淺析國(guó)內(nèi)液壓測(cè)試技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)論文

0概述

　　液壓測(cè)試技術(shù)作為液壓元件及液壓系統(tǒng)研制和生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，是驗(yàn)證產(chǎn)品性能指標(biāo)，可靠性，壽命等的重要手段。長(zhǎng)期以來(lái)，由于國(guó)內(nèi)液壓產(chǎn)品的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)不多，測(cè)試設(shè)備的投入較大等因素，液壓測(cè)試技術(shù)未得到深入的利用和有效的重視。液壓測(cè)試設(shè)備在軍工行業(yè)相對(duì)投入較多，在民品領(lǐng)域，尤其是主機(jī)單位僅僅只是做一些必要的驗(yàn)證，甚至很多均只是進(jìn)行隨主機(jī)考核試驗(yàn)。

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，國(guó)家發(fā)展軍工行業(yè)，發(fā)展民用高端裝備制造業(yè)的決心和能力逐步增強(qiáng)。尤其是2005年金融危機(jī)以來(lái)，民用主機(jī)廠家及液壓專業(yè)廠家因轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要，自主研發(fā)的動(dòng)力極大提升。在此背景下，液壓技術(shù)作為軍民用高端裝備制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，得到了比較大的推動(dòng)。液壓測(cè)試技術(shù)也因此呈現(xiàn)出較大的發(fā)展變化。

1液壓測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀

　　液壓測(cè)試技術(shù)經(jīng)過(guò)最近十年的發(fā)展，從傳統(tǒng)的以穩(wěn)態(tài)測(cè)試為主，僅滿足一些必要的工作應(yīng)力和環(huán)境應(yīng)力模擬，逐漸過(guò)渡到關(guān)注動(dòng)態(tài)性能，微觀特性以及系統(tǒng)匹配性能等測(cè)試技術(shù)。液壓測(cè)試設(shè)備從手動(dòng)操作，二次儀表顯示逐步過(guò)渡到以計(jì)算機(jī)為測(cè)控中心，兼具數(shù)據(jù)處理、分析的復(fù)雜系統(tǒng)技術(shù)。其主要技術(shù)特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

　　1.1測(cè)試設(shè)備智能化

　　主要指的是根據(jù)通信技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，智能控制技術(shù)，信息處理技術(shù)等匯集而成的針對(duì)液壓測(cè)試設(shè)備及技術(shù)的應(yīng)用。測(cè)試設(shè)備智能化的重點(diǎn)及方向主要有下述五個(gè)方面。

　　1)執(zhí)行器件電控化

　　為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)測(cè)控，液壓測(cè)試設(shè)備的各類控制閥等執(zhí)行元器件必需實(shí)現(xiàn)電控操作。尤其是液壓調(diào)節(jié)單元和液壓加載單元需要應(yīng)用比例伺服技術(shù)或數(shù)字控制技術(shù)。比例伺服技術(shù)應(yīng)用較多，響應(yīng)較快。數(shù)字控制技術(shù)主要應(yīng)用在一些高壓場(chǎng)合的溢流閥、節(jié)流閥，重復(fù)精度較高。

　　2)自診斷技術(shù)

　　隨著測(cè)試設(shè)備的技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜，價(jià)值越來(lái)越高，保護(hù)設(shè)備和被試產(chǎn)品的安全越來(lái)越重要。設(shè)備異常報(bào)警功能可以保護(hù)測(cè)試設(shè)備的正常運(yùn)行。故障診斷功能可以幫助一般的技術(shù)維護(hù)人員也可以及時(shí)排除設(shè)備故障。同時(shí)，產(chǎn)品健康預(yù)警技術(shù)對(duì)被測(cè)試產(chǎn)品在測(cè)試中的故障先兆可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)識(shí)別，報(bào)警并停機(jī)，避免被試產(chǎn)品徹底損壞，對(duì)分析產(chǎn)品的故障癥候尤為關(guān)鍵。自診斷技術(shù)應(yīng)該在某些關(guān)鍵點(diǎn)采取冗余設(shè)計(jì)的方法。

