液压动力单元特性分析.pdf

2 0 1 3年 4月 第 4 1卷 第 8期 机床与液压 MACHI NE T OOL HYDRAUU CS Ap r ． 2 01 3 Vo 1 ． 41 No ． 8 DO I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 3 ． 0 8 ． 0 2 4 液压动力单元特性分析 陈珊珊 ，潘 国军 1 ． 浙江海洋学院萧山科技学院，浙江杭州 3 1 1 2 5 8 ； 2 ． 浙江广播电视大学，浙江杭州3 1 0 0 3 0 摘要 液压动力单元主要由电机、油泵、集成阀块、外挂阀块、液压阀及各种液压附件 如蓄能器等集合而成， 已广泛应用于汽车工程、汽保设备、机床机具、仓储物流、医疗器械、建筑机械及生产线控制等行业。主要针对纯电动高 空作业平台用的液压动力单元，通过分析其压力 一流量特性、压力 一电流特性、耐污染性能、耐久性能等，为高空作业车 或其他行业选择液压动力单元提供了参考。 关键词液压动力单元；特性分析 中图分类号T H 1 3 7 文献标识码 A 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 3 80 6 8 3 Ana l y s i s o f Hy d r a ul i c Po we r Un i t Cha r a c t e r i s t i C S C HE N S h a n s h a n ．P AN G u o i u n 1 ． X i a o s h a n C a mp u s ，Z h e j i a n g O c e a n U n i v e r s i t y ，H a n g z h o u Z h e j i a n g 3 1 1 2 5 8 ，C h i n a ； 2 ． Z h e j i a n g R a d i o a n d T e l e v i s i o n U n i v e r s i t y ，H a n g z h o u Z h e j i a n g 3 1 0 0 3 0，C h i n a A b s t r a c t T h e h y d r a u l i c p o w e r u n i t H P Ui s i n t e g r a t e d w i t h m o t o r s ，o i l p u m p s ，i n t e gra t e d v a l v e ，p l u g v a l v e b l o c k ，h y d r a u l i c v a l v e s a n d a v a r i e t y o f h y d r a u l i c a t t a c h me n t s s u c h a s a c c u m u l a t o r s ．I t h a s b e e n w i d e l y u s e d i n t h e i n d u s t ri e s o f a u t o m o t i v e e n g i n e e ri n g ，a u t o ma i n t e n a n c e e q u i p me n t ， ma c h i n e t o o l s ，ma c h i n e r y，wa r e h o u s i n g ， l o g i s t i c s ， me d i c al e q u i p me n t ，c o n s t r u c t i o n ma - c h i n e r y a n d p r o d u c t i o n l i n e c o n t r o l e t c ． Ai mi n g a t t h e HP U u s e d i n p u r e e l e c t ric a e rial w o r k p l a t f o r ms ，i t s c h ara c t e r i s t i c s o f p r e s s u r e - fl o w，p r e s s u r e - c u r r e n t ，an d r e s i s t anc e t o p o l l u t i o n a n d d u r a b i l i t y ，a n d o t h e r s ，w e r e a n aly z e d ． I t p r o v i d e s r e f e r e n c e s f o r s e l e c t i n g HP U for a e rial wo r k v e h i c l e s o r o t h e r i n d u s t r i e s ． Ke y wo r d s Hy d r a uli c p o w e r u n i t ；C h ara c t e ri s t i c s a n aly s i s 液压动力单元 H P U 由电机、油泵、集成阀 块、外挂阀块、液压阀及各种液压附件 如蓄能 器等集合而成。与实现同样原理要求的常规液压 站相 比，它具有结构紧凑、体积小、质量轻、效率 高、性能可靠、外形美观、无泄漏、价格便宜等优 点。目前该产品已广泛应用于汽车工程、汽保设备、 机床机具、仓储物流、医疗器械、建筑机械及生产线 控制等行业，正逐渐被越来越多的技术人员所认识并 设计选用。但是与国外同类产品比较，还存在较大的 不足 ，例如寿命短、容积效率低、噪声大等。为此作 者实施了针对纯电动高空作业平台用液压动力单元的 多项试验，为最终选定一款合格的液压动力单元提供 一 定的依据 。 1 连续升降试验 高空作业车用液压动力单元主要具有如下特点 1 升降过程用液压动力单元控制 ，主要特点 是压力大、流量大、升降动作具有间歇性 。 2 转向或驱动用液压动力单元控制，主要特 点是压力较小 、流量小、动作具有连续性 。 针对以上特点，需对液压动力单元进行连续升降 试验，确保在5次连续升降后 ，电机电刷的温度在电 机规定等级之下。 1 ． 