CN101660979B - 一种阻尼器综合性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种阻尼器综合性能测试装置，平台上设有两条导轨，两导轨的上方各有一导向柱，两导向柱的一端通过前、后支座，另一端通过能在导轨上滑动的移动横梁固定于导轨上；前，后支座间设有伺服液压缸，其活塞杆穿过前支座连接左法兰；移动横梁面向左法兰的一侧设有右法兰；另有两推拉液压缸的前端连接移动衡梁，后端连接前支座；伺服液压缸上装有集成阀块，集成阀块上装有与伺服液压缸连通的大和小流量伺服阀，两流量伺服阀的进出口均装有插装式截止阀。本发明通过在插装阀间进行切换实现对阻尼器的动态和静态性能的测量，前后支座、移动横梁、导向柱组成一个刚性框架，减小装置的变形量对测试精度的影响。

Description

一种阻尼器综合性能测试装置

技术领域

本发明涉及一种阻尼器综合性能测试装置，该装置用于对阻尼器的性能进行测试。

背景技术

阻尼器是一种对速度反应灵敏的振动控制装置，广泛应用于核电厂、火电厂、化工厂、钢铁厂等的管道及设备，用于控制冲击性的流体振动(如主汽门快速关闭、安全阀排放、水锤、破管等冲击激扰)和地震激扰的管系振动。例如，我国在2010年前将建造15座左右的百万千瓦级核电站，对阻尼器的需求非常大。液压阻尼器在与防冲击振动设备连接之前，必须对其性能进行考核，以保证将性能合格的产品用到设备上，做到万无一失，为此需要研究相应的试验台。

阻尼器综合性能测试装置是一种典型的电液伺服控制系统，涉及到机械制造、材料、自动控制、计算机、材料热处理、流体力学、材料力学等多门学科。同普通的电液伺服万能材料试验机相比，阻尼器的性能试验具有显著的不同。一般材料试验机的振幅是比较小的；而且材料可以做成标准的试件，试验机的安装空间也容易控制。相比之下，液压阻尼器的工作情况特殊，在没有异常冲击振动的情况下，要允许其低速运动，而且阻力要小，不会阻碍所连接结构件的正常热变形；当遇到超出限定速度的在冲击和振动时，如地震、海啸等，阻尼器要迅速锁死，和被连接结构件形成一个整体，其位移不得超过结构件所允许的最大变形量，以免造成结构件的破坏。这些特点决定了普通的材料试验机不能满足阻尼器的试验要求。

因此，阻尼器测试装置要满足阻尼器性能试验要求，必须：1)频率范围宽，其频率范围从0.004～33Hz；2)速度范围宽，对阻尼器的低速阻尼进行试验时，其速度一般不能超过2mm/s，而在动态试验时，其速度最高可以达到628mm/s，相应地，阻尼器试验台的液压油源、台架及控制系统均有很大不同；3)不同型号和吨位的阻尼器的外形和尺寸差别很大，作为通用的阻尼器性能测试装置必须具有较大的试验调节空间，以满足不同阻尼器的要求。

目前国内还没有生产专门用于阻尼器试验的测试装置的厂家，现用的设备均从国外进口。国外，日本鹭宫公司(Sagnomiya)研制的100吨级的阻尼器试验台为水平布置结构，移动横梁和导向柱之间采用液压夹紧的方式。该试验台只能进行阻尼器动态性能试验，受伺服控制阀的影响，对于阻尼器的静态特性则不稳定、精度差。而且，该试验台不能消除阻尼器自身重力对试验结果的影响，也不能防止阻尼器的偏转。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻尼器综合性能测试装置，实现对阻尼器的动态和静态性能的精确测试。

一种阻尼器综合性能测试装置，包括平台20，平台20上设置有两条平行的导轨21，21′，两导轨21，21′的上方分别设有导向柱5，5′，两导向柱5，5′的一端通过前、后支座8、4固定于导轨上，另一端通过能在导轨上滑动的移动横梁11固定于导轨上；前、后支座8、4间设有伺服液压缸7，伺服液压缸7的活塞杆6穿过前支座8连接左法兰9；移动横梁11面向左法兰9的一侧设有右法兰10；在平台上设置有两个推拉液压缸12，12′，两推拉液压缸12，12′的前端连接移动横梁11，后端连接前支座8；

在所述伺服液压缸7上安装有集成阀块24，集成阀块24上安装有与伺服液压缸7连通的大流量伺服阀26及小流量伺服阀25，大流量伺服阀26的进出口处分别设有一个大通径插装式截止阀，小流量伺服阀25的进出口处分别设有一个小通径插装式截止阀。

