摘要：研究介紹了一種航空滑油正負壓油箱疲勞試驗臺設計的原理，對試驗臺工作原理進(jìn)行了詳細分析，并對各油路的作用做出了具體說(shuō)明，對實(shí)現油箱正負壓的過(guò)程進(jìn)行了詳細敘述。
引言
正負壓油箱疲勞試驗臺的作用是模擬產(chǎn)品在工作狀態(tài)下，因介質(zhì)壓力的變化對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，考核產(chǎn)品因壓力變化而產(chǎn)生的變形或滲漏（泄漏）。本文設計一種能考核產(chǎn)品 因 介 質(zhì) 壓 力［（－５０ｋＰａ～０～５０ｋＰａ）（絕對 壓力）］變化，對產(chǎn)品承壓能力考核的試驗臺。
１設計方案
正負壓油箱疲勞試驗臺的試驗曲線(xiàn)如圖１所 示，工作原理如圖２所示。
（１）循環(huán)油液控制回路，如圖２中１００部分。這個(gè)部分主要由“保溫油箱、液位計、過(guò)濾器、循環(huán)油泵、加熱器、流量計、電動(dòng)三通閥、油水換熱器、耐酸堿磁翻板液位計、溫度傳感器等組成”；被試油箱滑油供回油口連接在試件箱內供油軟管和回油軟管之間，即可對被試油箱內部油液流動(dòng)要求及溫度進(jìn)行控制。

（２）空氣正負壓力回路，如圖２中２００部分。這個(gè)部分主要由“氣缸、電動(dòng)缸、伺服電機等組成”；用于控制試驗所需的正負壓空氣壓力。


試件艙部分：主要用來(lái)放置被試油箱，關(guān)閉艙門(mén)進(jìn)行試驗。“油液介質(zhì)、油液溫度、系統壓力試驗臺設計”：使用加熱溫度不超過(guò)２００ ℃油液系統壓力不超過(guò)０．２ ＭＰａ空氣壓力±５０ｋＰａ的高溫航空滑油。
２試驗臺工作原理
２．１ 循環(huán)油液及油液溫度控制過(guò)程
循環(huán)油液及油液溫度控制過(guò)程的原理見(jiàn)圖３，產(chǎn)品試驗壓力介質(zhì)的提供主要由齒輪泵、管道加熱器和換熱器及閥門(mén)等原件組合完成。
油液供油：原理中油液經(jīng)吸油開(kāi)關(guān)（３０）、Ｌ 形三通電動(dòng)閥（３、２９）、油泵（４）、加熱器（５）、供油過(guò)濾器（６）、流量計（８）、Ｌ 形三 通 電 動(dòng) 閥（１１）后進(jìn)入被測油箱，然后 經(jīng) Ｌ形三通電動(dòng)閥（１３）、油水換熱器（１４）、回油過(guò)濾器（１６）、Ｌ 形三通電動(dòng)閥回到設備油箱中，此條支路可提供被測油箱剛安裝于試驗臺上時(shí)的油液供給，通過(guò)流量計軟件計時(shí)的方法判斷補油量。
油液循環(huán)：當*次試驗補油完成后，Ｌ 形三通電動(dòng)閥（３、１７、１１、１３）切換工作位置，油液經(jīng)油泵 （４）、加熱器（５）、供油過(guò)濾器（６）、流量計（８）、Ｌ 形三 通電動(dòng)閥（１１）、 被測油箱（１２）、Ｌ 形三通電動(dòng)閥（１３）、油水換熱器（１４）、 回油過(guò)濾器（１６）、Ｌ 形三通電動(dòng)閥（１７、３、２９）后，此時(shí)油液不回到設備油箱，而是直接進(jìn)入油泵吸油口，形成一個(gè)閉式循環(huán)系統。系統中流量計始終檢測當前閉式系統供給被測油箱的流量，閉式系統的優(yōu)點(diǎn)在于始終保持被測油箱中的油液的位置。
油液溫度：加熱器（５）和油水換熱器（１４）設置于管路系統中，當需要油液高溫試驗時(shí)，加熱器處于開(kāi)啟狀態(tài)，油泵持續運行，保證被測油箱中的油液處于設置溫度，當油液溫度高于設置溫度２ ℃時(shí)加熱器停止工作，電動(dòng)閥（１５）接通外部循環(huán)水油水換熱器開(kāi)始工作，給系統降溫，當油液溫度低于設置溫度２ ℃時(shí)，油水換熱器停止工作， 加熱器工作，以此循環(huán)，使系統管路中的油液溫度始終處于設置溫度±２ ℃范圍內。
試件油液溫度設置：在試件入口管路上的溫度傳感器采集，此傳感器也是試驗臺油液溫度控制的采集點(diǎn)。
采用流動(dòng)式管道加熱器能有效處理油箱油液加熱溫度的均勻性，避免油液加熱過(guò)程中的碳化現象；超溫保護由設置在油箱上的溫度傳感器采集的溫度數據判斷；耐酸堿磁翻板液位計指示油箱的液位并提供計算機顯示的液位數據；集油油箱便于收集試件艙內試件滲漏的油液，設置試件艙漏油檢測裝置，在高壓篩選試驗過(guò)程中當裝置檢測到滲漏的油液時(shí)試驗臺自動(dòng)做出報警停機的處理；通過(guò)電動(dòng)三通閥的換向可以將集油油箱中的油液抽回至系統油箱并過(guò)濾，便于油液的回收利用。
２．２ 正負壓試驗過(guò)程
正負壓試驗過(guò)程的原理見(jiàn)圖４，正負壓試驗過(guò)程主要由電動(dòng)缸帶動(dòng)空氣缸往返運動(dòng)來(lái)實(shí)現。
正負壓試驗：系統油泵在被測油箱為閉式模式下持續運行，同時(shí)伺服電機帶動(dòng)氣缸來(lái)回往返對被測油箱進(jìn)行吸推運動(dòng)，因處于閉式系統模式，因此產(chǎn)生正負壓力交替循環(huán)，氣缸內腔容積減小壓力為正，氣 缸內腔容積加大，壓力為負，此時(shí)可產(chǎn)生正負壓循環(huán)曲線(xiàn)。
如圖１所示，時(shí)段 Ａ，電動(dòng)缸運動(dòng)帶動(dòng)空氣缸無(wú)桿腔內腔容積減小，此時(shí)被時(shí)油箱內腔壓力增大，當耐酸堿磁翻板液位計采集到試驗所需正壓力時(shí)，空氣缸停止運動(dòng)，被試油箱內腔壓力保持；時(shí)段 Ｂ，電動(dòng)缸停止運動(dòng)，被試油箱內腔壓力保持正壓力；時(shí)段 Ｃ和時(shí)段 Ｄ，電動(dòng)缸運動(dòng)帶動(dòng)空氣缸無(wú)桿腔內腔容積增大，此時(shí)被時(shí)油箱內腔壓力減小，當耐酸堿磁翻板液位計采集到試驗所需負壓力時(shí)，空氣缸停止運動(dòng)，被試油箱內腔壓力保持；時(shí) 段 Ｅ，電動(dòng)缸停止運動(dòng)，被試油箱內腔壓力保持負壓力；時(shí)段 Ｆ，電動(dòng)缸運動(dòng)帶動(dòng)空氣缸無(wú)桿腔內腔容積減小，此時(shí)被時(shí)油箱內腔壓力增大，當耐酸堿磁翻板液位計采集到試驗所需正壓力時(shí)，空氣缸停止運動(dòng)，被試油箱內腔壓力保持。

