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1wanfj多功能試驗(yàn)

wanfj在高溫條件下的試驗(yàn)需求。根據(jù)wanfj的試驗(yàn)需求，需要配置wanfj多功能試驗(yàn)裝置，該裝置應(yīng)不僅能實(shí)現(xiàn)wanfj潤(rùn)滑油工作回路的通暢、潤(rùn)滑油流量的連續(xù)可調(diào)，還應(yīng)能實(shí)現(xiàn)加熱保溫功能。此外，wanfj多功能試驗(yàn)裝置還應(yīng)具有對(duì)wanfj的保護(hù)功能。因拖動(dòng)臺(tái)工作噪聲較大，為改善操作人員工作環(huán)境，wanfj多功能試驗(yàn)裝置的操作應(yīng)通過操作控制臺(tái)遠(yuǎn)距離操作控制。

2wanfj多功能試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)分析

根據(jù)上面分析，wanfj多功能試驗(yàn)裝置應(yīng)具有冷卻、加熱保溫和潤(rùn)滑油流量連續(xù)可調(diào)節(jié)等功能，因此，在設(shè)計(jì)wanfj多功能試驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)分別進(jìn)行潤(rùn)滑油回路、潤(rùn)滑油冷卻、潤(rùn)滑油加熱保溫和潤(rùn)滑油循環(huán)流量連續(xù)可調(diào)節(jié)等設(shè)計(jì)。

2．1潤(rùn)滑油回路

在wanfj試驗(yàn)多功能裝置的潤(rùn)滑油工作回路中須配置進(jìn)油泵和回油泵。同時(shí)為滿足wanfj工作時(shí)不能出現(xiàn)內(nèi)部積油現(xiàn)象，在選擇進(jìn)油泵和回油泵時(shí)應(yīng)讓進(jìn)油泵的輸出能力小于回油泵的輸出能力，以確保wanfj潤(rùn)滑油出油壓力的負(fù)壓力差值在規(guī)定的范圍內(nèi)。該負(fù)壓力差值范圍的選取應(yīng)以wanfj正常工作時(shí)潤(rùn)滑油溫度上升均勻并最終達(dá)到穩(wěn)定為基準(zhǔn)。

2．2潤(rùn)滑油冷卻

為改善冷卻效果，還需對(duì)wanfj潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻處理。本文在進(jìn)油回路和出油回路中各配置一個(gè)冷卻性能良好的熱交換器，用循環(huán)水冷卻方式實(shí)現(xiàn)對(duì)潤(rùn)滑油的冷卻。

2．3潤(rùn)滑油加熱保溫

為了實(shí)現(xiàn)加熱保溫功能并避免加熱過快后潤(rùn)滑油碳化現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)采用間接均勻加熱方式。因此，本文將循環(huán)潤(rùn)滑油儲(chǔ)油箱設(shè)計(jì)成復(fù)式油箱，內(nèi)箱體作為循環(huán)潤(rùn)滑油儲(chǔ)油箱，在外箱體中配置電加熱器并加入加熱油作為加熱層。其中，為了便捷實(shí)現(xiàn)保溫和快速加熱功能將10kW的加熱器分為四組，均勻分布在外箱體四個(gè)方向，快速加熱時(shí)四組加熱器同時(shí)工作，溫度保持及補(bǔ)償時(shí)只需一組加熱器工作。

2．4潤(rùn)滑油流量調(diào)節(jié)功能

wanfj多功能試驗(yàn)裝置的潤(rùn)滑油流量連續(xù)調(diào)節(jié)功能需通過變頻器配合3節(jié)操作控制臺(tái)中微調(diào)旋鈕對(duì)進(jìn)油回路的進(jìn)油泵電動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。變頻調(diào)速原理三相交流電動(dòng)機(jī)定子繞組中的三相交流電在定子氣隙圓周上產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，記為n0，實(shí)際電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n要低于同步轉(zhuǎn)速，故一般稱這樣的三相交流電動(dòng)機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0遵從電機(jī)學(xué)基本關(guān)系:n0=60f/p(1)其中，f為電源交變頻率(下同)，p為電機(jī)定子磁極對(duì)數(shù)(下同)。電機(jī)學(xué)中常用的轉(zhuǎn)差率s定義為:s=(n0－n)/n0(2)故實(shí)際轉(zhuǎn)速為:n=(60f/p)(1－s)(3)結(jié)合式(1)～(3)，假定磁極對(duì)數(shù)p不變，調(diào)節(jié)f，就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)際轉(zhuǎn)速n的調(diào)節(jié)，這就是變頻調(diào)速原理。變頻器選型設(shè)計(jì)變頻器可以分為“交－直－交”型和“交－交”型，其中“交－直－交”型變頻器由整流電路(將輸入的交流電源整流為直流電源)、中間過渡電路、逆變電路(將前一級(jí)整流得到的直流電源逆變成頻率任意可調(diào)的交流電源)、控制電路和接口電路等幾部分組成;而“交－交”型變頻器是把頻率固定的交流電直接轉(zhuǎn)換成頻率任意可調(diào)的交流電。在變頻選型設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮安全性、可靠性、可操作性和可維護(hù)性。本文選用ABBACS400序列的“交－直－交”型變頻器對(duì)進(jìn)油工作油路中的進(jìn)油泵電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。