本发明的技术效果体现在：本发明试验台可以进行阻尼器两种试验：①静态试验，由小伺服阀控制；②动态试验，由大伺服阀控制。两个阀之间由插装阀进行切换，互不干扰。本发明前支座8、后支座4、移动横梁11、导向柱5组成一个刚性框架型式，试验时产生的力相当于框架的内力，只要保证框架具有较好的刚性，就能减小装置的变形量对测试精度的影响，从而减小试验时巨大的作用力对安装平台和地基的冲击，从而减小了试验装置对安装平台和地基强度的要求。

附图说明

图1为本发明整体结构图；

图2为图1中的A-A剖面图；

图3为图1中的B-B剖面图；

图4为阻尼器防旋转装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明整体结构示意图，平台20上设置有两条平行的导轨，两导轨21，21′的上方各设有一条导向柱5，5′，两导向柱的左端通过前、后支座8、4固定于平台20上，右端通过移动横梁11安放在平台20上。

前、后支座8、4为板状状构，在两板上分别对称加工有两个圆孔，用于两导向柱的左端定位。圆孔侧壁轴向开有缝隙，缝隙边沿开有螺钉孔，螺钉孔内装有螺钉。导向柱5，5′的左端插入圆孔，旋紧螺钉缝隙变小，前、后支座8、4就将导向柱5，5′夹紧。在前，后支座8，4之间设有伺服液压缸7，伺服液压缸7的一端固定于前支座8上，另一端固定于后支座4上。伺服液压缸7的活塞杆6穿过前支座8连接左法兰9。

移动横梁11的两端底部分别安放有一个垫块18，垫块18下端设有滑块19，滑块19安装在导轨上。移动横梁11的两端对称加工有两个圆孔，用于两个导向柱右端的定位。圆孔侧壁轴向开有缝隙，导向柱5，5′的右端插入圆孔，夹紧缝隙，实现对导向柱的右端定位。此处缝隙夹紧方式与上述前，后支座8，4的圆孔缝隙夹紧方式不同，采用的是夹紧油缸。如图2所示，夹紧油缸包括活塞13、缸体14、活塞杆15、球头16和球头座17，活塞杆15的下端截面呈阶梯型，在阶梯处由下往上套有球头16和球头座17，球头座17紧贴在移动横梁11的下表面；活塞杆15的另一端穿过圆孔有缝隙的侧壁伸出移动横梁11的上表面，并与活塞13相接，活塞13位于缸体14内，缸体14紧贴移动横梁11的上表面。当夹紧油缸通高压油，压力作用在夹紧油缸的活塞13和缸体14上，移动横梁11的圆孔缝隙在横梁受到挤压后变小，在与导向柱5，5′的间隙消除后，最终夹住导向柱5，5′。活塞杆15上安装的球头16与球头座17构成的球形轴承保证缸体14始终贴住移动横梁11的上表面，同时避免活塞杆受到偏载后变形。同一般丝杠螺母固定方式相比，液压夹紧方式的试验空间调节要方便得多。移动横梁11的左侧面连接有右法兰10。为了牵引移动横梁11到合时的位置，在平台上对称设置了两个推拉液压缸12，12′，推拉液压缸12，12′的前端连接移动横梁11，后端连接前支座8。移动时，将夹紧液压缸置于卸荷状态，启动推拉液压缸12，12′，在推拉液压缸12，12′的带动下移动横梁11移动，当到达合时位置时，对夹紧液压缸加载，移动横梁11夹紧导向柱5，5′，待测的阻尼器放于左、右法兰9、10之间，此时前支座8、后支座4、移动横梁11、导向柱5，5′组成一个刚性框架，阻尼器的受力相当于框架的内力，两个导向柱、移动横梁、前支座和后支座是主要的承力部件，因此变形量易于控制，对平台和地基的要求低。