　　3)測(cè)試工藝自動(dòng)化

　　測(cè)試工藝員可以根據(jù)產(chǎn)品的試驗(yàn)流程，事先設(shè)置試驗(yàn)工藝路線及合格判據(jù)。由測(cè)試設(shè)備根據(jù)事先設(shè)置的程序進(jìn)行試驗(yàn)，減少人員的工作量，避免人為測(cè)試誤差的影響。應(yīng)用于批生產(chǎn)試驗(yàn)及壽命試驗(yàn)可以較大提高測(cè)試效率及測(cè)試質(zhì)量。

　　4)產(chǎn)品裝夾自動(dòng)化

　　液壓產(chǎn)品與測(cè)試設(shè)備的連接較復(fù)雜。比如，液壓泵的連接，既要對(duì)接傳動(dòng)軸，又要連接不同的油管。裝拆復(fù)雜，費(fèi)人工，效率低。滴落的油液也不環(huán)保。使用自動(dòng)裝夾的目的主要是減少人員的工作量，提高效率，并達(dá)到在裝拆產(chǎn)品過(guò)程中油液盡量不溢出。

　　產(chǎn)品自動(dòng)裝夾系統(tǒng)主要由自動(dòng)傳送系統(tǒng)，自動(dòng)對(duì)中系統(tǒng)，自動(dòng)夾緊系統(tǒng)，自動(dòng)連接管路系統(tǒng)，自動(dòng)注排油系統(tǒng)等組成。目前歐美國(guó)家液壓測(cè)試設(shè)備僅具備部分自動(dòng)裝夾功能，如自動(dòng)夾緊，自動(dòng)注排油，管路連接使用快換接頭等。日本盛和工業(yè)(CSEIWA)的技術(shù)較完備，成熟。但待試產(chǎn)品要人工預(yù)先裝在專用工裝上，才能進(jìn)行自動(dòng)裝夾。實(shí)際上并沒(méi)有省人工，僅僅只是省了測(cè)試設(shè)備等待裝拆的時(shí)間。中航力源液壓公司近年來(lái)致力于研究自動(dòng)裝夾系統(tǒng)，目前已取得了一些突破，既可以省人工，也更省設(shè)備等待裝拆產(chǎn)品時(shí)間。該項(xiàng)成果應(yīng)用在批產(chǎn)試驗(yàn)臺(tái)上將大大提高測(cè)試效率。

　　5)儀器儀表在線校驗(yàn)

　　儀器儀表作為液壓測(cè)試設(shè)備的檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性非常重要。因此，需要定期或不定期進(jìn)行校驗(yàn)。傳統(tǒng)的校驗(yàn)方法需要把各種傳感器、二次儀表拆下來(lái)送檢。如果配置的是計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，需要拆信號(hào)傳感器、板卡等送檢，很不方便。因此，在線校驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)越來(lái)越得到用戶的共識(shí)，同時(shí)還可以消除信號(hào)導(dǎo)線不同帶來(lái)的微小誤差。在線校驗(yàn)主要采用比較法進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定。

　　1.2動(dòng)態(tài)性能測(cè)試

　　液壓產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)性能測(cè)試主要是考核產(chǎn)品對(duì)激變因素的響應(yīng)及調(diào)節(jié)適應(yīng)能力，測(cè)試產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)性能可以為液壓系統(tǒng)匹配提供依據(jù)。這就需要測(cè)試設(shè)備具備模擬激變因素的功能以及測(cè)量系統(tǒng)，才能準(zhǔn)確地測(cè)出產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)特性。針對(duì)一些響應(yīng)時(shí)間較慢的傳感器，如流量計(jì)，可以使用壓力傳感器經(jīng)換算得到瞬時(shí)流量值。動(dòng)態(tài)性能測(cè)試常用的測(cè)試項(xiàng)目主要有系統(tǒng)阻抗測(cè)試，壓力脈動(dòng)測(cè)試，最大瞬時(shí)壓力測(cè)試，閥啟閉特性測(cè)試等。