3聯(lián)鎖控制和保護(hù)功能設(shè)計(jì)

潤(rùn)滑油回路的連鎖控制在wanfj正常運(yùn)行時(shí)，wanfj多功能試驗(yàn)裝置應(yīng)對(duì)wanfj進(jìn)行冷卻。當(dāng)潤(rùn)滑油進(jìn)油溫度達(dá)到需要進(jìn)行冷卻的溫度值后，用于監(jiān)控潤(rùn)滑油進(jìn)油溫度的二次智能儀表發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，該觸發(fā)信號(hào)控制安裝在冷卻水進(jìn)水支路中的電磁閥的接通，此時(shí)，冷卻水回路開始對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻。wanfj在高溫試驗(yàn)時(shí)，需斷開冷卻水，開啟加熱器加熱再進(jìn)行保溫。這序列的控制均可以利用可編程邏輯控制器便捷完成，但這增加了研制成本。本文利用手動(dòng)操作方式和自動(dòng)控制方式相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)上述控制功能。wanfj高溫試驗(yàn)時(shí)，將二次智能儀表的溫度報(bào)警上限值設(shè)置到高于試驗(yàn)高溫值20℃，以保證冷卻水控制電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)、將冷卻水進(jìn)水手動(dòng)開關(guān)關(guān)斷，手動(dòng)開啟4組加熱器進(jìn)行加熱。當(dāng)溫度升至試驗(yàn)溫度上限值時(shí)，關(guān)閉4組加熱器，并將加熱器控制方式選為自動(dòng)方式，然后將二次智能儀表的低溫報(bào)警溫度設(shè)置為試驗(yàn)溫度下限值，利用下限超溫觸發(fā)信號(hào)控制一組加熱器實(shí)現(xiàn)保溫功能。保護(hù)功能為保證wanfj的正常工作，wanfj多功能試驗(yàn)裝置應(yīng)向wanfj拖動(dòng)臺(tái)操作系統(tǒng)提供wanfj運(yùn)行狀態(tài)下的潤(rùn)滑油循環(huán)冷卻進(jìn)口溫度、出口溫度、進(jìn)口壓力、出口壓力、wanfj進(jìn)油口和出油口溫度差等重要參數(shù)信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)功能。一旦上述信號(hào)參數(shù)出現(xiàn)異常或者超過規(guī)定值，wanfj拖動(dòng)臺(tái)操作系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)進(jìn)行緊急停車處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)wanfj的保護(hù)。

4操作控制臺(tái)

因試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)噪聲較大，為對(duì)操作人員進(jìn)行噪聲防護(hù)，對(duì)wanfj多功能試驗(yàn)裝置及其操作控制臺(tái)采取分離設(shè)計(jì)，wanfj多功能試驗(yàn)冷卻保溫裝置和wanfj拖動(dòng)臺(tái)擺放在一起，操作控制臺(tái)擺放在工作人員操作間。為方便運(yùn)行，wanfj多功能試驗(yàn)裝置應(yīng)具有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制功能，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)潤(rùn)滑油進(jìn)行流量連續(xù)調(diào)節(jié)功能，同時(shí)，還應(yīng)具有wanfj多功能試驗(yàn)裝置運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)顯示功能。wanfj多功能試驗(yàn)裝置操作控制功能設(shè)計(jì)為便于操作，操作控制臺(tái)上應(yīng)采用手撥開關(guān)、按鈕和微調(diào)旋鈕開關(guān)等元件實(shí)現(xiàn)操作控制功能。其中，手撥開關(guān)用于控制方式選擇和起動(dòng)/斷開加熱器;按鈕用于接通/斷開電源;微調(diào)旋鈕開關(guān)用于連續(xù)并可微調(diào)潤(rùn)滑油循環(huán)流量。wanfj多功能試驗(yàn)冷卻保溫裝置運(yùn)行狀況監(jiān)控功能設(shè)計(jì)根據(jù)wanfj試驗(yàn)需求，wanfj多功能試驗(yàn)裝置應(yīng)對(duì)以下信號(hào)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控顯示:wanfj潤(rùn)滑油進(jìn)油溫度;wanfj潤(rùn)滑油出油溫度;wanfj潤(rùn)滑油進(jìn)出油溫差;wanfj潤(rùn)滑油進(jìn)油壓力;wanfj潤(rùn)滑油出油壓力;wanfj潤(rùn)滑油循環(huán)流量;復(fù)式油箱溫度。其中，溫度信號(hào)應(yīng)配置溫度傳感器進(jìn)行采集，壓力信號(hào)通過配置壓力傳感器進(jìn)行采集，流量信號(hào)通過流量傳感器采集。以上信號(hào)均經(jīng)過二次智能儀表完成參數(shù)顯示。其中，wanfj潤(rùn)滑油進(jìn)油溫度顯示二次智能儀表的上限超溫和下限超溫觸發(fā)信號(hào)分別用于控制電磁閥和一組加熱器以分別實(shí)現(xiàn)冷卻和保溫功能;wanfj潤(rùn)滑油進(jìn)出油溫差和wanfj潤(rùn)滑油循環(huán)流量信號(hào)需通過二次智能儀表輸出給wanfj拖動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。

作者：劉朝勇單位：上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院