节能型液压密封实验台设计

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密封件是液压系统中防止油液泄漏的重要元件，其密封性能和抗磨性能对整个液压系统的可靠性会产生重要影响。目前，对新研制密封元件的检测还缺乏有效的技术手段，普遍采用的方法是：运用通用摩擦磨损试验机对密封材料进行摩擦学试验，主要是检测其摩擦因数、耐磨性等摩擦学性能。由于这种试验的摩擦工况、配副材料、接触表面状况、润滑方式等与密封元件在实际液压系统中的使用情况有很大不同，则用此试验所得出的结果也只能为了解其在实际液压系统中的摩擦学性能提供参考，并且这种试验也无法了解密封元件在实际液压系统中的防渗漏性能，无法评判密封元件的加工装配质量，由此很可能会给机器设备造成严重不良影响。虽然人们也倡密封元件直接装配在被试液压元件(如液压缸)上，并与其-同进行可靠性寿命试验，但其能量损耗较高。另外，有的密封元件生产企业甚至还存在对新生产的密封件产品不经任何检测就直接应用的情况，这样可能会影响机械设备的可靠性水平，也不能为采用此密封元件的用户提供可信的使用寿命数据。

为此，作者设计开发了-种具有自主知识产权与全新结构和原理的节能型密封实验台。

1 结构组成与工作原理1.1 系统组成如图 1所示 ，实验台主要由三大部分组成：-是包括左缸盖2、左导向套3、缸筒5、活塞杆9、活塞l5、右导向套19、右端盖20等零部件的试验油缸；二是包括电磁阀22、变量泵23、安全阀24、过滤器25等元件的试验油缸驱动回路；三是包括蓄能器6，10、截止阀4，7，8，11，21、定量泵 26、溢流阀27、电磁阀28、过滤器29等元件的加载回路。

1.接近传感器 2.左端盖 3.左导向套 4、7、8、11、21.截止阀5.缸筒 6、10.蓄能器 9.活塞杆 12.防尘圈 13、18.支承环14、16、17.被试密封 15.活塞 19.右导向套 2O.右端盖22、28.电磁阀 23.变量泵 24.安全阀 25、29.过滤器26.定量泵 27.溢流阀图1 实验系统原理图缸筒5两端部的外圆面为螺纹结构。沿径向加工4个径向通孑L，并在每个径向通孔处的外圆柱面上各收稿 日期 ：2012.12-21作者简介：陈国安(1963-)，男，湖南安化人，教授，博士，主要从事液压技术、工程机械管理、工程摩擦学等科研和教学工作。

2013年第7期 液压与气动 63焊接-个油管接头。缸筒 5内装有活塞 l5、左导向套3和右导向套 19。

左端盖 2和右端盖20都为圆柱形结构，沿其中轴线加工有孑L径较小的通孔和孔径相对较大的螺纹孔，通过螺纹固定在缸筒两端。

活塞 15与活塞杆9通过 2个钢丝挡圈固定在-起。活塞的外圆柱面的中间位置开有-环形凹槽，并经此凹槽加工有-径向通孔 a，在此凹槽的两侧均加工有用于安装支承环和被试密封 16的多道环槽，被试密封 l6成对安装在凹槽两侧，如果被试元件为唇型圈，则其唇口应对着凹槽。在活塞杆9上加工有相互连通的径向孑L b和轴向孔 C，该径向孔 b与活塞上的径向孔 a相连通。

左导向套 3通过左缸盖 2固定在缸筒 5的左侧内孔中；左导向套 3内孔圆柱面的中间位置开有-环形凹槽，并经此凹槽加工有-径向通孔 d，在此凹槽的两侧均加工有用于安装的支承环 13和被试密封 14的多道环槽，被试密封14成对安装在凹槽两侧，如果被试密封元件为唇型圈，则其唇口应对着凹槽，径向孔 d与缸筒左侧的径向孔和油管接头相连通，左导向套与活塞杆之间还安装有防尘圈 12，与缸筒之间安装有密封圈。

右导向套 19的结构及其与缸筒5和活塞杆9之间的装配关系完全相同于左导向套3的结构及其与缸筒和活塞杆之间的装配关系。

变量泵 23的出口和油箱之间安装有安全阀 24；定量泵26出口与油箱之间安装有电磁溢流阀27；在试验油缸驱动回路中安装有三位四通电磁阀 22和回油过滤器 25；在加载回路中安装有三位四通电磁阀28，回油过滤器29，2个蓄能器 6、10，5个截止阀4、7、8、11、21等。

在用于安装试验油缸的支架上固定有两个接近传感器 l，用其为电磁阀22换向提供信号。

1.2 工作原理先将被试密封 16和被试密封 14、17分别装于活塞 l5和左、右导向套3，19上，按照图1所示原理连接好液压系统～各截止阀4、7、8、11、21都打开，操作电磁换向阀28将压力油引入活塞 15和左、右导向套3、19环形凹槽中，并对蓄能器 6、10进行充液；当油液压力达到设定值时，将截止阀8、21关闭，由蓄能器使被试密封元件处保持所设定的压力值，这时，控制电磁换向阀22使活塞15带动活塞杆9在缸筒5内作轴向往复运动，电磁阀22的换向时机由电控系统根据接近传感器 l给出的信号进行控制。

