限速切断阀型式试验系统设计及研究

作     者：湛大强 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐兵

授予年度：2009年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：限速切断阀 液压举升机械 关闭流量 稳态试验 全管道爆破试验 油液粘度 试验安全 

摘      要：限速切断阀是液压系统中一种重要的安全保护装置,一般用作执行器限速或管道爆破保护,具有结构简单、切换迅速、动作可靠等优点,广泛应用在液压电梯、起重机、挖掘机、装载机等液压机械上。作为特种安全设备,限速切断阀工作性能的检测、检验至关重要,然而国内目前使用的大多数限速切断阀,其性能指标一般由厂家自行标定,国内功能齐全、高效节能的限速切断阀型式试验设备还很稀缺,而且对型式试验的机构设计理论研究不够深入。 本课题根据任务需要研制一套限速切断阀型式试验设备。主要是分析几种典型的型式试验方案的优缺点,提出了既适合稳态试验又适合全管道爆破试验的中心直顶油缸的测试方法,进行升降系统机械结构、土建安装、试验系统原理和液压系统总成及测控系统设计。设计出国内首套兼顾限速切断阀稳态和全管道爆破试验、运行安全、高效节能、改变油液粘度方便快捷的限速切断阀型式试验装置。各章节内容介绍如下: 第一章,介绍了各类限速切断阀工作原理、产品研制以及型式试验测试方法的国、内外现状;分析国、内外型式试验标准的异同,确定最为严格的欧标作为切断阀型式试验设计依据,并指出本课题的来源和研究意义。 第二章,给出五种切断阀型式试验解决方案,对比分析各方案优、缺点,将最能反映限速切断阀动态特性的中心直顶油缸方案作为最终方案,并开展仿真研究,初步验证该方案满足限速切断阀稳态试验和全管道爆破试验的性能要求。 第三章,设计中心直顶油缸方案中升降系统的机械结构、现场安装土建;并通过理论计算和有限元仿真分析对重要钢梁、结构件等进行强度校核;选型计算安全缓冲装置。 第四章,根据欧标要求,设计中心直顶油缸方案的液压系统原理,提出用电液比例节流阀控制液压缸匀加速下行进行稳态试验,用电液单向阀突然开启来模拟全管道爆破试验的方案,并根据任务指标进行元件选型和液压系统集成设计;首次采用变温法来满足切断阀型式试验中不同粘度工况下性能测试的要求,并进行变粘度装置的系统设计。 第五章,设计中心直顶油缸方案的测控系统,主要包括基于labview的数据采集部分、电液比例节流阀、液控单向阀控制和人机接口界面;规划型式试验的测试流程,提出稳、动态试验时关闭顶升泵站的节能方法,改善整个系统的节能性能;对比分析典型的测速方法,应用最佳的变M/T法实现液压缸速度测量来折算系统流量,并通过理论分析获得系统可测最小流量及上下限的误差和精度;第六章,对全文进行工作总结和下一步展望。