長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗的測試系統(tǒng)技術(shù)方案

一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗測試系統(tǒng)，應(yīng)用于工程機(jī)械的流體能量損耗預(yù)測試。以起重機(jī)作為試驗(yàn)臺、軟管卷盤機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪、斗架和信息采集及控制設(shè)備，另外采用一導(dǎo)向輪和軟管(11)，以起重機(jī)試驗(yàn)臺為基礎(chǔ)將軟管卷盤機(jī)構(gòu)、模擬斗架、導(dǎo)向輪等部件都安裝于起重機(jī)試驗(yàn)臺上。所述起重機(jī)試驗(yàn)臺(4)用混凝土(1)固定于基礎(chǔ)，起重機(jī)試驗(yàn)臺(4)作為主機(jī)為高壓長距離多層卷繞液壓軟管(11)提供變量油源；同時(shí)起重機(jī)試驗(yàn)臺為整個(gè)系統(tǒng)提供支架平臺，卷盤機(jī)構(gòu)安裝于起重機(jī)試驗(yàn)臺的最后，等等。獲得測試精確的損耗模型，調(diào)節(jié)最合理的參數(shù)配置，使得對工程實(shí)際應(yīng)用有著指導(dǎo)意義。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗的測試系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及工程機(jī)械
，特別是一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損 耗的測試，應(yīng)用于工程機(jī)械的流體能量損耗預(yù)測試。
技術(shù)介紹
目前，在工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對于主機(jī)運(yùn)動且運(yùn)動距離較長的 工程機(jī)械，普遍采用軟管卷盤機(jī)構(gòu)進(jìn)行液壓油的輸送，因?yàn)檫@樣能最大程度地縮小整機(jī)的 外形尺寸。由于資金等原因，通常情況下對于此類機(jī)械的調(diào)試都是在已拼裝完成的整機(jī)上 進(jìn)行，在整機(jī)工作的情況下調(diào)試必然受到外部工作環(huán)境的影響，造成較高的能源消耗和人 力資源的成本，在工作環(huán)境惡劣的情況下，調(diào)試效率更是無法保證。 本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)并無公開過模擬實(shí)驗(yàn)研宄方法及其實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，尚為空白。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗的實(shí)驗(yàn)測試 系統(tǒng)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)給出的技術(shù)方案為： 一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗測試系統(tǒng)，其特征在于，以起重機(jī)作 為試驗(yàn)臺、軟管卷盤機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪、斗架和信息采集及控制設(shè)備，另外采用一導(dǎo)向輪和軟管 (11)，以起重機(jī)試驗(yàn)臺為基礎(chǔ)將軟管卷盤機(jī)構(gòu)、模擬斗架、導(dǎo)向輪等部件都安裝于起重機(jī)試 驗(yàn)臺上，其中： 所述起重機(jī)試驗(yàn)臺（4)用混凝土（1)固定于基礎(chǔ)，起重機(jī)試驗(yàn)臺（4)作為主機(jī)為 高壓長距離多層卷繞液壓軟管（11)提供變量油源；同時(shí)起重機(jī)試驗(yàn)臺為整個(gè)系統(tǒng)提供支 架平臺，卷盤機(jī)構(gòu)安裝于起重機(jī)試驗(yàn)臺的最后，導(dǎo)向輪安裝于起重機(jī)主臂架頂端，模擬斗架 安裝于液壓軟管的垂直自由端。 所述卷盤機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動軟管，為實(shí)驗(yàn)的需要調(diào)整軟管的X、Y比例；X為卷盤機(jī)構(gòu) 的圈長總長度，Y為導(dǎo)向輪兩側(cè)的線長總長度。卷盤機(jī)構(gòu)設(shè)置位置與起重機(jī)試驗(yàn)臺主臂架 延長線重合，使得卷盤上的液壓軟管及多芯電纜能沿主臂架上方順利輸送至模擬斗架上。 所述導(dǎo)向輪，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要可以調(diào)整軟管布線方向，以適應(yīng)模擬軟管水平或者呈 角度垂直向下兩種不同的工作方式。 