　　1.3特種試驗(yàn)

　　針對(duì)液壓元件的某一結(jié)構(gòu)或某一性能進(jìn)行深入的測(cè)試研究，便于查找產(chǎn)品缺陷，提高性能。因此，也需要配備專用的特種性能測(cè)試設(shè)備。比如:研究液壓泵流量脈動(dòng)的流量脈動(dòng)測(cè)試臺(tái);考核結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的壓力脈沖測(cè)試臺(tái);研究液壓泵摩擦副的配油盤(pán)油膜承載能力測(cè)試臺(tái);研究油液清潔度對(duì)液壓產(chǎn)品性能、壽命影響的污染耐受度測(cè)試臺(tái)等等。

　　1.4節(jié)能環(huán)保技術(shù)

　　基于資源的短缺及生態(tài)的需要，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，倡導(dǎo)綠色工業(yè)，國(guó)家出臺(tái)了一系列節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)。液壓測(cè)試設(shè)備也應(yīng)該充分考慮節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用。

　　1)節(jié)能技術(shù)

　　長(zhǎng)期以來(lái)，液壓測(cè)試臺(tái)對(duì)被試產(chǎn)品的加載均使用的是節(jié)流或溢流加載。不但造成了加載功率全部損耗，同時(shí)因油液吸能溫度升高，還要采取冷卻措施，耗費(fèi)了大量的能源。尤其是生產(chǎn)企業(yè)大批量的生產(chǎn)試驗(yàn)耗能更多。因此，液壓測(cè)試設(shè)備需要采用功率回收技術(shù)，達(dá)到節(jié)省能源，降低成本的目的。

　　功率回收技術(shù)一般主要有機(jī)械功率回收，液壓功率回收，電功率回收三種。機(jī)械功率回收和液壓功率回收適用范圍較窄，控制不便，較少使用。由于變頻技術(shù)的發(fā)展及價(jià)格下降，目前電功率回收技術(shù)得到了較多的推廣應(yīng)用。液壓測(cè)試臺(tái)因既具備能源電動(dòng)機(jī)又具備加載發(fā)電機(jī)，采用共直流母線的電功率回收方式性價(jià)比較高。根據(jù)液壓元件及液壓測(cè)試系統(tǒng)的效率不同，功率回收效率不盡相同，一般可以達(dá)到65%左右，設(shè)備運(yùn)行2-3年即可收回投入成本。

　　2)環(huán)保技術(shù)

　　液壓元件及系統(tǒng)的環(huán)保技術(shù)主要涉及三個(gè)方面:一是降低工作噪聲。為了避免測(cè)試設(shè)備本身工作噪聲對(duì)被測(cè)產(chǎn)品的影響，需要設(shè)置專用的噪聲測(cè)試間，單獨(dú)把被測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行隔離測(cè)試。目前國(guó)內(nèi)僅有極個(gè)別航空航天研究院所具備測(cè)試能力，絕大部分的單位均無(wú)液壓產(chǎn)品工作狀態(tài)下的噪聲測(cè)試手段;二是防止?jié)B漏油。主要研究液壓產(chǎn)品的動(dòng)、靜密封性能，需要配置專用的動(dòng)、靜密封測(cè)試臺(tái);三是環(huán)保工作介質(zhì)的研究。比如:水液壓系統(tǒng)，芬蘭的Tampere工業(yè)大學(xué)有較成熟的研究，國(guó)內(nèi)浙江大學(xué)也有一些研究成果，但要完全取代液壓油還有很多困難。

　　1.5外觀機(jī)床化

　　老式的液壓測(cè)試設(shè)備主要以敞開(kāi)分布式為主，便于搭建，維護(hù)。近年來(lái)，隨著集成閥塊的大量應(yīng)用以及人們對(duì)設(shè)備安全性，人性化的要求提升。液壓測(cè)試臺(tái)逐漸向集成化、封閉式的機(jī)床化方向發(fā)展。