起道机液压缸测试台的液压系统设计与研究

晁建桃

（什邡瑞邦机械有限责任公司 广汉分公司，四川 广汉 618300）

0 引言

液压起道机是铁路部门进行铁路线路维修的专用机械，主要用于将道床抬起再配合捣固作业，起到调整线路几何尺寸的作用。由于道床铺满道碴，进行捣固作业时灰尘较大且油缸伸缩频繁，因此作业环境较为恶劣。为确保产品质量，铁路行业标准（以下简称铁标）对起道机的液压缸做了严格的要求，检测液压缸所需的液压测试台被列入起道机生产必备的监视和测量设备，而液压系统是该测试台的核心。

1 起道机液压缸主要参数及要求

起道机液压缸主要参数及要求：①额定压力为16 MPa；②在0.3 MPa 压力作用下，各油缸活塞杆应能平稳启动，无卡阻和爬行现象；③在额定压力作用下，各油缸活塞杆全行程换向5次，不应有外漏；④在额定压力作用下，各油缸的内泄量均不大于0.5mL／min；⑤在125%的额定压力下保压5min，各油缸均不应有外漏，全部零件均不应有破坏或永久变形等异常现象［1］。

2 参考分析

GB／T15622－2005《液压缸实验方法》中提供了“液压缸型式试验液压系统原理图”［2］，如图1 所示。通过分析，该系统基本能满足起道机液压缸的测试，但还存在以下两方面的问题，有待于进一步完善。

（1）在进行“20MPa的压力下保压5min”的耐压试验时，需将单向节流阀7关闭，利用单向阀保压，由压力表8显示保压腔内的压力，保压期间根据压力表的读数在压力下降后手动补油，操作者需一直观测压力表的读数，由于铁标要求液压起道机液压缸保压5 min，是国标的2.5倍，因此，操作者看压力表时间很长，易疲劳。

图1 液压缸型式试验液压系统原理图

（2）在压力表8的选择上，要求压力表8既要能准确读出0.3 MPa以下的启动压力，又要能显示出20MPa耐压试验时保压腔中的压力，因此压力表8的分格值应小于或等于0.1 MPa，标度范围大于20 MPa。通过对JB／T5528－2005《压力表刻度及分划》［3］的查找，至少应选择标度范围为0 MPa～25 MPa、精度等级为0.25级的压力表，或者选择精度更高的0.1级或0.16级的压力表，才能满足以上要求。这些表都属于精密压力表，采购价格贵，其维护和校准比较麻烦且费用较高。

3 液压缸测试台液压系统

以《液压缸实验方法》中的“液压缸型式试验液压系统原理图”为基础，通过修改完善液压缸耐压试验和启动压力测试功能，最后确定的起道机液压缸测试台液压系统原理图见图2。

图2 起道机液压缸测试台液压系统原理图

起道机液压缸测试台液压系统在被试缸油路中增加了两个压力表，这样就能将显示启动压力和耐压试验时高压腔压力的压力表分开，选择一般压力表即可满足要求，降低了制造和检定成本；在系统中将两个单向节流阀改为双向液压锁与开关阀并联，并增加压力继电器组成保压自动补偿系统。其具体工作过程如下。

3.1 启动压力检测

当测试油缸启动压力时，将被试缸无杆腔与右侧油口连接，有杆腔接左侧油口，同时开启与双向液压锁并联的两个开关阀7。往复全行程运行被试缸14 几次，排尽缸内空气，将活塞缸全部收回。降低主溢流阀2压力至零，打开开关阀13，使低压压力表11与无杆腔油路连通，操作电磁换向阀5至右位，液压油进入被试缸无杆腔，调整主溢流阀2，使被试缸无杆腔压力逐渐升高，直至油缸启动，低压压力表11的读数即为启动压力。测试缸径较小的液压缸启动压力时，适当开启开关阀12进行分流，减小进入无杆腔的液压油流量，使液压缸平稳缓慢启动，启动时低压压力表11读数为该液压缸启动压力。油路中低压溢流阀10的调定压力低于低压压力表11的最大标度值，在压力表开关阀13损坏或没有关闭的情况下对低压表起保护作用。

3.2 耐压测试

当进行耐压测试时，先关闭开关阀12、13、15，使主油路与低压压力表11断开，再将压力继电器8的工作压力调至20 MPa，然后将液压缸活塞运行至一端。关闭与双向液压锁并联的两个开关阀7，使压力油经液压锁后进入油缸；调整主溢流阀2，使系统压力逐渐升高，当压力升至20 MPa时，对应油路中的压力继电器8的触点断开，电磁阀5的电磁铁断电，电磁阀回到中位，油泵泄荷，此时液压缸高压腔中的压力油被液压锁封闭，处于高压状态，压力由压力表9显示。由于泄漏，高压腔内的压力会降低，当压力降低到压力继电器的工作压力下限时，继电器触点闭合，电磁阀换向到工作位进行补油，补油后油压升高，压力继电器触点断开。如此反复，液压缸压力腔的压力一直处于压力继电器调定压力上下限范围内，无需手动补油。耐压试验达到规定时间后，时间继电器自动切断电机电源。为避免误操作引起危险，须打开油路中对应的开关阀12或15，使液压缸高压腔泄荷，压力表9的读数下降到零后再进行下一步操作或拆除油管。

该系统在其他方面还有一些变化，但与《液压缸实验方法》中的“液压缸型式试验液压系统原理图”基本相似，在此不再赘述。

4 结论

起道机液压缸测试台液压系统的设计在充分借鉴国家标准的基础上，结合了起道机液压缸的技术要求和检测方法，并从经济性和操作性等方面进行了充分考虑。目前，按照该液压系统制作的起道机液压缸测试台已投入应用，能完成起道机液压缸的各项参数和性能的检测，操作轻松简便，通过了铁道行业认证，为保证起道机产品质量提供了有力的保障。

［1］ 成都铁路局广汉机械厂.TB／T2899－2005液压起道、拨道、起拨道机通用技术条件［S］.北京：中国铁道出版社，2005：3.

［2］ 北京机械工业自动化研究所.GB／T15622－2005液压缸试验方法［S］.北京：中国标准出版社，2005：4.

［3］ 西安工业自动化仪表研究所.GB／T5528－2005压力表刻度及分划［S］.北京：中国标准出版社，2005：11－12.