1 连 续升 降试验 由于高空作业车使用 2 4 V电瓶为电源供电，在 使用过程中其电流一般为 1 6 0 A，瞬时可能达到 2 5 0 A，因此连续较长时间使用，电机发热就会超过它的 绝缘等级。为明确其升温特性，现模拟高空作业车连 续升降 6个循 环 ，如能在 绝缘 等级 的温度 要求 之下 ， 就认为其满足升温特性要求。高空作业车在升降过程 中，液压动力单元压力一般是由小变大 ，随后减小且 稳定在一定的值 ，如图 1 所示，最大的压力峰值大约 为 1 8 MP a 。为了测试方便 ，同时假想更加恶劣的条 件 ，动力单元直接与溢流阀连接 ，把溢流阀的压力调 置为 1 8 M P a ，持续工作时间与上升时间相同，休息 收稿 日期 2 0 1 2 0 71 6 基金项目2 0 1 2年浙江省教育厅项目 Y 2 0 1 2 2 5 1 2 1 作者简介陈珊珊 1 9 7 8 一 ，女，硕士，讲师，主要从事机械设计 、机械电子工程方面的研究及机电专业的教学工作。 Ema i l s y c 1 2 0 7 3 4 6 7 1 2 6 ． c o m。 7 O 机床与液压 第 4 1 卷 溢流阀7的压力调节至 1 8 M P a ，将直流电源 电压调 节至 2 4 V，打开控制开关，液压动力单元 1开始工 作 ，换向阀 4左位得 电，此时系统压力为 1 8 MP a ， 工作时间 5 0 S ，溢流阀 6得 电，此时系统压力为 8 MP a ，工作时间 1 0 S ，然后停泵休息 1 m i n 。连续工作 5次后 ，停泵休息 2 0 m i n 。这个过程为一个循环，由 程序控制。总共耐久次数为 2 0 0 0 0次。 经过 2 0 0 0 0次耐久后分解 电机，其电机端盖如 图8所示，在耐久过程中测量电机电刷的磨耗量如图 9 所示 ，可知电机磨耗在正常范围内。 图8 耐久后电机端盖图 图9 电刷磨耗图 1 ． 4耐 污染性 能测试 一 方面由于高空车作业车在灰尘和粉尘较多的环 境中工作 ，另一方面动力单元经过一段时间磨合后， 会产生一定的杂质，而液压油的更换有一定的周期， 因此要求动力单元在 N A S 1 2级的条件下 ，能正常工 作一段时间，以满足高空作业车正常作业的需求。 2 总结 通过以上一系列的试验，最终选定了一款合格的 动力单元 ，同时根据试验结果，要求厂家进一步保证 其品质。文中研究 内容为其他厂家选择液压动力提供 了一套切实可行的试验方案。 参考文献 【 1 】 成大先． 机械设计手册 单行本 液压控制[ M ] ． 5版． 北 京 化学工业出版社 ， 2 0 1 0 ． 【 2 】 杨尔庄． 环保节能和液压技术 [ J ] ． 液压气动与密封， 2 0 0 5 5 71 5 ． 【 3 】 冀宏． 电动液压动力单元 的一体化演变[ J ] ． 机床与液 压 ， 2 0 1 1 ， 3 9 1 0 1 1 71 2 0 ． 【 4 】 苏杭 ， 刘延俊．液压与气压传动学习及实验指导[ M] ． 北 京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 7 ． 【 5 】 冀宏 ， 李志峰， 王峥嵘， 等． 液压电机叶片泵样机的性能 试验[ J ] ． 农业机械学报 ， 2 0 1 0 1 1 4 8 5 3 ． 【 6 】 杨殿宝． 实践中的绿色液压技术[ J ] ． 流体传动与控制， 2 0 1 1 5 5 1 5 4 ． 【 7 】 李艳杰 ， 付晓云． 液压传动与控制系统的新型节能技术 探讨[ J ] ． 沈阳理工大学学报， 2 0 1 0 6 3 8 4 2 ． 上接第 1 1 0页 工控机 数据采集及控制模块 ARM 7 oPC DA S e r v e r ST M 3 2 F1 0 3 x C 后 台 通信 线程 oP c 服务器 l Wo r k e r T h r e a d 写 作 寄存 器 下 位 机 自 动 更 新 数 据 包 写 回 调 函 数 读 回 调 函 数 Wr i t e Ca l l b a c k Re a d Ca l l b a c k 上下位机数据 组态变量列表 ●I ●I 转换机制 ● I _ _ ． ． T M T a g s 数 据 更新 组态变量列表 T M T a g s 串口通信控制逻辑 图5 O P C服务器通信数据流图 4结论 针对在我国现阶段中小型企业中，生产控制系 统通常由主流工业 控制器组成 ，造成生产成 本过 高、资源浪费客观现况，设计 了基于组态软件的数 据采集及控制模块 ，旨在降低生产成本，避免资源 浪费。 参考文献 【 1 】郑扬， 陈在平， 李沛然． 基于 Wi n C C的地铁设备监控系统 仿真设计[ J ] ． 天津理工大学学报， 2 0 0 9 ， 2 5 3 7 9 8 1 ． 【 2 】戴丽莉， 杨学深， 张春喜． 基于 S T M 3 2 F 1 0 3的 U S B主机 接口设计[ J ] ． 信息技术， 2 0 1 0 1 2 1 6 81 7 0 ． 【 3 】隋绍勇， 郑维广， 张振邦． 基于 S T M 3 2 F 1 0 3和 n R F 2 4 L 0 1 的近程无线数传系统设计 [ J ] ． 电子元器件应用 ， 2 0 1 0 1 2 1 51 7 ． 【 4 】R A J E S H K M U A R B ， S R I D H A R A N K ， S R I N I V A S A N K ． T h e D e s i g n a n d D e v e l o p me n t o f a W e b - b a s e d D a t a Ac q u i -- s i t i o n S y s t e m[ J ] ． I E E E I n s t u r e t i o n a n d Me a s u r e me n t ， 2 0 0 2 ， 5 1 3 4 2 7 4 3 2 ． 【 5 】 马焉， 陈露萍． 如何在 Wi n C C中使用 O L E控件实现串行 通讯[ J ] ． 工业控制计算机， 2 0 0 1 ， 1 4 1 2 2 5- 2 7 ．