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民機(jī)強(qiáng)度試驗(yàn)室多臺(tái)液壓油源集成方案設(shè)計(jì)
1 液壓油源方案設(shè)計(jì)
1.1 液壓油源需求分析
以某民機(jī)強(qiáng)度試驗(yàn)室為例，分析其液壓油源的需求。該試驗(yàn)室規(guī)劃的總體試驗(yàn)?zāi)芰椋?br />
1)能夠同時(shí)進(jìn)行兩項(xiàng)部件級靜強(qiáng)度試驗(yàn)和兩項(xiàng)部件級疲勞試驗(yàn)；
2)能同時(shí)開展十項(xiàng)組(元)件級靜強(qiáng)度及疲勞試驗(yàn)。
每項(xiàng)部件級結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)需約250L/min流量的油源能力保障，每項(xiàng)組(元)件級強(qiáng)度試驗(yàn)需約50～100L/min流量的油源能力保障。因此，共需約2000L/min(250×4+100×10=2000)流量的油源能力。
1.2 液壓油源設(shè)計(jì)思路
在總流量達(dá)到2000L/min的前提下，擬采用多臺(tái)液壓油源組合的設(shè)計(jì)思路，更加靈活方便。
首先，當(dāng)該試驗(yàn)室進(jìn)行的試驗(yàn)任務(wù)較少，即液壓流量需求較小時(shí)，可以開啟少數(shù)油源進(jìn)行試驗(yàn)。而當(dāng)該試驗(yàn)室試驗(yàn)任務(wù)增加，即液壓流量需求增大時(shí)，可以開啟多數(shù)甚至全部油源。這樣可以有效節(jié)約試驗(yàn)成本。
其次，采用多臺(tái)液壓油源組合的方式，當(dāng)有油源需要維護(hù)維修時(shí)，其它油源可以正常使用，從而避免影響試驗(yàn)正常進(jìn)行。
1.3 液壓油源組合方式
液壓油源臺(tái)數(shù)偏少，達(dá)不到靈活方便的設(shè)計(jì)目的；而臺(tái)數(shù)偏多，又會(huì)增加占地面積，增加液壓油源間的建設(shè)成本。綜合考慮，該試驗(yàn)室擬采用4臺(tái)油源組合(2臺(tái)額定流量400L/min，2臺(tái)600L/min)的方式，見圖1。
4臺(tái)油源安裝于液壓油源間的中部區(qū)域，液壓油源間的下部區(qū)域設(shè)置地溝，用于安裝液壓油管，將液壓油輸出到液壓油源間外面的試驗(yàn)大廳。
2 多臺(tái)液壓油源集成方案設(shè)計(jì)
2.1 集成方案1
首先介紹集成方案1，如圖2所示，四臺(tái)油源分別通過管路連接到地溝中的1套液壓油管，然后液壓油管經(jīng)由地溝通往并覆蓋試驗(yàn)大廳的試驗(yàn)區(qū)域。
由于地溝內(nèi)只使用了1套液壓油管，該方案實(shí)施和維護(hù)成本較低。此外，由于4臺(tái)油源通過1套液壓油管集成在一起，則4臺(tái)油源可以同步進(jìn)回油，共同用于一個(gè)試驗(yàn)，即可以滿足一個(gè)2000L/min液壓流量需求的試驗(yàn)任務(wù)。
同時(shí)，該方案存在以下弊端：
1)因?yàn)?臺(tái)油源通過1套液壓油管集成在一起，所以要求4臺(tái)油源的品牌規(guī)格盡量一致，否則液壓油源和地溝內(nèi)液壓油管之間的進(jìn)回油可能會(huì)出現(xiàn)問題，進(jìn)而影響油源的正常使用。
2)根據(jù)該試驗(yàn)室的規(guī)劃，多數(shù)情況下會(huì)同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)試驗(yàn)，不同的試驗(yàn)任務(wù)頻率可能不同，共同使用1套液壓油管，相互之間可能存在影響。
對于該試驗(yàn)室，定位是部件級以下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)，基本不會(huì)出現(xiàn)需要4臺(tái)油源共同用于1個(gè)試驗(yàn)的情況。此外，4臺(tái)油源若分步實(shí)施，存在品牌規(guī)格不一致的可能性。因此，“集成方案1”對于該試驗(yàn)室弊大于利。
2.2 集成方案2
“集成方案2”是在“集成方案1”的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，見圖3。地溝中設(shè)計(jì)了4套液壓油管，每套液壓油管分別連接1臺(tái)油源。
該方案使4臺(tái)油源相互獨(dú)立，每臺(tái)油源通過各自的液壓油管，將液壓動(dòng)力輸出到試驗(yàn)大廳。每臺(tái)油源之間進(jìn)回油相互獨(dú)立，既對品牌規(guī)格沒有要求，也不會(huì)影響彼此的試驗(yàn)任務(wù)。
但是，該方案也存在一定弊端：由于試驗(yàn)大廳面積較大，若使每臺(tái)液壓油源的液壓動(dòng)力都覆蓋試驗(yàn)大廳全部試驗(yàn)區(qū)域，就需要使地溝里的4套液壓油管都覆蓋試驗(yàn)大廳，實(shí)施和維護(hù)成本都較高。
因此，可以將試驗(yàn)大廳的試驗(yàn)區(qū)域分成4塊，將每臺(tái)油源對應(yīng)的液壓油管各負(fù)責(zé)1塊試驗(yàn)區(qū)域。但是這樣也會(huì)帶來一個(gè)問題：由于每臺(tái)油源只負(fù)責(zé)1塊試驗(yàn)區(qū)域，若某臺(tái)油源需維護(hù)維修，則該試驗(yàn)區(qū)域無法開展試驗(yàn)。即液壓油源的使用靈活性大大降低。
3 多臺(tái)液壓油源集成方案改進(jìn)
綜上所述，無論是集成方案1，還是集成方案2，對于該試驗(yàn)室的使用需求，都存在著一定的缺陷。因此，綜合這兩種集成方案，提出一種改進(jìn)方案。
如圖4所示，4臺(tái)液壓油源分別通過1個(gè)無管集成的液壓閥組[2]連接到地溝內(nèi)的4套液壓油管，且每臺(tái)液壓油源與對應(yīng)的液壓閥組之間均安裝有截止閥，通過開/關(guān)截止閥，可切換每臺(tái)油源與4套液壓油管的連接/斷開狀態(tài)。同“集成方案2”一樣，4套液壓油管各負(fù)責(zé)試驗(yàn)大廳的1塊試驗(yàn)區(qū)域。但與之不同的是，通過切換截止閥，可以將每臺(tái)液壓油源切換到地溝內(nèi)4套液壓油管的任意1套中，也就是說，每臺(tái)液壓油源的動(dòng)力都能覆蓋到整個(gè)試驗(yàn)大廳。
改進(jìn)后的方案不但使4臺(tái)油源相互獨(dú)立，又可以通過切換截止閥，實(shí)現(xiàn)4臺(tái)油源的集中供油，靈活地覆蓋整個(gè)試驗(yàn)大廳。一定程度上融合“集成方案1”和“集成方案2”的優(yōu)點(diǎn)。
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