将截止阀7、8或截止阀 1l、21都关闭，通过观察相应压力表指示数值或所指示数值的变化，即可检测被试密封元件的密封性能，在此基础上，再将截止阀4关闭，则可单独检测左导向套3中被试密封 14或右导向套 19中被试密封 17的密封性能。

将截止阀7、l1关闭，将其它截止阀4、8、2l均打开，使电磁换向阀28处于中位，并根据电控系统给定的延时，使电磁溢流阀 27不断地通电和断电，则可对被试密封元件进行变载冲击试验。

通过电控系统，使电磁换向阀28处于中位时，可使所有被密封元件在同样负载压力下进行试验；使电磁换阀28处于左位或右位时，通过调节电磁溢流阀的调定压力，对活塞处的被试密封元件或活塞杆处的被试密封元件处在不同的负载压力下进行试验。

2 系统元件参数计算设油缸最大运行速度为 V(m/s)，内径为 D(in)，活塞杆径为 d(m)，则所需实际进入油缸的液压油流量 Q，为：Q。孚×(D -d2)× (m。/s)若不考虑系统泄漏，则变量泵 23的最大排量q为：6q1×10gl： 二 (mL/ )2 × nI× .，7v1式中，n 为变量泵的转速(r/min)，7 。为变量泵的容积效率。由上式，并根据油缸最小运行速度，即可确定变量泵排量的调节范围。

由于油缸运行只需克服活塞与缸筒之间的摩擦阻力、活塞杆与左右导向套之间的摩擦阻力以及回油背压所产生的阻力，所以运行阻力小，现设该阻力为 F(N)。则变量泵出口处的油压力P为：p ap (MPaI，J-VlK ) - ×(D - ) 式中，△!P，为变量泵出口至油缸之间的液流压力损失(MPa)，则变量泵所要求的输入功率(即电VlZA)N1为：：4-F-m-x V--10---3'rr-x-Ap-l-V--(D-2---d2-)X-l03(kw) 4r/ l×，7 液压与气动 2013年第7期DOI：10.11832/j.issn.1000-4858.2013.07.020某型飞机起落架加载系统设计李大伟，左子璋，郭 琦Design of Loading System for a Certain Type of Aircraft Landing GearU Da-wei，ZUO Zi-zhang，GUO Qi(中航工业西吧机工业(集团)有限责任公司，陕西 西安 710089)摘 要：根据某型民用飞机起落架收放机构地面模拟加载试验的要求，设计了-套起落架电液伺服加载系统。对该加载系统的工作原理进行了分析，给出了总体方案、结构示意图及液压原理图等，并详细介绍了该加载系统的软、硬件组成及特点。试验结果表明，所设计的加载系统自动化程度、可靠性及控制精度高，便于实现对起落架气动载荷的准确模拟。

关键词：液压；起落架；加栽；自动控制中图分类号：TH137 文献标志码：B 文章编号：1000.4858(2013)07-0064-03引言作为民用飞机研制过程中的-项重要试验项 目，起落架加载系统是起落架控制系统地面模拟试验中不可缺少的设备。起落架加载系统主要用于飞机起收稿日期：2013.12-24作者简介：李大伟(1986-)，男，陕西咸阳人，助工，硕士，主要从事飞机液压传动与控制的科研工作。

对被试密封进行加载实验时，加载回路所需的油液流量都很小，只需要补充系统泄漏和被试密封件的密封性能变差引起泄漏的油液量。相对来讲，做冲击加载实验时，加载回路所需的流量最大；这时主要根据管路容腔(定量泵出口至各被试密封件之间管路所形成的油腔)的大孝受油压作用的变形以及冲击程度等，来确定定量泵 26所应输 出的实际流量 Q (L/min)。若被试密封件试验时所要求的最大压力为P(MPa)，且设定量泵出口至被试密封件间的油流压力损失为 卸：，则定量泵所要求的输入功率(即电机功率)Ⅳ2为：Ⅳ2 (kW)式中， 为定量泵的容积效率，叼 为定量泵的机械效率。根据定量泵26所要求的实际流量 Q ，可得其排量q2为：： (roLlqz ) 而 式中，凡：为定量泵的转速(r/min)。

3 结论(1)对被试密封进行加载时，油液的压力要高；而在驱动运行过程中，所需油液的流量要大。独立设置加载回路和驱动回路，则有效解决了同时出现高压和大流量的高能耗问题 ；(2)加载回路虽然要求油液压力大，但所需的油流量很小，而驱动回路虽然要求有大的油流量，但所需克服的负载很小，因此总体来讲能耗很小；(3)本实验台可满足多种实验工况要求，也能真实地模拟密封件的在实际液压系统中的工作状态，因此用其所得实验数据能真实地反映被试密封件的性能。