煤矿机械液压综合试验台液压测试系统设计浅析

煤矿机械液压综合试验台液压测试系统设计浅析

闫晶

中国煤炭科工集团太原研究院 山西天地煤机装备有限公司 山西太原 03006

摘要:煤矿机械液压综合试验台是一种重要的测试设备，它能够对煤矿机械设备进行多种性能测试和试验。其中，液压测试系统是煤矿机械液压综合试验台中最关键和最核心的部分之一。因此，设计一套高效、可靠、安全、可扩展性强的煤矿机械液压综合试验台液压测试系统对于提高煤矿机械设备工作安全性具有重要意义。煤矿机械产品质量和安全性能的高低将直接影响到煤矿安全生产。

关键词:煤矿；机械液压综合试验台；液压测试；系统设计

煤矿机械液压综合试验台液压测试系统设计是一个复杂的过程，涉及到机械、电气、液压、控制等多个领域的知识和技术。在设计过程中，需要考虑多种因素，如试验台的精度要求、测试项目的要求、测试数据的处理方法等。同时，还需要考虑系统的可靠性、安全性、可扩展性等方面的问题。本文结合某公司研发的液压综合试验台，针对其液压测试系统进行设计，提高其检测能力和效率，保障其在生产中应用更广泛、更安全、更可靠。

1.试验台设计方案

本试验台为某公司研发的液压综合试验台，用于煤矿机械的产品质量检测，具体测试项目为液压系统压力、流量、泄漏量及其他性能参数。液压系统压力测试采用电液比例阀进行控制，流量测试采用电液比例减压阀进行控制，泄漏量测试采用单向节流阀进行控制。液压系统主要由驱动电机、溢流阀、油泵、控制箱等组成。试验台主要功能是对煤矿机械产品的压力、流量和泄漏量进行检测。为提高试验台的可靠性和稳定性，设计时选用了两个具有相同结构的液压缸，并在其中一个液压缸上设置了信号采集装置，当试验过程中出现异常情况时，可以及时将报警信息发送给监控中心。试验台在进行压力测试时采用了电液比例阀控制压力源，并将压力信号与控制信号进行比较，如果试验过程中出现异常情况，则可以通过控制信号及时停止试验，以保障试验台的可靠性。试验台还具有多种泄漏检测功能，具体包括：泄漏量检测、压力检测、流量检测等。该液压综合试验台具有多种功能，能够对煤矿机械产品进行全方位的测试。主泵负责将液压油输送到液压缸中；溢流阀主要起到缓冲作用，以避免压力冲击；电磁阀主要起到保护作用。在试验过程中，试验系统会产生不同的压力和流量信号，分别由主控计算机、采集模块和压力传感器来接收和传输。在对试验台液压测试系统进行设计时需要注意以下几个问题：（1）根据试验台的工作原理和功能设计合适的控制回路；（2）根据试验台的结构和特点设计合适的传感器；（3）根据试验台的运行方式设计合适的硬件设备。

2.测试系统组成

该液压综合试验台是基于计算机控制的自动测试系统，用于检测煤矿机械液压产品的性能指标，包括压力、流量、温度、扭矩和功率等。其测试系统主要包括硬件和软件两个部分，硬件部分主要由液压站、压力传感器、流量传感器和计算机等组成。软件部分由计算机及其他仪器设备组成，主要包括测试系统操作界面和数据采集软件。（1）液压站：由多路压力传感器和流量传感器组成，用于采集液压站的压力和流量信号；（2）压力传感器：是测量液压系统压力的传感器，对采集到的信号进行放大、滤波、转换处理等处理后，可用于检测液压站的压力；（3）流量传感器：用于检测液压站内液体流量大小，可将流量信号转换为电信号；（4）扭矩传感器：用于检测液压系统扭矩大小；该液压综合试验台可完成6种工况下的试验。测试过程中，压力和流量由计算机自动控制。当压力达到设定值时，计算机发出信号给压力和流量控制器，控制器调节液压泵的流量，以满足试验要求。当压力降至设定值时，控制器发出信号给压力和流量控制器，以防止发生溢流现象。在煤矿机械液压综合试验台的测试中，液压系统需要保持稳定、可靠、无干扰和低噪音的工作状态。因此，测试系统应能承受较大的冲击载荷，具有良好的抗干扰性能和较强的电磁兼容能力。在测试中，应使系统始终工作在最佳状态。该试验系统主要包括设备、传感器、控制器、计算机和其他仪器设备组成。

3.测试系统软件设计

在液压测试系统软件设计中，主要包括人机交互界面设计和数据采集控制模块。人机交互界面设计主要包括参数设置、数据查询、数据导出、曲线绘制等功能，而数据采集控制模块则负责将采集到的数据进行显示和储存，并实现对试验过程中的控制。本文通过分析液压测试系统的组成结构，完成了液压测试系统软件设计。由于液压测试系统检测的内容较多，为了简化软件结构，提高软件运行效率，在进行软件设计时采用模块化设计方法。本系统设计了一套基于虚拟仪器的数据采集和控制模块，在该模块中主要包括：A/D模块、D/A模块、采集控制模块和数据处理模块。其中，A/D模块负责将采集到的数据进行转换和显示，并对采集到的数据进行分析处理；D/A模块负责对A/D转换后的信号进行放大和滤波处理；采集控制模块则负责对A/D转换后的信号进行计数和处理，并将采集到的数字量通过D/A转换后输出；数据处理模块主要是根据A/D转换后的信号对采集到的数据进行计算和处理，并将结果显示在界面中；而数据处理模块则是通过软件算法对采集到的数字量进行计算和处理，并将结果输出至数据显示终端。在该软件系统中，为提高测试效率，实现测试功能多样化、智能化、自动化。设计了一套基于LabVIEW软件开发平台下的液压测试系统软件，该软件系统主要包括：压力、流量、温度、流量等信号显示；设备参数设置；曲线绘制；参数查询；历史数据查看；自动报警等。该软件系统可以实现对煤矿机械液压综合试验台液压系统各种参数和状态信息的实时监控。可以满足不同工况下对液压系统测试要求。

结束语:

综上所述，随着我国经济的快速发展，煤炭行业在我国国民经济中所占的比重越来越大，在这种背景下，对煤矿机械液压综合试验台的要求也越来越高。该系统通过对计算机进行远程控制，并由PLC控制液压元件的启停，实现了对液压元件参数的采集与控制，实现了对液压测试系统的自动化控制和数据采集。该系统可完成对煤矿机械液压综合试验台的多种试验项目进行测试，能够满足煤矿机械液压综合试验台的检测需求。煤矿机械液压综合试验台是检测煤矿机械产品质量和安全性能的重要手段之一，通过对其液压测试系统设计，不仅可以满足煤矿机械液压综合试验台的检测需求，而且为提高我国煤矿安全生产提供了技术保障。

参考文献:

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[2]王松.一种煤矿用液压阀试验台的液压系统设计[J].机械工程与自动化,2021.

[3]党林,燕南飞,代粉蕾,等.煤矿机械用液压元件检测及平台建设研究[J].机电工程技术,2015(6):3.