Một bàn thử nghiệm được thiết kế cho các xi lanh thủy lực có yêu cầu rất khác so với một bàn được sử dụng cho bơm, van hoặc động cơ thủy lực. Ngay cả khi hai bàn thử nghiệm hoạt động ở mức áp suất tương tự, khả năng lưu lượng cần thiết, đồ gá, thiết bị đo, hệ thống điều khiển và quy trình thử nghiệm có thể hoàn toàn khác nhau.
Vì lý do này, việc chọn một bàn thử nghiệm thủy lực không nên bắt đầu với các thông số như áp suất tối đa hoặc công suất động cơ đơn thuần. Phương pháp tốt hơn là đầu tiên xác định thành phần, mục tiêu thử nghiệm, quy trình thử nghiệm và khối lượng công việc dự kiến, và sau đó xác định loại bàn thử nghiệm nào có thể hỗ trợ những yêu cầu đó.
Bắt đầu với thành phần bạn cần thử nghiệm
Loại thành phần thủy lực thường là yếu tố đầu tiên quyết định kiến trúc cơ bản của bàn thử nghiệm.
A Bàn thử nghiệm xi lanh thủy lực phải có kích thước vật lý của xi lanh trong khi cung cấp kiểm soát áp suất phù hợp, đồ gá gắn kết, không gian mở rộng và rút lại, và đo lường rò rỉ. Tùy thuộc vào quy trình thử nghiệm, hệ thống cũng có thể cần áp dụng hoặc đo lực đẩy và kéo.
A bàn thử nghiệm bơm thủy lực có một nhiệm vụ khác. Thay vì gắn một bộ tác động dài, nó thường cần điều khiển bơm ở tốc độ kiểm soát và đo áp suất, lưu lượng, nhiệt độ, và đôi khi mô-men xoắn đầu vào. Động cơ dẫn động và hệ thống đôi khi trở thành những phần quan trọng của bàn thử nghiệm.
Đối với một bàn thử nghiệm van thủy lực, thách thức thường là bộ chia thử nghiệm và mạch thủy lực. Các van hướng, van xả, van giảm, van kiểm soát lưu lượng, hoặc van cartridge khác nhau cần các kết nối và quy trình thử nghiệm khác nhau. Kiểm soát áp suất và lưu lượng chính xác có thể quan trọng hơn đồ gá cơ khí lớn.
A bàn thử nghiệm động cơ thủy lực thường cần cả nguồn cung cấp thủy lực và tải cơ khí được kiểm soát. Áp suất, lưu lượng, tốc độ và mô men có thể cần được đo cùng nhau để có thể đánh giá đầu ra và hiệu suất của động cơ.
Những khác biệt này có nghĩa là không có “băng thử thủy lực tiêu chuẩn” nào là lý tưởng cho mọi thành phần thủy lực.
Xác định những gì bàn thử nghiệm thực sự phải xác minh
Sau khi xác định thành phần, bước tiếp theo là định nghĩa mục đích của bài thử nghiệm.
Một xưởng sửa chữa có thể chỉ cần xác nhận rằng một silanh đã được phục hồi có thể mở rộng và thu lại một cách chính xác, giữ áp suất và vẫn nằm trong mức độ rò rỉ chấp nhận được. Một nhà sản xuất silanh có thể cần một bài kiểm tra sản xuất chuẩn hóa hơn bao gồm áp suất kiểm tra, giữ áp suất, chu trình, thử nghiệm rò rỉ và ghi chép kết quả thử nghiệm cho mọi sản phẩm hoàn thành.
Tương tự, một cửa hàng sửa chữa bơm có thể chủ yếu cần xác minh xem một chiếc bơm đã được phục hồi có thể tạo ra áp suất và lưu lượng chấp nhận được hay không, trong khi một nhà sản xuất bơm hoặc phòng thí nghiệm R&D có thể cần tạo ra các đường cong hiệu suất chi tiết trên các tốc độ và mức áp suất khác nhau.
Sự khác biệt này là quan trọng vì cùng một thành phần có thể yêu cầu các cấu hình băng thử rất khác nhau tùy thuộc vào mục tiêu thử nghiệm.