所述模擬斗架用來模擬執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 所述軟管（11)，包括輸油管和回油管，所述輸油管用于連接及傳輸油泵出口處的 供油起點(diǎn)和到達(dá)模擬斗架入口處的終點(diǎn)，總長度由卷長X和線長Y組成；所述回油管用于連 接1?擬斗架出口和主機(jī)油源。 所述信息采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括兩組傳感器、用于傳輸采集數(shù)據(jù)的多芯電線膠 管（9)、對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的主機(jī)：通過在起重機(jī)泵出口處安裝的壓力傳感器（17)、 溫度傳感器（15);模擬斗架（2)上安裝的流量傳感器（16)、壓力傳感器（17)、溫度傳感器 (15)獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變化。多芯電線膠管（9) 一端與模擬斗架（2)上的接線柱（8)連接，用來傳輸比例溢流閥（7)的控制信號、采集模擬 斗架（2)上安裝的流量傳感器（16)、壓力傳感器（17)、溫度傳感器（15)的信號以及為上述 器件供電；其另一端經(jīng)主軸中心孔（24)連接至集電環(huán)（28)，再接到數(shù)據(jù)采集及控制儀器。 上述一根多芯電線膠管（9)、一根回油長距離多層卷繞液壓軟管（10)、一根高壓 長距離多層卷繞液壓軟管（11)，三者為外徑相同的管道，三者并排纏繞于軟管卷盤機(jī)構(gòu)的 卷盤上。 所述液壓回路以起重機(jī)試驗(yàn)臺提供變量油源，用液壓軟管連接至回轉(zhuǎn)接頭，液壓 油通過主軸中的油道、液壓管道后與卷盤上的長距離液壓軟管相連，經(jīng)多圈纏繞后，跨過導(dǎo) 向輪，與模擬斗架上的隔壁式液壓接頭相連，再連接流量傳感器、斗上閥塊，斗上閥塊含有 比例溢流閥，比例溢流閥回油口由長距離液壓軟管輸送回軟管卷盤機(jī)構(gòu)，按照與進(jìn)油路對 稱的結(jié)構(gòu)返回起重機(jī)試驗(yàn)臺。 通過在起重機(jī)泵出口安裝的壓力、溫度傳感器以及模擬斗架上安裝的流量、壓力、 溫度傳感器獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變化；通過在起重 機(jī)泵出口安裝的壓力傳感器17、溫度傳感器15以及模擬斗架上2安裝的流量傳感器16、溫 度傳感器15、壓力傳感器17獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變 化。為此，本專利技術(shù)計(jì)算長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗的公式，分別為多層卷繞段和 直線段壓力損失之和： 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗測試系統(tǒng)，其特征在于，以起重機(jī)作為試驗(yàn)臺、軟管卷盤機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪、斗架和信息采集及控制設(shè)備，另外采用一導(dǎo)向輪和軟管(11)，以起重機(jī)試驗(yàn)臺為基礎(chǔ)將軟管卷盤機(jī)構(gòu)、模擬斗架、導(dǎo)向輪等部件都安裝于起重機(jī)試驗(yàn)臺上，其中：所述起重機(jī)試驗(yàn)臺(4)用混凝土(1)固定于基礎(chǔ)，起重機(jī)試驗(yàn)臺(4)作為主機(jī)為高壓長距離多層卷繞液壓軟管(11)提供變量油源；同時(shí)起重機(jī)試驗(yàn)臺為整個(gè)系統(tǒng)提供支架平臺，卷盤機(jī)構(gòu)安裝于起重機(jī)試驗(yàn)臺的最后，導(dǎo)向輪安裝于起重機(jī)主臂架頂端，模擬斗架安裝于液壓軟管的垂直自由端；所述卷盤機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動軟管，為實(shí)驗(yàn)的需要調(diào)整軟管的X、Y比例；X為卷盤機(jī)構(gòu)的圈長總長度，Y為導(dǎo)向輪兩側(cè)的線長總長度；卷盤機(jī)構(gòu)設(shè)置位置與起重機(jī)試驗(yàn)臺主臂架延長線重合；所述導(dǎo)向輪，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)整軟管布線方向；所述模擬斗架用來模擬執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述軟管(11)，包括輸油管和回油管，所述輸油管用于連接及傳輸油泵出口處的供油起點(diǎn)和到達(dá)模擬斗架入口處的終點(diǎn)，總長度由卷長X和線長Y組成；所述回油管用于連接模擬斗架出口和主機(jī)油源；所述信息采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括兩組傳感器、用于傳輸采集數(shù)據(jù)的多芯電線膠管(9)、對