從 Ａ 到 Ｆ六個(gè)時(shí)段的時(shí)間總和為一個(gè)循環(huán)周期，采用伺動(dòng)電動(dòng)驅動(dòng)電動(dòng)缸帶動(dòng)空氣缸運動(dòng) ＰＩＤ 采集壓力的原理可控制 Ａ 到 Ｆ每個(gè)時(shí)段的時(shí)間設置。
試件艙為密閉結構設計，設置開(kāi)門(mén)報警裝置，在試驗過(guò)程中開(kāi)啟試件艙的門(mén)系統自動(dòng)報警并做出停機處理。
３試驗臺試驗方法
３．１ 使用前檢查和準備
使用前應先檢查油箱油位及吸油開(kāi)關(guān)是否開(kāi)啟，油液固體污染度等級是否達到要求，配電系統是否完備正常，管路系統是否完備正常，還應檢查試驗臺內有無(wú)多余物。檢查完畢，根據試驗要求連接被試油箱供回油軟管。
３．２ 試驗項目、方法及要求
試驗內容：壓力時(shí)間曲線(xiàn)、循環(huán)總周期。試驗方法：
（１）壓力時(shí)間曲線(xiàn)。按被試油箱的技術(shù)指標設置試驗參數，啟動(dòng)試驗臺進(jìn)入自動(dòng)測試，檢查顯示界面壓力時(shí)間曲線(xiàn)應滿(mǎn)足被試油箱要求的技術(shù)指標。
（２）循環(huán)總周期。按照被試油箱的循環(huán)周期要求，試驗臺在檢測至循環(huán)周期到達設置周期時(shí)，試驗臺應自動(dòng)停機并保存所有試驗數據。
４結語(yǔ)
本試驗臺原理簡(jiǎn)單，結構合理，操作方便，易于掌握，適用于特定飛機滑油油箱部件系統的試驗；操作流程及數據均有記錄，具備良好的質(zhì)量可追溯性；經(jīng)過(guò)設計、制造及交付使用，并對產(chǎn)品進(jìn)行了實(shí)際試驗，達到了預期的效果，能夠滿(mǎn)足產(chǎn)品的試驗要求；自動(dòng)化程度高，不需要過(guò)多的試驗人員，節省了人力成本。