淺析國內液壓測試技術的現狀與發展趨勢論文

0概述

　　液壓測試技術作為液壓元件及液壓系統研制和生產的關鍵技術，是驗證產品性能指標，可靠性，壽命等的重要手段。長期以來，由于國內液壓產品的自主知識產權不多，測試設備的投入較大等因素，液壓測試技術未得到深入的利用和有效的重視。液壓測試設備在軍工行業相對投入較多，在民品領域，尤其是主機單位僅僅只是做一些必要的驗證，甚至很多均只是進行隨主機考核試驗。

　　進入21世紀以來，隨著中國經濟的快速增長，國家發展軍工行業，發展民用高端裝備制造業的決心和能力逐步增強。尤其是2005年金融危機以來，民用主機廠家及液壓專業廠家因轉型升級的需要，自主研發的動力極大提升。在此背景下，液壓技術作為軍民用高端裝備制造業的關鍵技術，得到了比較大的推動。液壓測試技術也因此呈現出較大的發展變化。

1液壓測試技術現狀

　　液壓測試技術經過最近十年的發展，從傳統的以穩態測試為主，僅滿足一些必要的工作應力和環境應力模擬，逐漸過渡到關注動態性能，微觀特性以及系統匹配性能等測試技術。液壓測試設備從手動操作，二次儀表顯示逐步過渡到以計算機為測控中心，兼具數據處理、分析的復雜系統技術。其主要技術特點主要有以下幾個方面。

　　1.1測試設備智能化

　　主要指的是根據通信技術，網絡技術，智能控制技術，信息處理技術等匯集而成的針對液壓測試設備及技術的應用。測試設備智能化的重點及方向主要有下述五個方面。

　　1)執行器件電控化

　　為了實現計算機測控，液壓測試設備的各類控制閥等執行元器件必需實現電控操作。尤其是液壓調節單元和液壓加載單元需要應用比例伺服技術或數字控制技術。比例伺服技術應用較多，響應較快。數字控制技術主要應用在一些高壓場合的溢流閥、節流閥，重復精度較高。

　　2)自診斷技術

　　隨著測試設備的技術越來越復雜，價值越來越高，保護設備和被試產品的安全越來越重要。設備異常報警功能可以保護測試設備的正常運行。故障診斷功能可以幫助一般的技術維護人員也可以及時排除設備故障。同時，產品健康預警技術對被測試產品在測試中的故障先兆可以及時發現識別，報警并停機，避免被試產品徹底損壞，對分析產品的故障癥候尤為關鍵。自診斷技術應該在某些關鍵點采取冗余設計的方法。

　　3)測試工藝自動化

　　測試工藝員可以根據產品的試驗流程，事先設置試驗工藝路線及合格判據。由測試設備根據事先設置的程序進行試驗，減少人員的工作量，避免人為測試誤差的影響。應用于批生產試驗及壽命試驗可以較大提高測試效率及測試質量。

　　4)產品裝夾自動化

　　液壓產品與測試設備的連接較復雜。比如，液壓泵的連接，既要對接傳動軸，又要連接不同的油管。裝拆復雜，費人工，效率低。滴落的油液也不環保。使用自動裝夾的目的主要是減少人員的工作量，提高效率，并達到在裝拆產品過程中油液盡量不溢出。

　　產品自動裝夾系統主要由自動傳送系統，自動對中系統，自動夾緊系統，自動連接管路系統，自動注排油系統等組成。目前歐美國家液壓測試設備僅具備部分自動裝夾功能，如自動夾緊，自動注排油，管路連接使用快換接頭等。日本盛和工業(CSEIWA)的技術較完備，成熟。但待試產品要人工預先裝在專用工裝上，才能進行自動裝夾。實際上并沒有省人工，僅僅只是省了測試設備等待裝拆的時間。中航力源液壓公司近年來致力于研究自動裝夾系統，目前已取得了一些突破，既可以省人工，也更省設備等待裝拆產品時間。該項成果應用在批產試驗臺上將大大提高測試效率。

　　5)儀器儀表在線校驗

　　儀器儀表作為液壓測試設備的檢測系統，測試數據的準確性非常重要。因此，需要定期或不定期進行校驗。傳統的校驗方法需要把各種傳感器、二次儀表拆下來送檢。如果配置的是計算機測試系統，需要拆信號傳感器、板卡等送檢，很不方便。因此，在線校驗測試系統越來越得到用戶的共識，同時還可以消除信號導線不同帶來的微小誤差。在線校驗主要采用比較法進行靜態標定。

　　1.2動態性能測試

　　液壓產品的動態性能測試主要是考核產品對激變因素的響應及調節適應能力，測試產品的動態性能可以為液壓系統匹配提供依據。這就需要測試設備具備模擬激變因素的功能以及測量系統，才能準確地測出產品的動態特性。針對一些響應時間較慢的傳感器，如流量計，可以使用壓力傳感器經換算得到瞬時流量值。動態性能測試常用的測試項目主要有系統阻抗測試，壓力脈動測試，最大瞬時壓力測試，閥啟閉特性測試等。

　　1.3特種試驗

　　針對液壓元件的某一結構或某一性能進行深入的測試研究，便于查找產品缺陷，提高性能。因此，也需要配備專用的特種性能測試設備。比如:研究液壓泵流量脈動的流量脈動測試臺;考核結構強度的壓力脈沖測試臺;研究液壓泵摩擦副的配油盤油膜承載能力測試臺;研究油液清潔度對液壓產品性能、壽命影響的污染耐受度測試臺等等。

　　1.4節能環保技術

　　基于資源的短缺及生態的需要，為促進經濟可持續發展，倡導綠色工業，國家出臺了一系列節約能源和環境保護的法律法規。液壓測試設備也應該充分考慮節能環保技術的應用。

　　1)節能技術

　　長期以來，液壓測試臺對被試產品的加載均使用的是節流或溢流加載。不但造成了加載功率全部損耗，同時因油液吸能溫度升高，還要采取冷卻措施，耗費了大量的能源。尤其是生產企業大批量的生產試驗耗能更多。因此，液壓測試設備需要采用功率回收技術，達到節省能源，降低成本的目的。

　　功率回收技術一般主要有機械功率回收，液壓功率回收，電功率回收三種。機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。由于變頻技術的發展及價格下降，目前電功率回收技術得到了較多的推廣應用。液壓測試臺因既具備能源電動機又具備加載發電機，采用共直流母線的電功率回收方式性價比較高。根據液壓元件及液壓測試系統的效率不同，功率回收效率不盡相同，一般可以達到65%左右，設備運行2-3年即可收回投入成本。

　　2)環保技術

　　液壓元件及系統的環保技術主要涉及三個方面:一是降低工作噪聲。為了避免測試設備本身工作噪聲對被測產品的影響，需要設置專用的噪聲測試間，單獨把被測產品進行隔離測試。目前國內僅有極個別航空航天研究院所具備測試能力，絕大部分的單位均無液壓產品工作狀態下的噪聲測試手段;二是防止滲漏油。主要研究液壓產品的動、靜密封性能，需要配置專用的動、靜密封測試臺;三是環保工作介質的研究。比如:水液壓系統，芬蘭的Tampere工業大學有較成熟的研究，國內浙江大學也有一些研究成果，但要完全取代液壓油還有很多困難。

　　1.5外觀機床化

　　老式的液壓測試設備主要以敞開分布式為主，便于搭建，維護。近年來，隨著集成閥塊的大量應用以及人們對設備安全性，人性化的要求提升。液壓測試臺逐漸向集成化、封閉式的機床化方向發展。