长距离多层卷绕液压软管流体能量损耗的测试系统的制作方法
【专利摘要】一种长距离多层卷绕液压软管流体能量损耗测试系统，应用于工程机械的流体能量损耗预测试。以起重机作为试验台、软管卷盘机构、导向轮、斗架和信息采集及控制设备，另外采用一导向轮和软管(11)，以起重机试验台为基础将软管卷盘机构、模拟斗架、导向轮等部件都安装于起重机试验台上。所述起重机试验台(4)用混凝土(1)固定于基础，起重机试验台(4)作为主机为高压长距离多层卷绕液压软管(11)提供变量油源；同时起重机试验台为整个系统提供支架平台，卷盘机构安装于起重机试验台的最后，等等。获得测试精确的损耗模型，调节最合理的参数配置，使得对工程实际应用有着指导意义。
【专利说明】长距离多层卷绕液压软管流体能量损耗的测试系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工程机械【技术领域】，特别是一种长距离多层卷绕液压软管流体能量损 耗的测试，应用于工程机械的流体能量损耗预测试。
【背景技术】
[0002] 目前，在工程机械领域，特别是液压执行机构相对于主机运动且运动距离较长的 工程机械，普遍采用软管卷盘机构进行液压油的输送，因为这样能最大程度地缩小整机的 外形尺寸。由于资金等原因，通常情况下对于此类机械的调试都是在已拼装完成的整机上 进行，在整机工作的情况下调试必然受到外部工作环境的影响，造成较高的能源消耗和人 力资源的成本，在工作环境恶劣的情况下，调试效率更是无法保证。
[0003] 本领域现有技术并无公开过模拟实验研宄方法及其实现的系统，尚为空白。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种长距离多层卷绕液压软管流体能量损耗的实验测试 系统。
[0005] 为实现上述目的，本发明给出的技术方案为：
[0006] 一种长距离多层卷绕液压软管流体能量损耗测试系统，其特征在于，以起重机作 为试验台、软管卷盘机构、导向轮、斗架和信息采集及控制设备，另外采用一导向轮和软管 (11)，以起重机试验台为基础将软管卷盘机构、模拟斗架、导向轮等部件都安装于起重机试 验台上，其中：
[0007] 所述起重机试验台（4)用混凝土（1)固定于基础，起重机试验台（4)作为主机为 高压长距离多层卷绕液压软管（11)提供变量油源；同时起重机试验台为整个系统提供支 架平台，卷盘机构安装于起重机试验台的最后，导向轮安装于起重机主臂架顶端，模拟斗架 安装于液压软管的垂直自由端。
[0008] 所述卷盘机构，用于驱动软管，为实验的需要调整软管的X、Y比例；X为卷盘机构 的圈长总长度，Y为导向轮两侧的线长总长度。卷盘机构设置位置与起重机试验台主臂架 延长线重合，使得卷盘上的液压软管及多芯电缆能沿主臂架上方顺利输送至模拟斗架上。
[0009] 所述导向轮，根据实验需要可以调整软管布线方向，以适应模拟软管水平或者呈 角度垂直向下两种不同的工作方式。
[0010] 所述模拟斗架用来模拟执行机构。
[0011] 所述软管（11)，包括输油管和回油管，所述输油管用于连接及传输油泵出口处的 供油起点和到达模拟斗架入口处的终点，总长度由卷长X和线长Y组成；所述回油管用于连 接1?拟斗架出口和主机油源。
[0012] 所述信息采集和数据处理系统包括两组传感器、用于传输采集数据的多芯电线胶 管（9)、对采集数据进行数据处理的主机：通过在起重机泵出口处安装的压力传感器（17)、 温度传感器（15);模拟斗架（2)上安装的流量传感器（16)、压力传感器（17)、温度传感器 (15)获得液压油在长距离传输过程中的流量值、压力损失和温度变化。多芯电线胶管（9) 一端与模拟斗架（2)上的接线柱（8)连接，用来传输比例溢流阀（7)的控制信号、采集模拟 斗架（2)上安装的流量传感器（16)、压力传感器（17)、温度传感器（15)的信号以及为上述 器件供电；其另一端经主轴中心孔（24)连接至集电环（28)，再接到数据采集及控制仪器。
[0013] 上述一根多芯电线胶管（9)、一根回油长距离多层卷绕液压软管（10)、一根高压 长距离多层卷绕液压软管（11)，三者为外径相同的管道，三者并排缠绕于软管卷盘机构的 卷盘上。
