浅析国内液压测试技术的现状与发展趋势论文

浅析国内液压测试技术的现状与发展趋势论文

0概述

　　液压测试技术作为液压元件及液压系统研制和生产的关键技术，是验证产品性能指标，可靠性，寿命等的重要手段。长期以来，由于国内液压产品的自主知识产权不多，测试设备的投入较大等因素，液压测试技术未得到深入的利用和有效的重视。液压测试设备在军工行业相对投入较多，在民品领域，尤其是主机单位仅仅只是做一些必要的验证，甚至很多均只是进行随主机考核试验。

　　进入21世纪以来，随着中国经济的快速增长，国家发展军工行业，发展民用高端装备制造业的决心和能力逐步增强。尤其是2005年金融危机以来，民用主机厂家及液压专业厂家因转型升级的需要，自主研发的动力极大提升。在此背景下，液压技术作为军民用高端装备制造业的关键技术，得到了比较大的推动。液压测试技术也因此呈现出较大的发展变化。

1液压测试技术现状

　　液压测试技术经过最近十年的发展，从传统的以稳态测试为主，仅满足一些必要的工作应力和环境应力模拟，逐渐过渡到关注动态性能，微观特性以及系统匹配性能等测试技术。液压测试设备从手动操作，二次仪表显示逐步过渡到以计算机为测控中心，兼具数据处理、分析的复杂系统技术。其主要技术特点主要有以下几个方面。

　　1.1测试设备智能化

　　主要指的是根据通信技术，网络技术，智能控制技术，信息处理技术等汇集而成的针对液压测试设备及技术的应用。测试设备智能化的重点及方向主要有下述五个方面。

　　1)执行器件电控化

　　为了实现计算机测控，液压测试设备的各类控制阀等执行元器件必需实现电控操作。尤其是液压调节单元和液压加载单元需要应用比例伺服技术或数字控制技术。比例伺服技术应用较多，响应较快。数字控制技术主要应用在一些高压场合的溢流阀、节流阀，重复精度较高。

　　2)自诊断技术

　　随着测试设备的技术越来越复杂，价值越来越高，保护设备和被试产品的安全越来越重要。设备异常报警功能可以保护测试设备的正常运行。故障诊断功能可以帮助一般的技术维护人员也可以及时排除设备故障。同时，产品健康预警技术对被测试产品在测试中的故障先兆可以及时发现识别，报警并停机，避免被试产品彻底损坏，对分析产品的故障症候尤为关键。自诊断技术应该在某些关键点采取冗余设计的方法。

　　3)测试工艺自动化

　　测试工艺员可以根据产品的试验流程，事先设置试验工艺路线及合格判据。由测试设备根据事先设置的程序进行试验，减少人员的工作量，避免人为测试误差的影响。应用于批生产试验及寿命试验可以较大提高测试效率及测试质量。

　　4)产品装夹自动化

　　液压产品与测试设备的连接较复杂。比如，液压泵的连接，既要对接传动轴，又要连接不同的油管。装拆复杂，费人工，效率低。滴落的油液也不环保。使用自动装夹的目的主要是减少人员的工作量，提高效率，并达到在装拆产品过程中油液尽量不溢出。

　　产品自动装夹系统主要由自动传送系统，自动对中系统，自动夹紧系统，自动连接管路系统，自动注排油系统等组成。目前欧美国家液压测试设备仅具备部分自动装夹功能，如自动夹紧，自动注排油，管路连接使用快换接头等。日本盛和工业(CSEIWA)的技术较完备，成熟。但待试产品要人工预先装在专用工装上，才能进行自动装夹。实际上并没有省人工，仅仅只是省了测试设备等待装拆的时间。中航力源液压公司近年来致力于研究自动装夹系统，目前已取得了一些突破，既可以省人工，也更省设备等待装拆产品时间。该项成果应用在批产试验台上将大大提高测试效率。

　　5)仪器仪表在线校验

　　仪器仪表作为液压测试设备的检测系统，测试数据的准确性非常重要。因此，需要定期或不定期进行校验。传统的校验方法需要把各种传感器、二次仪表拆下来送检。如果配置的是计算机测试系统，需要拆信号传感器、板卡等送检，很不方便。因此，在线校验测试系统越来越得到用户的共识，同时还可以消除信号导线不同带来的微小误差。在线校验主要采用比较法进行静态标定。

　　1.2动态性能测试

　　液压产品的动态性能测试主要是考核产品对激变因素的响应及调节适应能力，测试产品的动态性能可以为液压系统匹配提供依据。这就需要测试设备具备模拟激变因素的功能以及测量系统，才能准确地测出产品的动态特性。针对一些响应时间较慢的传感器，如流量计，可以使用压力传感器经换算得到瞬时流量值。动态性能测试常用的测试项目主要有系统阻抗测试，压力脉动测试，最大瞬时压力测试，阀启闭特性测试等。

　　1.3特种试验

　　针对液压元件的某一结构或某一性能进行深入的测试研究，便于查找产品缺陷，提高性能。因此，也需要配备专用的特种性能测试设备。比如:研究液压泵流量脉动的流量脉动测试台;考核结构强度的压力脉冲测试台;研究液压泵摩擦副的配油盘油膜承载能力测试台;研究油液清洁度对液压产品性能、寿命影响的污染耐受度测试台等等。

　　1.4节能环保技术

　　基于资源的短缺及生态的需要，为促进经济可持续发展，倡导绿色工业，国家出台了一系列节约能源和环境保护的法律法规。液压测试设备也应该充分考虑节能环保技术的应用。

　　1)节能技术

　　长期以来，液压测试台对被试产品的加载均使用的是节流或溢流加载。不但造成了加载功率全部损耗，同时因油液吸能温度升高，还要采取冷却措施，耗费了大量的能源。尤其是生产企业大批量的生产试验耗能更多。因此，液压测试设备需要采用功率回收技术，达到节省能源，降低成本的目的。

　　功率回收技术一般主要有机械功率回收，液压功率回收，电功率回收三种。机械功率回收和液压功率回收适用范围较窄，控制不便，较少使用。由于变频技术的发展及价格下降，目前电功率回收技术得到了较多的推广应用。液压测试台因既具备能源电动机又具备加载发电机，采用共直流母线的电功率回收方式性价比较高。根据液压元件及液压测试系统的效率不同，功率回收效率不尽相同，一般可以达到65%左右，设备运行2-3年即可收回投入成本。

　　2)环保技术

　　液压元件及系统的环保技术主要涉及三个方面:一是降低工作噪声。为了避免测试设备本身工作噪声对被测产品的影响，需要设置专用的噪声测试间，单独把被测产品进行隔离测试。目前国内仅有极个别航空航天研究院所具备测试能力，绝大部分的单位均无液压产品工作状态下的噪声测试手段;二是防止渗漏油。主要研究液压产品的动、静密封性能，需要配置专用的动、静密封测试台;三是环保工作介质的研究。比如:水液压系统，芬兰的Tampere工业大学有较成熟的研究，国内浙江大学也有一些研究成果，但要完全取代液压油还有很多困难。

　　1.5外观机床化

　　老式的液压测试设备主要以敞开分布式为主，便于搭建，维护。近年来，随着集成阀块的大量应用以及人们对设备安全性，人性化的要求提升。液压测试台逐渐向集成化、封闭式的机床化方向发展。