yōu)劣直接影響到采煤工作面的運行。而目前對其性能測試的手段、方法相對落后，存在諸多的缺點：不能完成標(biāo)準(zhǔn)GB25974.3-2010((煤礦用液壓支架第3部分：液壓控制系統(tǒng)及閥》中規(guī)定的部分試驗：無法判定實驗結(jié)果的有效性：實驗數(shù)據(jù)的采集、存儲靠人工進(jìn)行，自動化程度不高；檢測精度差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為改善上述狀況，本發(fā)明提出了一種煤礦液壓支架用閥試驗臺，該裝置引入傳感器、計算機(jī)、虛擬儀器等技術(shù)，可以實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)的實時、同步采集與分析和實驗結(jié)果的顯示與保存；試驗系統(tǒng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗回路進(jìn)行綜合，達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗條件；實現(xiàn)手動換向閥耐久性試驗過程的自動化。該實驗裝置的成功研制，為液壓支架用閥提供了有效檢測手段，對于該類閥的質(zhì)量提供了有效保障。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述試驗臺設(shè)計依據(jù)GB25974．3—2010((煤礦用液壓支架第3部分：液壓控制系統(tǒng)及閥》要求進(jìn)行，主要技術(shù)參數(shù)：系統(tǒng)額定工作壓力31.5 MPa。通過增壓缸實現(xiàn)最高工作壓力75 MPa，低壓密封試驗壓力2MPa：高壓密封試驗壓力為被試閥公稱壓力：系統(tǒng)最小穩(wěn)定流量40mL/min，采用小流量的節(jié)流閥來實現(xiàn)；最大流量為160L/min，一部分由泵源提供，大部分靠蓄能器組提供．可持續(xù)8S：壓力傳感器精度0.25％FS，分辨率0.05MPa：流量傳感器精度0.25％FS，分辨率0.1 L/rain：力矩傳感器精度0.25％FS，分辨率0.1Nm；力傳感器精度0.25％FS，分辨率0.1N；試驗工作介質(zhì)3％～5％乳化液：傳感器工作電壓DC24V：各類開關(guān)電壓DCl2～24 V：液壓動力電壓AC380V，50Hz；壓力儀表工作電壓：AC220V。

所述試驗臺液壓系統(tǒng)動力源由2部分組成：乳化液泵站和油液泵站。油液泵站通過增壓缸17向系統(tǒng)提供所需要的高于泵站壓力，油液不直接進(jìn)人系統(tǒng)工作；乳化液泵站額定工作壓力15 MPa，通過減壓閥19可向系統(tǒng)提供壓力低至2MPa的乳化液；蓄能器組9—3由8臺大容量高壓蓄能器組成，向系統(tǒng)提供短時的高壓大流量乳化液，用于彌補(bǔ)大流量閥壓力流量特性試驗和耐久性能試驗時泵站流量的不足，系統(tǒng)所需小流量(0.04L/min)靠調(diào)速閥15進(jìn)行調(diào)節(jié)。該試驗臺測試功能按模塊進(jìn)行分組，模塊1和模塊4進(jìn)行液控單向閥的測試項目。模塊2用來檢測換向閥的各項性能指標(biāo)，模塊3進(jìn)行安全閥和截止閥的各項性能指標(biāo)測試。其中模塊1主要測試的項目：關(guān)閉壓力測定；控制壓力測定；背壓安全性：密封性能：強(qiáng)度試驗。在模塊4中，二位二通電磁換向閥12—7、12—8電磁鐵均未帶電，即電磁換向閥位于未導(dǎo)通狀態(tài)，此時可測試的項目為開啟壓力測定和壓力流量特性試驗：當(dāng)電磁換向閥12—7、12—8均處于導(dǎo)通狀態(tài)時，可進(jìn)行沖擊壓力和耐久性能試驗。

所述工控機(jī)測控系統(tǒng)依靠編程來控制測試系統(tǒng)的工作，先設(shè)定試驗過程參數(shù)，然后程序根據(jù)選取被試閥類型運行不同的程序模塊，控制閥性能測試的整個過程，包括數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、分析、顯示、存儲以及最終打印實驗報告。

