一种煤矿液压支架用阀试验台的制作方法

本发明涉及一种煤矿液压支架用阀试验台，适用于机械领域。

背景技术：

液压支架用阀作为煤矿液压支架的核心控制元件，其性能的优劣直接影响到采煤工作面的运行。而目前对其性能测试的手段、方法相对落后，存在诸多的缺点：不能完成标准GB25974.3-2010((煤矿用液压支架第3部分：液压控制系统及阀》中规定的部分试验：无法判定实验结果的有效性：实验数据的采集、存储靠人工进行，自动化程度不高；检测精度差。

技术实现要素：

为改善上述状况，本发明提出了一种煤矿液压支架用阀试验台，该装置引入传感器、计算机、虚拟仪器等技术，可以实现实验数据的实时、同步采集与分析和实验结果的显示与保存；试验系统严格按照标准中规定的试验回路进行综合，达到行业标准及国家标准要求的试验条件；实现手动换向阀耐久性试验过程的自动化。该实验装置的成功研制，为液压支架用阀提供了有效检测手段，对于该类阀的质量提供了有效保障。

本发明所采用的技术方案是：

所述试验台设计依据GB25974．3—2010((煤矿用液压支架第3部分：液压控制系统及阀》要求进行，主要技术参数：系统额定工作压力31.5 MPa。通过增压缸实现最高工作压力75 MPa，低压密封试验压力2MPa：高压密封试验压力为被试阀公称压力：系统最小稳定流量40mL/min，采用小流量的节流阀来实现；最大流量为160L/min，一部分由泵源提供，大部分靠蓄能器组提供．可持续8S：压力传感器精度0.25％FS，分辨率0.05MPa：流量传感器精度0.25％FS，分辨率0.1 L/rain：力矩传感器精度0.25％FS，分辨率0.1Nm；力传感器精度0.25％FS，分辨率0.1N；试验工作介质3％～5％乳化液：传感器工作电压DC24V：各类开关电压DCl2～24 V：液压动力电压AC380V，50Hz；压力仪表工作电压：AC220V。

所述试验台液压系统动力源由2部分组成：乳化液泵站和油液泵站。油液泵站通过增压缸17向系统提供所需要的高于泵站压力，油液不直接进人系统工作；乳化液泵站额定工作压力15 MPa，通过减压阀19可向系统提供压力低至2MPa的乳化液；蓄能器组9—3由8台大容量高压蓄能器组成，向系统提供短时的高压大流量乳化液，用于弥补大流量阀压力流量特性试验和耐久性能试验时泵站流量的不足，系统所需小流量(0.04L/min)靠调速阀15进行调节。该试验台测试功能按模块进行分组，模块1和模块4进行液控单向阀的测试项目。模块2用来检测换向阀的各项性能指标，模块3进行安全阀和截止阀的各项性能指标测试。其中模块1主要测试的项目：关闭压力测定；控制压力测定；背压安全性：密封性能：强度试验。在模块4中，二位二通电磁换向阀12—7、12—8电磁铁均未带电，即电磁换向阀位于未导通状态，此时可测试的项目为开启压力测定和压力流量特性试验：当电磁换向阀12—7、12—8均处于导通状态时，可进行冲击压力和耐久性能试验。

所述工控机测控系统依靠编程来控制测试系统的工作，先设定试验过程参数，然后程序根据选取被试阀类型运行不同的程序模块，控制阀性能测试的整个过程，包括数据的采集、转换、分析、显示、存储以及最终打印实验报告。

所述测试系统主要包括工业控制控计算机、显示器、打印机、模拟信号输入输出模块AI/AO、数字信号输入输出模块DI/DO、信号处理和接线端子板及继电器输出端子板。需处理的模拟信号为力、力矩、压力和流量：数字信号为增压缸限位接触开关信号。信号处理和接线端子板将模拟信号输出的电流信号转换为电压信号，经低通滤波处理后送入工控机AD转换。工控机输出的模拟信号经放大器放大后驱动先导型比例溢流阀，从而控制整个液压系统的工作压力。增压缸限位接触开关和操作过程按钮信号经电平转换后触发DI中断。继电器输出端子板输出开关信号DO，使被控制的继电器吸合或者断开，以使相对应的电磁阀带电导通或失电截止，从而控制实验过程的进行。

本发明的有益效果是：该试验台实现了液压支架用阀测试的自动化，有效地解决了传统阀试验台所存在的问题，为支架用阀提供了一种高效、方便、可靠的测试手段，提高了试验效率，缩短了支架用阀产品研发周期，提高了产品质量，有效促进新型液压支架用阀产品的开发研制，为支架用阀行业的发展发挥重要的作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的液压支架用阀试验台液压系统原理图。