Một cách hữu ích để suy nghĩ về yêu cầu là:
Loại thành phần cho bạn biết những gì phải được kết nối với băng thử, trong khi mục tiêu thử nghiệm cho bạn biết những gì băng thử phải có khả năng đo và kiểm soát.
Quy trình thử nghiệm do đó nên được định nghĩa trước khi thông số kỹ thuật thiết bị được hoàn thiện.
Bàn thử nghiệm thủy lực chuyên dụng hay đa chức năng?
Một quyết định quan trọng khác là có nên sử dụng một băng thử chuyên dụng hay một băng thử thủy lực đa chức năng..
Một băng thử chuyên dụng được thiết kế xung quanh một loại thành phần chính, chẳng hạn như silanh thủy lực hoặc bơm. Bởi vì mạch thủy lực, các giá đỡ, thiết bị đo lường và quy trình hoạt động được tối ưu hóa cho một loại thành phần cụ thể, hệ thống thường có thể dễ vận hành hơn và dễ chuẩn hóa hơn.
Một băng thử đa chức năng được thiết kế để thử nghiệm nhiều loại thành phần trên một nền tảng. Tùy thuộc vào thiết kế, nó có thể hỗ trợ silanh, bơm, van, động cơ hoặc các thành phần thủy lực khác bằng cách thay đổi giá đỡ, bộ chia, kết nối và chế độ thử nghiệm.
| Yếu tố lựa chọn | Băng thử chuyên dụng | Băng thử đa chức năng |
|---|---|---|
| Mục đích chính | Thử nghiệm lặp lại một loại thành phần | Thử nghiệm nhiều loại thành phần thủy lực |
| Thiết bị và kết nối | Tối ưu hóa cho các sản phẩm cụ thể | Đa dạng và có thể hoán đổi |
| Thiết lập người vận hành | Thường đơn giản hơn | Có thể cần nhiều thay đổi thiết lập hơn |
| Quy trình thử nghiệm | Dễ dàng tiêu chuẩn hóa | Nhiều chế độ và cấu hình thử nghiệm hơn |
| Độ phức tạp của hệ thống | Thường thấp hơn | Thông thường cao hơn |
| Phù hợp nhất cho | Dây chuyền sản xuất và sửa chữa chuyên biệt | Sửa chữa tổng quát, R&D và thử nghiệm hỗn hợp |
Đối với một nhà sản xuất xi lanh thủy lực thử nghiệm số lượng lớn các xi lanh tương tự, một bàn thử nghiệm xi lanh chuyên dụng có thể là giải pháp hiệu quả hơn. Một trung tâm sửa chữa xử lý các xi lanh, bơm, van và động cơ từ các máy khác nhau có thể được lợi nhiều hơn từ một hệ thống đa chức năng.
Mục tiêu không phải là tối đa hóa số lượng chức năng trên một máy. Mục tiêu là xác định liệu việc kết hợp các chức năng đó có thực sự cải thiện quy trình thử nghiệm của khách hàng hay không.
Xem xét kích thước sản phẩm và khả năng xử lý cơ khí
Lựa chọn bàn thử nghiệm thủy lực không chỉ là một vấn đề thủy lực. Kích thước vật lý và trọng lượng của thành phần được thử nghiệm có thể ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc máy.
Đối với thử nghiệm xi lanh, các kích thước quan trọng bao gồm đường kính lỗ, đường kính thanh, hành trình, chiều dài thu hẹp, chiều dài mở rộng, kiểu lắp và trọng lượng tổng. Một bàn thiết kế cho các xi lanh nông nghiệp nhỏ có thể hoàn toàn không phù hợp với các xi lanh công nghiệp dài hoặc di động ngay cả khi đánh giá áp suất thủy lực là đủ.
Các thành phần nặng có thể cũng yêu cầu các giá đỡ có thể điều chỉnh, thiết bị nâng, đồ gá trượt, vỏ bảo vệ hoặc các tính năng xử lý cơ khí khác. Nếu bàn thử nghiệm dự định cho một xưởng sửa chữa, tính linh hoạt trở nên đặc biệt quan trọng vì kích thước của các thành phần vào có thể thay đổi đáng kể.