所述測試系統(tǒng)主要包括工業(yè)控制控計算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、模擬信號輸入輸出模塊AI/AO、數(shù)字信號輸入輸出模塊DI/DO、信號處理和接線端子板及繼電器輸出端子板。需處理的模擬信號為力、力矩、壓力和流量：數(shù)字信號為增壓缸限位接觸開關(guān)信號。信號處理和接線端子板將模擬信號輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)低通濾波處理后送入工控機(jī)AD轉(zhuǎn)換。工控機(jī)輸出的模擬信號經(jīng)放大器放大后驅(qū)動先導(dǎo)型比例溢流閥，從而控制整個液壓系統(tǒng)的工作壓力。增壓缸限位接觸開關(guān)和操作過程按鈕信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后觸發(fā)DI中斷。繼電器輸出端子板輸出開關(guān)信號DO，使被控制的繼電器吸合或者斷開，以使相對應(yīng)的電磁閥帶電導(dǎo)通或失電截止，從而控制實驗過程的進(jìn)行。

本發(fā)明的有益效果是：該試驗臺實現(xiàn)了液壓支架用閥測試的自動化，有效地解決了傳統(tǒng)閥試驗臺所存在的問題，為支架用閥提供了一種高效、方便、可靠的測試手段，提高了試驗效率，縮短了支架用閥產(chǎn)品研發(fā)周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，有效促進(jìn)新型液壓支架用閥產(chǎn)品的開發(fā)研制，為支架用閥行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮重要的作用。

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)明的液壓支架用閥試驗臺液壓系統(tǒng)原理圖。

圖2是本發(fā)明的手動換向閥試驗液壓原理。

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，試驗臺設(shè)計依據(jù)GB25974．3—2010((煤礦用液壓支架第3部分：液壓控制系統(tǒng)及閥》要求進(jìn)行，主要技術(shù)參數(shù)：系統(tǒng)額定工作壓力31.5 MPa。通過增壓缸實現(xiàn)最高工作壓力75 MPa，低壓密封試驗壓力2MPa：高壓密封試驗壓力為被試閥公稱壓力：系統(tǒng)最小穩(wěn)定流量40mL/min，采用小流量的節(jié)流閥來實現(xiàn)；最大流量為160L/min，一部分由泵源提供，大部分靠蓄能器組提供．可持續(xù)8S：壓力傳感器精度0.25％FS，分辨率0.05MPa：流量傳感器精度0.25％FS，分辨率0.1 L/rain：力矩傳感器精度0.25％FS，分辨率0.1Nm；力傳感器精度0.25％FS，分辨率0.1N；試驗工作介質(zhì)3％～5％乳化液：傳感器工作電壓DC24V：各類開關(guān)電壓DCl2～24 V：液壓動力電壓AC380V，50Hz；壓力儀表工作電壓：AC220V。

所述試驗臺液壓系統(tǒng)動力源由2部分組成：乳化液泵站和油液泵站。油液泵站通過增壓缸17向系統(tǒng)提供所需要的高于泵站壓力．油液不直接進(jìn)人系統(tǒng)工作：乳化液泵站額定工作壓力15 MPa，通過減壓閥19可向系統(tǒng)提供壓力低至2MPa的乳化液：蓄能器組9—3由8臺大容量高壓蓄能器組成，向系統(tǒng)提供短時的高壓大流量乳化液，用于彌補(bǔ)大流量閥壓力流量特性試驗和耐久性能試驗時泵站流量的不足，系統(tǒng)所需小流量(0.04L/min)靠調(diào)速閥15進(jìn)行調(diào)節(jié)。該試驗臺測試功能按模塊進(jìn)行分組，模塊1和模塊4進(jìn)行液控單向閥的測試項目。模塊2用來檢測換向閥的各項性能指標(biāo)，模塊3進(jìn)行安全閥和截止閥的各項性能指標(biāo)測試。其中模塊1主要測試的項目：關(guān)閉壓力測定；控制壓力測定；背壓安全性：密封性能：強(qiáng)度試驗。在模塊4中，二位二通電磁換向閥12—7、12—8電磁鐵均未帶電，即電磁換向閥位于未導(dǎo)通狀態(tài)，此時可測試的項目為開啟壓力測定和壓力流量特性試驗：當(dāng)電磁換向閥12—7、12—8均處于導(dǎo)通狀態(tài)時，可進(jìn)行沖擊壓力和耐久性能試驗。

