长距离多层卷绕液压软管流体能量损耗的测试系统

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。

主权项

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，包括起重机试验台(4)、软管卷盘机构(5)、导向轮(3)、模拟斗架(2)、信息采集和数据处理系统、所述液压软管，所述液压软管包括输油管(11)和回油管(10)，以起重机试验台为基础将所述软管卷盘机构、模拟斗架、导向轮、输油管(11)和回油管(10)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)固定于基础上，起重机试验台(4)作为主机为输油管(11)提供变量油源；同时起重机试验台(4)为所述测试系统提供支架平台，软管卷盘机构(5)安装于起重机试验台的末端，导向轮(3)安装于起重机试验台主臂架顶端，模拟斗架(2)安装于所述液压软管的垂直自由端；所述软管卷盘机构(5)，用于驱动所述液压软管，为试验的需要调整所述液压软管的X、Y比例，X为软管卷盘机构的圈长总长度，Y为导向轮两侧的线长总长度；软管卷盘机构(5)设置位置与起重机试验台主臂架延长线重合；所述导向轮(3)，根据试验需要调整所述液压软管布线方向；所述模拟斗架(2)用来模拟执行机构；所述输油管(11)用于连接变量油源出口处的供油起点和模拟斗架(2)入口处的终点并将变量油源出口处的液压油传输到模拟斗架(2)入口处，总长度由软管卷盘机构的圈长总长度X和导向轮两侧的线长总长度Y组成；所述回油管(10)用于连接模拟斗架(2)出口和变量油源；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：通过在变量油源出口处安装的压力传感器(17)、温度传感器(15)以及模拟斗架(2)上安装的流量传感器(16)、压力传感器(17)、温度传感器(15)分别获得液压油在长距离传输过程中的流量值、压力损失值和温度变化值；所述多芯电线胶管(9)的一端与模拟斗架(2)上的接线柱(8)连接，用来传输比例溢流阀(7)的控制信号，以及传输流量传感器(16)、压力传感器(17)、温度传感器(15)的采集信号，同时实现为比例溢流阀(7)、流量传感器(16)、压力传感器(17)、温度传感器(15)这些器件供电；所述多芯电线胶管(9)的另一端经主轴中心孔(24)连接至集电环(28)，由集电环(28)再接到用于对采集数据进行数据处理的主机；所述多芯电线胶管(9)、输油管(11)和回油管(10)，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；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：$\Delta p=\left(\frac{K_c{\mathrm{\mu l}}_c}{{\mathrm{\pi d}}^{3}a}ln\right(\frac{a\theta }{R_0}+1)+\frac{K_s{\mathrm{\mu l}}_s}{{\mathrm{\pi d}}^4})Q$其中：Δp为长距离多层卷绕液压软管进出口的总压力差，pa；Q为长距离多层卷绕液压软管中的流量，m³/s；K_c为多层卷绕段的常系数；μ为流体的动力粘度，kg/m·s；l_c为长距离多层卷绕液压软管总长度，m；d为所述液压软管的通径，m；d₀为所述液压软管的外径，m；θ为卷绕弧度，rad；R₀为初始卷绕的最小半径，m；K_s为直线段的常系数；l_s为直线段液压软管总长度，m。