国内研究现状国内试验台的发展较为缓慢,原因是国内对于自动控制理论的研究和核心技术的掌握远远落后于发达国家。国内早期的试验台普遍采用纯手动试验台,试验台上集成控制部分按钮或, 使用指针压力表。图 1-1 所示便是当前国内某公司的产品。这种试验台存在诸多缺点:73826

三用阀试验台

图 1-1 三用阀试验台

(1)用机械表显示试验过程及试验结果,用肉眼读取读数,使得试验结果误 差大、精度低,并且机械表灵敏度低,不能严格反映被试三用阀的压力变化过程;

(2)需要手工装卸被试阀,手工调节安全阀压力,不仅劳动强度大,而且装 卸、调压可靠性差;

(3)试验结果需手工记录,其可信度差,不美观,不便于科学存储与管理

(4)不能严格按相关标准进行试验。

1995 年,昆明工学院管前新等研制了单体液压支柱三用阀自动测试台,是 国内首批研制的三用阀自动化试验台。它主要针对 DZ 系列单体液压支柱,可实 现以下要求[7]:

(1)良好的静态特性(静态启闭特性和密封性);当顶板沉降速度较小时,能 保证支架的恒阻特性。

(2)良好的动态特性;当顶板突然下沉时,能保护支架。

(3)足够的通液能力,以满足顶板最大沉降速度的要求。 试验过程中,先将装配好的三用阀放置到试验位置上,由控制系统将三用阀

夹紧并向其内部注液,然后带有闭环控制的机械手能够自动调试安全阀的开启压 力,使之达到标准值。一切到位后,自动进行启闭特性试验,高、低压密封试验 及压力—流量特性曲线的性能测试,对于试验结果可以自动存储、显示。并对试 验结果进行判断,区分合格阀与不合格阀,指出不合格参数,然后将其送到不同 的作业轨道。但是该试验台仍处于研究状态,并没有成品制成或投入生产使用。

2011 年,太原理工大学机械工程学院安春梅等研究的液压阀试验台计算机 控制系统,针对传统的液压阀试验台精度不高、自动化程度低等缺点,引进电磁 阀、PLC 和 VB6.0,设计了该液压阀试验台,实现了自动控制试验过程,自动采 集试验数据,大大提高了试验效率。其数据的采集和设备的控制由 PLC 等现场

设备完成,VB 主要实现数据通信网络管理、人机界面和数据处理等功能[8]。 近几年,也有很多国内公司已经能够生产出自动化试验台,如:山东维科特 液压控制技术有限公司于 2007 年研制出 FZT-1SM 型三用阀试验台,采用手动

操作、数显压力表进行压力显示,具有操作简单、抗干扰能力强,显示精度高, 具有抵抗运动体的惯性冲击能力强、分辨率高、读取便捷等优点[9]。

但是这种自动试验台也存在些许问题:前期研发投入的成本多,使得成品的 价格很高;电气控制电路设计繁杂,功能允余。

综合调研国内 20 多个重点矿务局支护用品的使用情况可归纳出,目前三用 阀试验台在使用中存在的主要问题如下[10]:

(1)最大流量及一次连续排量不足,不符合标准 MTll2 一 93《矿用单体液 压支柱》所规定的三用阀试验条件,无法进行压力——流量特性试验:

(2)增压能力低,实际工作压力达不到 60MPa,无法进行 1.5PH 强度试验;

(3)系统稳压性能差,试验台在经过 2~3 个月的使用后,自身稳压性能下降。 无法进行长时稳压性能试验;

(4)主要结构件(如增压器、稳压罐)的结构不合理,易损坏。有些试验台的 增压器损坏率超过 30%,而且难以修复;

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