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的主機(jī)：通過在起重機(jī)泵出口處安裝的壓力傳感器(17)、溫度傳感器(15)；模擬斗架(2)上安裝的流量傳感器(16)、壓力傳感器(17)、溫度傳感器(15)獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變化；多芯電線膠管(9)一端與模擬斗架(2)上的接線柱(8)連接，用來傳輸比例溢流閥(7)的控制信號、采集模擬斗架(2)上安裝的流量傳感器(16)、壓力傳感器(17)、溫度傳感器(15)的信號以及為上述器件供電；其另一端經(jīng)主軸中心孔(24)連接至集電環(huán)(28)，再接到數(shù)據(jù)采集及控制儀器；上述一根多芯電線膠管(9)、一根回油長距離多層卷繞液壓軟管(10)、一根高壓長距離多層卷繞液壓軟管(11)，三者為外徑相同的管道，三者并排纏繞于軟管卷盤機(jī)構(gòu)的卷盤上；通過在起重機(jī)泵出口安裝的壓力、溫度傳感器以及模擬斗架上安裝的流量、壓力、溫度傳感器獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變化；通過在起重機(jī)泵出口安裝的壓力傳感器17、溫度傳感器15以及模擬斗架上2安裝的流量傳感器16、溫度傳感器15、壓力傳感器17獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫度變化，計(jì)算長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗的公式，分別為多層卷繞段和直線段壓力損失之和：Δp=(Kcμlcπd3aln(aθR0+1)+Ksμlsπd4)Q]]>其中：Δp為多層卷繞液壓軟管進(jìn)出口的總壓力差，pa；Q為多層卷繞液壓軟管中的流量，m3/s；Kc為多層卷繞段的常系數(shù)；μ為流體的動力粘度，kg/m·s；lc為多層卷繞液壓軟管總長度，m；d為液壓軟管的通徑，m；d0為液壓軟管的外徑，m；θ為卷繞弧度，rad；R0為初始卷繞的最小半徑，m；Ks為多直線段的常系數(shù)；ls為直線段液壓軟管總長度，m。...

【技術(shù)特征摘要】
1. 一種長距離多層卷繞液壓軟管流體能量損耗測試系統(tǒng)，其特征在于，以起重機(jī)作 為試驗(yàn)臺、軟管卷盤機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪、斗架和信息采集及控制設(shè)備，另外采用一導(dǎo)向輪和軟管 (11)，以起重機(jī)試驗(yàn)臺為基礎(chǔ)將軟管卷盤機(jī)構(gòu)、模擬斗架、導(dǎo)向輪等部件都安裝于起重機(jī)試 驗(yàn)臺上，其中： 所述起重機(jī)試驗(yàn)臺（4)用混凝土（1)固定于基礎(chǔ)，起重機(jī)試驗(yàn)臺（4)作為主機(jī)為高壓 長距離多層卷繞液壓軟管（11)提供變量油源；同時(shí)起重機(jī)試驗(yàn)臺為整個(gè)系統(tǒng)提供支架平 臺，卷盤機(jī)構(gòu)安裝于起重機(jī)試驗(yàn)臺的最后，導(dǎo)向輪安裝于起重機(jī)主臂架頂端，模擬斗架安裝 于液壓軟管的垂直自由端； 所述卷盤機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動軟管，為實(shí)驗(yàn)的需要調(diào)整軟管的X、Y比例；X為卷盤機(jī)構(gòu)的圈 長總長度，Y為導(dǎo)向輪兩側(cè)的線長總長度；卷盤機(jī)構(gòu)設(shè)置位置與起重機(jī)試驗(yàn)臺主臂架延長 線重合； 所述導(dǎo)向輪，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)整軟管布線方向； 所述模擬斗架用來模擬執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 所述軟管（11)，包括輸油管和回油管，所述輸油管用于連接及傳輸油泵出口處的供油 起點(diǎn)和到達(dá)模擬斗架入口處的終點(diǎn)，總長度由卷長X和線長Y組成；所述回油管用于連接模 擬斗架出口和主機(jī)油源； 所述信息采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括兩組傳感器、用于傳輸采集數(shù)據(jù)的多芯電線膠管 (9)、對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的主機(jī)：通過在起重機(jī)泵出口處安裝的壓力傳感器（17)、溫 度傳感器（15);模擬斗架（2)上安裝的流量傳感器（16)、壓力傳感器（17)、溫度傳感器 (15)獲得液壓油在長距離傳輸過程中的流量值、壓力損失和溫...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李萬莉，王嘉寧，劉佳寶，譚祺，
申請(專利權(quán))人：同濟(jì)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31