1 疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)原理
氣瓶疲勞試驗(yàn)采用液壓加載方式。系統(tǒng)要求的額定壓力為50MPa，額定流量為50L/min。為此筆者采用液壓加載方式，其系統(tǒng)原理如圖1所示。此系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：
(1)由于系統(tǒng)的試驗(yàn)壓力高，在氣瓶卸壓過程中(高壓從50MPa～0)能量會大量損失。為此本測試臺采用液氣式蓄能器13進(jìn)行部分能量回收，其方法是：在氣瓶卸壓時(shí)，首先打開通往液氣式蓄能器的油路通道(即閥7通電)，使部分高壓油儲存在液氣式蓄能器13中，然后關(guān)閉液氣式蓄能器13的油路通道，接著打開卸油通道(即閥8通電)使氣瓶的剩余壓力油卸荷，從而達(dá)到了回收能量的目的。
圖1 系統(tǒng)原理圖
(2)為了使系統(tǒng)的試驗(yàn)壓力達(dá)到所規(guī)定的要求(額定壓力50MPa)，常規(guī)的液壓泵加壓形式難以達(dá)到，為此本系統(tǒng)采用增壓缸6進(jìn)行加壓以達(dá)到所要求的壓力。
(3)為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所規(guī)定的試驗(yàn)頻率(壓力循環(huán)大于6次/min小于或等于12次/min)，試驗(yàn)臺采用液氣蓄能器13及液壓泵1聯(lián)合向氣瓶供油，這樣既利用了上次循環(huán)回收的壓力油又可快速地向氣瓶充油，使系統(tǒng)的裝機(jī)容量下降，對企業(yè)節(jié)能降耗有較大好處。
2 測控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
測控系統(tǒng)的硬件組成如下：上位機(jī)選用IPC進(jìn)行過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和處理；下位機(jī)選用三菱FXlN—PLC，測試系統(tǒng)的自動控制全部由PLC來完成；IPC與PLC的通訊采用專用通訊’模塊FXlN-RS-232BD；PLC通過FX-4AD模塊采集壓力等信號。
3 壓力波形控制
本系統(tǒng)屬高壓氣瓶疲勞測試系統(tǒng)。試驗(yàn)開始時(shí)，先啟動泵1進(jìn)行初級壓力加壓，然后再啟動泵2，初級壓力通過增壓缸達(dá)到要求的壓力。氣瓶疲勞試驗(yàn)的核心內(nèi)容是對測試氣瓶壓力循環(huán)的控制與實(shí)現(xiàn)。一個(gè)壓力循環(huán)過程由加壓-上限保壓-降壓(包括能量回收)一下限保壓組成。氣瓶加壓時(shí)，關(guān)閉閥8、9，打開閥7，蓄能器13(儲存了上一循環(huán)回收的高壓油)及增壓缸先后向氣瓶注油以實(shí)現(xiàn)氣瓶的持續(xù)加壓。在加壓過程中，PLC通過FX-4AD模塊采集氣瓶壓力并與設(shè)定的上限壓力設(shè)定值進(jìn)行對比，直到達(dá)到壓力設(shè)定值
，，這時(shí)關(guān)閉閥7、8、9，停止加壓，同時(shí)使加壓油泵卸荷，氣瓶開始進(jìn)行保壓。保壓結(jié)束后，打開閥7，氣瓶中的高壓油通過閥7回收到蓄能器13中以進(jìn)行能量回收。能量回收結(jié)束后，關(guān)閉閥7，打開閥8，氣瓶進(jìn)行卸壓。卸壓到下限壓力設(shè)定值P。并進(jìn)行下限保壓。此時(shí)，一個(gè)循環(huán)周期完成，開始下一個(gè)周期的壓力循環(huán)。
GB9252-2001《氣瓶疲勞試驗(yàn)方法》中要求，壓力波形循環(huán)曲線應(yīng)為基本相同的近似正弦或梯形波，且具有上下保壓時(shí)間相對應(yīng)的上、下平臺。在本系統(tǒng)中，上限壓力設(shè)定值、上保壓時(shí)間
以及下保壓時(shí)間
都是在測控系統(tǒng)中設(shè)定的(設(shè)定方法見第4部分)。通過調(diào)節(jié)溢流閥15進(jìn)行下限壓力設(shè)定，調(diào)節(jié)比例泵2來調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量以此控制壓力的上升波形，調(diào)節(jié)節(jié)流閥14來控制壓力下降波形。圖2為現(xiàn)場試驗(yàn)的壓力波形曲線，其波形曲線為近似梯形波，符合國標(biāo)要求。
圖2 計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)主界面
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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