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民机强度试验室多台液压油源集成方案设计

时间:2017-08-17      阅读:2521

  1 液压油源方案设计
 
  1.1 液压油源需求分析
 
  以某民机强度试验室为例,分析其液压油源的需求。该试验室规划的总体试验能力为:
 
  1)能够同时进行两项部件级静强度试验和两项部件级疲劳试验;
 
  2)能同时开展十项组(元)件级静强度及疲劳试验。
 
  每项部件级结构强度试验需约250L/min流量的油源能力保障,每项组(元)件级强度试验需约50~100L/min流量的油源能力保障。因此,共需约2000L/min(250×4+100×10=2000)流量的油源能力。
 
  1.2 液压油源设计思路
 
  在总流量达到2000L/min的前提下,拟采用多台液压油源组合的设计思路,更加灵活方便。
 
  首先,当该试验室进行的试验任务较少,即液压流量需求较小时,可以开启少数油源进行试验。而当该试验室试验任务增加,即液压流量需求增大时,可以开启多数甚至全部油源。这样可以有效节约试验成本。
 
  其次,采用多台液压油源组合的方式,当有油源需要维护维修时,其它油源可以正常使用,从而避免影响试验正常进行。
 
  1.3 液压油源组合方式
 
  液压油源台数偏少,达不到灵活方便的设计目的;而台数偏多,又会增加占地面积,增加液压油源间的建设成本。综合考虑,该试验室拟采用4台油源组合(2台额定流量400L/min,2台600L/min)的方式,见图1。
 
  4台油源安装于液压油源间的中部区域,液压油源间的下部区域设置地沟,用于安装液压油管,将液压油输出到液压油源间外面的试验大厅。
 
  2 多台液压油源集成方案设计
 
  2.1 集成方案1
 
  首先介绍集成方案1,如图2所示,四台油源分别通过管路连接到地沟中的1套液压油管,然后液压油管经由地沟通往并覆盖试验大厅的试验区域。
 
  由于地沟内只使用了1套液压油管,该方案实施和维护成本较低。此外,由于4台油源通过1套液压油管集成在一起,则4台油源可以同步进回油,共同用于一个试验,即可以满足一个2000L/min液压流量需求的试验任务。
 
  同时,该方案存在以下弊端:
 
  1)因为4台油源通过1套液压油管集成在一起,所以要求4台油源的品牌规格尽量一致,否则液压油源和地沟内液压油管之间的进回油可能会出现问题,进而影响油源的正常使用。
 
  2)根据该试验室的规划,多数情况下会同时进行多项试验,不同的试验任务频率可能不同,共同使用1套液压油管,相互之间可能存在影响。
 
  对于该试验室,定位是部件级以下结构强度试验,基本不会出现需要4台油源共同用于1个试验的情况。此外,4台油源若分步实施,存在品牌规格不一致的可能性。因此,“集成方案1”对于该试验室弊大于利。
 
  2.2 集成方案2
 
  “集成方案2”是在“集成方案1”的基础上进行改造,见图3。地沟中设计了4套液压油管,每套液压油管分别连接1台油源。
 
  该方案使4台油源相互独立,每台油源通过各自的液压油管,将液压动力输出到试验大厅。每台油源之间进回油相互独立,既对品牌规格没有要求,也不会影响彼此的试验任务。
 
  但是,该方案也存在一定弊端:由于试验大厅面积较大,若使每台液压油源的液压动力都覆盖试验大厅全部试验区域,就需要使地沟里的4套液压油管都覆盖试验大厅,实施和维护成本都较高。
 
  因此,可以将试验大厅的试验区域分成4块,将每台油源对应的液压油管各负责1块试验区域。但是这样也会带来一个问题:由于每台油源只负责1块试验区域,若某台油源需维护维修,则该试验区域无法开展试验。即液压油源的使用灵活性大大降低。
 
  3 多台液压油源集成方案改进
 
  综上所述,无论是集成方案1,还是集成方案2,对于该试验室的使用需求,都存在着一定的缺陷。因此,综合这两种集成方案,提出一种改进方案。
 
  如图4所示,4台液压油源分别通过1个无管集成的液压阀组[2]连接到地沟内的4套液压油管,且每台液压油源与对应的液压阀组之间均安装有截止阀,通过开/关截止阀,可切换每台油源与4套液压油管的连接/断开状态。同“集成方案2”一样,4套液压油管各负责试验大厅的1块试验区域。但与之不同的是,通过切换截止阀,可以将每台液压油源切换到地沟内4套液压油管的任意1套中,也就是说,每台液压油源的动力都能覆盖到整个试验大厅。
 
  改进后的方案不但使4台油源相互独立,又可以通过切换截止阀,实现4台油源的集中供油,灵活地覆盖整个试验大厅。一定程度上融合“集成方案1”和“集成方案2”的优点。
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