Các bàn thử nghiệm bơm, van và động cơ phải đối mặt với những xem xét cơ khí tương tự. Kích thước trục, hướng quay, kiểu mẫu mặt bích, cấu hình cổng van và yêu cầu bộ chuyển đổi có thể ảnh hưởng đến tốc độ lắp đặt và thay đổi các thành phần thử nghiệm của người vận hành.
Một mạch thủy lực có khả năng kỹ thuật không đủ nếu thành phần không thể được gắn một cách an toàn và hiệu quả.
Quyết định mức độ tự động hóa mà quy trình thử nghiệm cần có
Tự động hóa nên được chọn theo quy trình làm việc thực tế chứ không nên coi như một tính năng tự động tốt hơn khi có tính năng tiên tiến hơn.
Một bàn thử nghiệm thủ công có thể hoàn toàn phù hợp cho việc thử nghiệm sửa chữa với khối lượng thấp nơi sản phẩm thường xuyên thay đổi và một kỹ thuật viên có kinh nghiệm cần phải điều chỉnh thiết lập cho mỗi thành phần. Hoạt động nửa tự động trở nên hữu ích khi các bước lặp lại như giữ áp suất, đồng hồ, chu kỳ hoặc ghi dữ liệu cần được thực hiện đồng nhất hơn.
Hệ thống điều khiển PLC đặc biệt có giá trị khi các quy trình thử nghiệm được lặp lại thường xuyên và khả năng truy xuất nguồn gốc sản xuất là quan trọng. Công thức thử nghiệm, chuỗi tự động, báo động, ghi dữ liệu và đánh giá đạt/không đạt có thể giảm biến thể của người vận hành và đơn giản hóa kiểm soát chất lượng.
Tuy nhiên, mức độ tự động hóa nên được tách ra khỏi khả năng kỹ thuật cơ bản của bàn thử nghiệm. Một hệ thống điều khiển PLC vẫn cần áp suất, lưu lượng, phạm vi đo, công suất gắn kết và bảo vệ an toàn thích hợp.
Các khác biệt chi tiết giữa bàn thử nghiệm thủ công, nửa tự động và điều khiển PLC do đó nên được xem xét tách biệt khỏi câu hỏi về loại thành phần mà bàn thử nghiệm được thiết kế để thử nghiệm.
Xem xét việc ghi dữ liệu và khả năng truy xuất
Không phải người dùng nào cũng cần cùng mức độ tài liệu thử nghiệm.
Một xưởng sửa chữa có thể chỉ cần người vận hành xem áp suất và rò rỉ và xác nhận rằng thành phần đã sửa chữa đã vượt qua. Một nhà sản xuất hàng loạt có thể cần mọi thử nghiệm được liên kết với một số serial với áp suất, lưu lượng, nhiệt độ, rò rỉ, thời gian thử nghiệm và trạng thái đạt/không đạt cuối cùng được ghi lại.
Đối với những ứng dụng này, bàn thử nghiệm có thể cần một HMI, PLC, hệ thống thu thập dữ liệu, hoặc máy tính công nghiệp có khả năng lưu trữ và xuất khẩu hồ sơ thử nghiệm. Các hệ thống tiên tiến hơn cũng có thể hiển thị các đường cong áp suất hoặc lưu lượng và duy trì lịch sử của các thử nghiệm trước đó.
Điều quan trọng là yêu cầu dữ liệu nên được xác định ngay từ đầu dự án. Việc thêm tính khả thi chi tiết sau khi kiến trúc thủy lực và điện đã được hoàn thiện có thể làm cho hệ thống phức tạp hơn mức cần thiết.
Độ chính xác của phép đo cũng nên được xem xét cùng với yêu cầu về dữ liệu. Việc ghi lại hàng ngàn điểm dữ liệu sẽ có giá trị hạn chế nếu khoảng đo, độ chính xác của cảm biến hoặc phương pháp hiệu chuẩn không phù hợp với bài kiểm tra.