图2是本发明的手动换向阀试验液压原理。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，试验台设计依据GB25974．3—2010((煤矿用液压支架第3部分：液压控制系统及阀》要求进行，主要技术参数：系统额定工作压力31.5 MPa。通过增压缸实现最高工作压力75 MPa，低压密封试验压力2MPa：高压密封试验压力为被试阀公称压力：系统最小稳定流量40mL/min，采用小流量的节流阀来实现；最大流量为160L/min，一部分由泵源提供，大部分靠蓄能器组提供．可持续8S：压力传感器精度0.25％FS，分辨率0.05MPa：流量传感器精度0.25％FS，分辨率0.1 L/rain：力矩传感器精度0.25％FS，分辨率0.1Nm；力传感器精度0.25％FS，分辨率0.1N；试验工作介质3％～5％乳化液：传感器工作电压DC24V：各类开关电压DCl2～24 V：液压动力电压AC380V，50Hz；压力仪表工作电压：AC220V。

所述试验台液压系统动力源由2部分组成：乳化液泵站和油液泵站。油液泵站通过增压缸17向系统提供所需要的高于泵站压力．油液不直接进人系统工作：乳化液泵站额定工作压力15 MPa，通过减压阀19可向系统提供压力低至2MPa的乳化液：蓄能器组9—3由8台大容量高压蓄能器组成，向系统提供短时的高压大流量乳化液，用于弥补大流量阀压力流量特性试验和耐久性能试验时泵站流量的不足，系统所需小流量(0.04L/min)靠调速阀15进行调节。该试验台测试功能按模块进行分组，模块1和模块4进行液控单向阀的测试项目。模块2用来检测换向阀的各项性能指标，模块3进行安全阀和截止阀的各项性能指标测试。其中模块1主要测试的项目：关闭压力测定；控制压力测定；背压安全性：密封性能：强度试验。在模块4中，二位二通电磁换向阀12—7、12—8电磁铁均未带电，即电磁换向阀位于未导通状态，此时可测试的项目为开启压力测定和压力流量特性试验：当电磁换向阀12—7、12—8均处于导通状态时，可进行冲击压力和耐久性能试验。

工作原理：电机6—1、6—2通电后，分别拖动乳化液泵7—1和油泵7—2工作，二位二通电磁换向阀12一l、12—2带电导通。此时，乳化液经过滤器5—2、乳化液泵7一l、单向阀8—1、电磁换向阀12—1和回油过滤器5—1回乳化液箱1—1；油液经过滤器5—3、油泵7—2、先导性比例溢流阀11—1、回油过滤器5—4回油箱1—2，先导型比例溢流阀11—1用于系统压力的调定；换向阀12—1、12—2、12—4失电截止，12—3、16左腔带电导通，截止阀18一l打开导通，此时，油液经过滤器5—3、油泵7—2、单向阀8—2、换向阀12—3、换向阀16左腔进人增压缸17左大腔，推动活塞杆向右运动。对右小腔实施增压，右大腔油液经16回油箱。乳化液经过滤器5—2、乳化液泵7—1、单向阀8—1、截止阀18—1、单向阀8—4进入增压缸17左小腔。当换向阀16右腔带电导通时，油液经其右腔进入增压缸17右大腔，左大腔油液经16回油箱，活塞杆左移，对左小腔实施增压。乳化液经截止阀18—1、单向阀8-6进入增压缸17右小腔。换向阀16左腔、右腔交替导通，活塞杆可连续的左右移动，即可实现向系统持续提供所需的高压乳化液。换向阀12—3失电截止，油液通过调速阀15进入增压缸，调定15，即可实现各类阀的小流量测试。换向阀12—4带电导通，截止阀18—1截止，电机6—2失电，油泵停止工作，乳化液经减压阀19进入系统，可进行各类阀的低压试验。进行各类阀的公称流量试验时，将蓄能器组9—3导通，即可实现短时间的大流量试验。截止阀18—3、18—5截止，18-6导通，可实现模块1的试验：18—3、18—6截止，18-5导通。可实现模块2的试验；18—5、18-6截止，18—3导通，换向阀20一1带电导通，换向阀20—2失电截止可实现模块3的试验：18—5、18—6截止，18—3导通，换向阀20一2带电导通，换向阀20—1失电截止可实现模块4的试验。

如图2，工控机测控系统依靠编程来控制测试系统的工作，先设定试验过程参数，然后程序根据选取被试阀类型运行不同的程序模块，控制阀性能测试的整个过程，包括数据的采集、转换、分析、显示、存储以及最终打印实验报告。

测试系统主要包括工业控制控计算机、显示器、打印机、模拟信号输入输出模块AI/AO、数字信号输入输出模块DI/DO、信号处理和接线端子板及继电器输出端子板。需处理的模拟信号为力、力矩、压力和流量：数字信号为增压缸限位接触开关信号。信号处理和接线端子板将模拟信号输出的电流信号转换为电压信号，经低通滤波处理后送入工控机AD转换。工控机输出的模拟信号经放大器放大后驱动先导型比例溢流阀，从而控制整个液压系统的工作压力。增压缸限位接触开关和操作过程按钮信号经电平转换后触发DI中断。继电器输出端子板输出开关信号DO，使被控制的继电器吸合或者断开，以使相对应的电磁阀带电导通或失电截止，从而控制实验过程的进行。