工作原理：電機(jī)6—1、6—2通電后，分別拖動乳化液泵7—1和油泵7—2工作，二位二通電磁換向閥12一l、12—2帶電導(dǎo)通。此時，乳化液經(jīng)過濾器5—2、乳化液泵7一l、單向閥8—1、電磁換向閥12—1和回油過濾器5—1回乳化液箱1—1；油液經(jīng)過濾器5—3、油泵7—2、先導(dǎo)性比例溢流閥11—1、回油過濾器5—4回油箱1—2，先導(dǎo)型比例溢流閥11—1用于系統(tǒng)壓力的調(diào)定；換向閥12—1、12—2、12—4失電截止，12—3、16左腔帶電導(dǎo)通，截止閥18一l打開導(dǎo)通，此時，油液經(jīng)過濾器5—3、油泵7—2、單向閥8—2、換向閥12—3、換向閥16左腔進(jìn)人增壓缸17左大腔，推動活塞桿向右運動。對右小腔實施增壓，右大腔油液經(jīng)16回油箱。乳化液經(jīng)過濾器5—2、乳化液泵7—1、單向閥8—1、截止閥18—1、單向閥8—4進(jìn)入增壓缸17左小腔。當(dāng)換向閥16右腔帶電導(dǎo)通時，油液經(jīng)其右腔進(jìn)入增壓缸17右大腔，左大腔油液經(jīng)16回油箱，活塞桿左移，對左小腔實施增壓。乳化液經(jīng)截止閥18—1、單向閥8-6進(jìn)入增壓缸17右小腔。換向閥16左腔、右腔交替導(dǎo)通，活塞桿可連續(xù)的左右移動，即可實現(xiàn)向系統(tǒng)持續(xù)提供所需的高壓乳化液。換向閥12—3失電截止，油液通過調(diào)速閥15進(jìn)入增壓缸，調(diào)定15，即可實現(xiàn)各類閥的小流量測試。換向閥12—4帶電導(dǎo)通，截止閥18—1截止，電機(jī)6—2失電，油泵停止工作，乳化液經(jīng)減壓閥19進(jìn)入系統(tǒng)，可進(jìn)行各類閥的低壓試驗。進(jìn)行各類閥的公稱流量試驗時，將蓄能器組9—3導(dǎo)通，即可實現(xiàn)短時間的大流量試驗。截止閥18—3、18—5截止，18-6導(dǎo)通，可實現(xiàn)模塊1的試驗：18—3、18—6截止，18-5導(dǎo)通?？蓪崿F(xiàn)模塊2的試驗；18—5、18-6截止，18—3導(dǎo)通，換向閥20一1帶電導(dǎo)通，換向閥20—2失電截止可實現(xiàn)模塊3的試驗：18—5、18—6截止，18—3導(dǎo)通，換向閥20一2帶電導(dǎo)通，換向閥20—1失電截止可實現(xiàn)模塊4的試驗。

如圖2，工控機(jī)測控系統(tǒng)依靠編程來控制測試系統(tǒng)的工作，先設(shè)定試驗過程參數(shù)，然后程序根據(jù)選取被試閥類型運行不同的程序模塊，控制閥性能測試的整個過程，包括數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、分析、顯示、存儲以及最終打印實驗報告。

測試系統(tǒng)主要包括工業(yè)控制控計算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、模擬信號輸入輸出模塊AI/AO、數(shù)字信號輸入輸出模塊DI/DO、信號處理和接線端子板及繼電器輸出端子板。需處理的模擬信號為力、力矩、壓力和流量：數(shù)字信號為增壓缸限位接觸開關(guān)信號。信號處理和接線端子板將模擬信號輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)低通濾波處理后送入工控機(jī)AD轉(zhuǎn)換。工控機(jī)輸出的模擬信號經(jīng)放大器放大后驅(qū)動先導(dǎo)型比例溢流閥，從而控制整個液壓系統(tǒng)的工作壓力。增壓缸限位接觸開關(guān)和操作過程按鈕信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后觸發(fā)DI中斷。繼電器輸出端子板輸出開關(guān)信號DO，使被控制的繼電器吸合或者斷開，以使相對應(yīng)的電磁閥帶電導(dǎo)通或失電截止，從而控制實驗過程的進(jìn)行。