[0014] 所述液压回路以起重机试验台提供变量油源，用液压软管连接至回转接头，液压 油通过主轴中的油道、液压管道后与卷盘上的长距离液压软管相连，经多圈缠绕后，跨过导 向轮，与模拟斗架上的隔壁式液压接头相连，再连接流量传感器、斗上阀块，斗上阀块含有 比例溢流阀，比例溢流阀回油口由长距离液压软管输送回软管卷盘机构，按照与进油路对 称的结构返回起重机试验台。
[0015] 通过在起重机泵出口安装的压力、温度传感器以及模拟斗架上安装的流量、压力、 温度传感器获得液压油在长距离传输过程中的流量值、压力损失和温度变化；通过在起重 机泵出口安装的压力传感器17、温度传感器15以及模拟斗架上2安装的流量传感器16、温 度传感器15、压力传感器17获得液压油在长距离传输过程中的流量值、压力损失和温度变 化。为此，本发明计算长距离多层卷绕液压软管流体能量损耗的公式，分别为多层卷绕段和 直线段压力损失之和：
[0016]
【权利要求】
1. 一种长距离多层卷绕液压软管流体能量损耗测试系统，其特征在于，以起重机作 为试验台、软管卷盘机构、导向轮、斗架和信息采集及控制设备，另外采用一导向轮和软管 (11)，以起重机试验台为基础将软管卷盘机构、模拟斗架、导向轮等部件都安装于起重机试 验台上，其中： 所述起重机试验台（4)用混凝土（1)固定于基础，起重机试验台（4)作为主机为高压 长距离多层卷绕液压软管（11)提供变量油源；同时起重机试验台为整个系统提供支架平 台，卷盘机构安装于起重机试验台的最后，导向轮安装于起重机主臂架顶端，模拟斗架安装 于液压软管的垂直自由端； 所述卷盘机构，用于驱动软管，为实验的需要调整软管的X、Y比例；X为卷盘机构的圈 长总长度，Y为导向轮两侧的线长总长度；卷盘机构设置位置与起重机试验台主臂架延长 线重合； 所述导向轮，根据实验需要调整软管布线方向； 所述模拟斗架用来模拟执行机构； 所述软管（11)，包括输油管和回油管，所述输油管用于连接及传输油泵出口处的供油 起点和到达模拟斗架入口处的终点，总长度由卷长X和线长Y组成；所述回油管用于连接模 拟斗架出口和主机油源； 所述信息采集和数据处理系统包括两组传感器、用于传输采集数据的多芯电线胶管 (9)、对采集数据进行数据处理的主机：通过在起重机泵出口处安装的压力传感器（17)、温 度传感器（15);模拟斗架（2)上安装的流量传感器（16)、压力传感器（17)、温度传感器 (15)获得液压油在长距离传输过程中的流量值、压力损失和温度变化；多芯电线胶管（9) 一端与模拟斗架（2)上的接线柱（8)连接，用来传输比例溢流阀（7)的控制信号、采集模拟 斗架（2)上安装的流量传感器（16)、压力传感器（17)、温度传感器（15)的信号以及为上述 器件供电；其另一端经主轴中心孔（24)连接至集电环（28)，再接到数据采集及控制仪器； 上述一根多芯电线胶管（9)、一根回油长距离多层卷绕液压软管（10)、一根高压长距 离多层卷绕液压软管（11)，三者为外径相同的管道，三者并排缠绕于软管卷盘机构的卷盘 上； 通过在起重机泵出口安装的压力、温度传感器以及模拟斗架上安装的流量、压力、温度 传感器获得液压油在长距离传输过程中的流量值、压力损失和温度变化；通过在起重机泵 出口安装的压力传感器17、温度传感器15以及模拟斗架上2安装的流量传感器16、温度传 感器15、压力传感器17获得液压油在长距离传输过程中的流量值、压力损失和温度变化， 计算长距离多层卷绕液压软管流体能量损耗的公式，分别为多层卷绕段和直线段压力损失 之和：
其中：Δp为多层卷绕液压软管进出口的总压力差，pa; Q为多层卷绕液压软管中的流量，m3/s; K。为多层卷绕段的常系数； μ为流体的动力粘度，kg/m·s; 1。为多层卷绕液压软管总长度，m;d为液压软管的通径，m; u=4,Cltl为液压软管的外径，m; Θ为卷绕弧度，rad; &为初始卷绕的最小半径，m; &为多直线段的常系数； Is为直线段液压软管总长度，m。
【文档编号】F15B19/00GK104454786SQ201410512545
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】李万莉, 王嘉宁, 刘佳宝, 谭祺 申请人:同济大学