一、液壓系統的核心功能

提供試驗壓力：通過液壓驅動試壓泵，將水加壓至試驗所需壓力（如幾十到幾百 MPa）。

壓力控制與調節：精確控制試驗壓力的上升速率、保壓時間，避免超壓損壞試件。

試件夾緊：對試管兩端進行密封夾緊，防止試壓時漏水或試件位移。

安全保護：設置超壓保護、過載保護等，確保試驗過程安全。

二、液壓系統的典型組成

1. 動力源

液壓泵：通常采用高壓柱塞泵（如軸向柱塞泵），提供高壓油液（工作壓力一般為 10~31.5MPa），驅動試壓執行機構。

電機：驅動液壓泵運轉，需匹配泵的流量和功率需求。

油箱：儲存液壓油，同時起到散熱、沉淀雜質的作用，需配備液位計、空氣濾清器、油溫計等。

2. 執行元件

試壓泵驅動缸：通過液壓缸或液壓馬達驅動水壓泵（如柱塞式試壓泵），將低壓水加壓至試驗壓力。

夾緊缸：通常為雙作用液壓缸，用于夾緊試管兩端的密封頭，實現密封。

輔助缸：如用于試件定位、移動的液壓缸（根據設備自動化程度設計）。

3. 控制元件

壓力控制閥：

溢流閥：設定系統最高壓力，防止過載。

減壓閥：為夾緊系統等低壓回路提供穩定壓力。

比例壓力閥 / 伺服閥：精確控制試壓壓力的升降速率和保壓值（適用于高精度試驗）。

方向控制閥：

電磁換向閥：控制液壓缸的伸縮（如夾緊 / 松開、試壓泵啟動 / 停止）。

單向閥：防止油液倒流，保壓或鎖緊執行元件。

流量控制閥：

節流閥 / 調速閥：調節執行元件的運動速度（如夾緊速度、試壓壓力上升速度）。

4. 輔助元件

液壓油過濾器：防止雜質進入系統，保護泵、閥等精密元件（常用吸油濾、回油濾）。

冷卻器：液壓系統長期工作時油溫升高，通過水冷或風冷冷卻器控制油溫（一般不超過 55℃）。

壓力表 / 壓力傳感器：實時監測系統壓力，配合控制系統實現閉環控制（高精度試驗常用壓力傳感器 + PLC）。

管路與接頭：采用高壓無縫鋼管或軟管，接頭需耐壓、密封可靠（避免高壓泄漏）。

三、工作原理（簡化流程）

試件裝夾：將試管放入試驗工位，控制系統啟動夾緊缸，通過密封頭夾緊試管兩端，實現密封。

充水排氣：通過低壓水路向試管內充水，排出空氣（避免氣蝕或壓力波動）。

加壓試驗：液壓系統驅動試壓泵，將水加壓至設定試驗壓力（通過比例閥控制升壓速率），達到壓力后進入保壓階段（保壓時間可設定）。

保壓檢測：保壓期間監測壓力是否下降（判斷試件密封性），若泄漏則壓力下降，系統報警。

卸壓復位：試驗完成后，先卸去試管內的水壓，再控制夾緊缸松開，取出試件，液壓系統回油至油箱。

四、關鍵設計要點

壓力匹配：液壓系統工作壓力需與試壓泵的驅動需求匹配，確保能輸出足夠的試驗水壓（試壓泵的壓力通常遠高于液壓系統壓力，通過機械傳動放大）。

密封性能：高壓回路的接頭、液壓缸密封件需選用耐高壓材料（如聚氨酯、聚四氟乙烯），防止油液泄漏；試管密封頭需根據管徑設計，確保水壓試驗時不漏水。

控制精度：對于要求嚴格的試驗（如壓力容器檢測），需采用閉環控制（壓力傳感器 + PLC + 比例閥），保證壓力波動小（一般≤±1% 設定值）、保壓穩定。

安全設計：

超壓保護：設置機械安全閥（試壓水路）和液壓溢流閥（液壓系統），雙重防止超壓。

急停裝置：緊急情況下切斷動力，停止試驗。

防護裝置：試件破裂可能產生碎片，需配備防護罩或安全艙。

散熱與維護：高壓系統發熱量大，需強化冷卻；油箱設計需便于排油和清理，減少污染。

五、應用場景

適用于金屬管材、塑料管材、壓力容器、閥門等產品的水壓強度試驗和密封性試驗，廣泛應用于管道制造、汽車零部件、工程機械等行業。

通過合理設計液壓系統的壓力等級、控制方式和安全保護，可確保水壓試管機高效、精準、安全地完成試驗任務。