Đừng bỏ qua yêu cầu thử nghiệm trong tương lai
Một bệ thử nghiệm thường được sử dụng trong nhiều năm, trong khi các sản phẩm đang được thử nghiệm có thể thay đổi.
Một nhà sản xuất xi lanh có thể bắt đầu với một phạm vi đường kính và hành trình tương đối hẹp nhưng sau đó nhận được các dự án OEM lớn hơn. Một công ty sửa chữa có thể ban đầu chỉ kiểm tra các xi lanh và sau này muốn thêm kiểm tra van hoặc bơm. Khối lượng sản xuất cũng có thể tăng, tạo ra nhu cầu về tự động hóa nhiều hơn hoặc quản lý dữ liệu tốt hơn.
Điều này không có nghĩa là mọi bệ thử nghiệm đều nên bị quá kích thước hoặc được thiết kế để thử nghiệm mọi sản phẩm khả thi. Sự vượt quá dung lượng không sử dụng làm tăng chi phí và độ phức tạp của hệ thống.
Tuy nhiên, sự mở rộng hợp lý trong tương lai nên được xem xét khi xác định cấu trúc máy, khả năng cung cấp năng lượng thủy lực, kiến trúc điều khiển, thiết kế giá đỡ và các kênh đo lường có sẵn. Trong một số trường hợp, việc cung cấp không gian hoặc giao diện cho các tùy chọn trong tương lai thực sự hợp lý hơn là cố gắng xây dựng lại toàn bộ hệ thống sau này.
Một phương pháp chọn lựa thực tiễn
Quy trình chọn bệ thử nghiệm thủy lực hiệu quả nhất di chuyển từ ứng dụng tới thông số kỹ thuật máy, thay vì bắt đầu với một mô hình trong danh mục.
Đầu tiên xác định thành phần thủy lực và các bài kiểm tra cần thực hiện. Sau đó xem xét kích thước và phạm vi kết nối của các sản phẩm, tần suất kiểm tra, liệu quy trình có cần tiêu chuẩn hóa hay không, và dữ liệu thử nghiệm nào cần được ghi lại.
Khi những yêu cầu này đã rõ ràng, áp lực cần thiết, lưu lượng, công suất thủy lực, phạm vi đo lường, mức độ tự động hóa, giá đỡ và hệ thống an toàn có thể được xác định chính xác hơn nhiều.
Cách tiếp cận này cũng giúp giao tiếp với nhà sản xuất bệ thử nghiệm trở nên dễ dàng hơn. Thay vì đơn giản yêu cầu “một bệ thử nghiệm thủy lực 400 bar”, người sử dụng có thể mô tả nhiệm vụ thử nghiệm thực tế và cho phép kiến trúc bệ được thiết kế xung quanh yêu cầu đó.
Kết luận
Việc chọn bệ thử nghiệm thủy lực đúng chủ yếu là về việc phù hợp thiết bị với thành phần, mục tiêu thử nghiệm, quy trình làm việc, và mức độ xác thực cần thiết..
Các bệ thử nghiệm xi lanh, bơm, van và động cơ có các yêu cầu thủy lực và cơ khí khác nhau, trong khi các hệ thống chuyên dụng và đa chức năng phục vụ các môi trường hoạt động khác nhau. Tự động hóa và thu thập dữ liệu có thể cải thiện tính lặp lại và khả năng truy xuất, nhưng chúng nên được chọn dựa trên nhu cầu sản xuất hoặc sửa chữa thực tế hơn là bị thêm vào một cách không cần thiết.
Quá trình lựa chọn tốt vì vậy bắt đầu bằng cách xác định những gì sẽ được kiểm tra, cách thức kiểm tra, tần suất kiểm tra, và kết quả gì phải được sản xuất..
Khi những câu hỏi đó được trả lời, thông số kỹ thuật kỹ thuật chi tiết về áp lực, lưu lượng, công suất, độ chính xác, tự động hóa, và phạm vi đo lường có thể được xác định dựa trên yêu cầu thử nghiệm thực tế.