本发明在左、右法兰9、10之间的导轨上设置了阻尼器重力补偿机构，如图3所示。阻尼器重力补偿机构包括一托板33和两个分别位于托板两侧的托架29，托架29的下端安装有滑块30，滑块30在导轨上左右移动从而调整托板33在平台上的左右位置；托板33的上表面开有滑槽，滑槽与导向柱5方向垂直，在滑槽内的两端分别安放有一个三角支座31，31′，两三角支座31，31′之间通过拉杆32连接，拉杆32的端部靠近三角支座31处装有一个自锁螺母，通过调节自锁螺母从而调节三角支座31，31′与拉杆32间的相对位置，从而调节三角支座31，31′在平台上的前后位置；为了调整托板33的上下位置，托架29由一水平板和竖直板构成为“L”型结构，托板33就搭在其水平板上，在托架29的竖直板内插有螺栓27，螺栓27顶端与托板33螺纹连接，旋转螺栓27底端，托板33沿着螺栓27上升或下降，从而实现对托板33的上下位置调整。作为优化，紧靠托架29的竖直板安放有穿过托板33的竖直导柱28，保证托板33在上下移动过程中的平稳。阻尼器重力补偿机构主要起到两个作用：其一是通过阻尼器重力补偿机构调整待测阻尼器的左右、前后、上下位置，帮助实现阻尼器在左右法兰间的安装；其二是在测试过程中，由阻尼器重力补偿机构主要承载阻尼器的重量，消除阻尼器重量对测试精度的影响。

测试过程中，由于偏载等原因待测阻尼器容易出现旋转，影响测试精度。因此，在平台20上设置了防阻尼器旋转机构，参考图1及图4。防阻尼器旋转机构包括导向套2、两拨杆3，3′和两轴承1，1′。导向套2安装在后支座4内，导向套2的内表面对称开有两个与导向柱5同向的槽道。伺服液压缸7中活塞杆6的左端位于导向套2内，活塞杆6的左端对称接有两个拨杆3，3′，拨杆3，3′上分别装有轴承1，1′，两轴承分别位于一槽道内。活塞杆6左右移动时，轴承1，1′沿着槽道移动，轴承1，1′因为槽道的限位限制了活塞杆6的旋转，而活塞杆6连接左法兰9，因此也防止了左法兰9的旋转，从而消除了阻尼器的旋转。

伺服液压缸7上安装有集成阀块24，集成阀块24上安装有与伺服液压缸7连通的大流量伺服阀26及小流量伺服阀25，分别用于阻尼器的动态和静态试验。同时在集成阀块24上分别安装两个大通径插装式截止阀22和两个小通径插装式截止阀23。动态试验时，关闭两个小通径插装式截止阀23切断小流量伺服阀25的进出油路，减小压力对小流量伺服阀25的冲击；静态试验时，关闭两个大通径插装式截止阀22切断大流量伺服阀26的进出油路，此时用小流量伺服阀25控制进行阻尼器的静态试验，从而提高试验的控制精度。集成阀块24直接安装在作动器上，以尽可能减少阀口与作动器间的连接管路，提高测试装置的固有频率。

在具体的阻尼器测试过程中，将本发明与外部动力原、测控系统相连接，最终实现阻尼器的综合性能测试。

Claims (6)

1.一种阻尼器综合性能测试装置，包括平台（20），平台(20)上设置有两条平行的导轨（21，21′），两导轨(21，21′)的上方分别设有导向柱（5，5′），两导向柱（5，5′）的一端通过前、后支座（8、4）固定于导轨上，另一端通过能在导轨上滑动的移动横梁(11)固定于导轨上；前、后支座（8、4）间设有伺服液压缸（7），伺服液压缸（7）的活塞杆（6）穿过前支座（8）连接左法兰（9）；移动横梁（11）面向左法兰（9）的一侧设有右法兰（10）；在平台上设置有两个推拉液压缸（12，12′），两推拉液压缸（12，12′）的前端连接移动横梁（11），后端连接前支座（8）；其特征在于，

在所述伺服液压缸（7）上安装有集成阀块（24），集成阀块（24）上安装有与伺服液压缸（7）连通的大流量伺服阀（26）及小流量伺服阀（25），大流量伺服阀（26）的进出口处分别设有一个大通径插装式截止阀，小流量伺服阀（25）的进出口处分别设有一个小通径插装式截止阀。

2. 根据权利要求1所述的阻尼器综合性能测试装置，其特征在于，  所述左，右法兰（9，10）之间的导轨上设有阻尼器重力补偿机构，阻尼器重力补偿机构包括一托板（33）和两个分别位于托板两侧的“L”型托架，两托架与导轨的接触面间装有滑块；托板（33）的上表面开有与导向柱（5）方向垂直的滑槽，在滑槽内的两端分别安放有第一，第二三角支座（31，31′），两三角支座（31，31′）之间通过拉杆（32）连接，拉杆（32）与第一或第二三角支座的相接处装有自锁螺母；两托架的竖直板内分别插有螺栓（27），螺栓（27）顶端与托板（33）螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的阻尼器综合性能测试装置，其特征在于，紧靠托架（29）的竖直板安放有穿过托板（33）的竖直导柱（28）。

4. 根据权利要求1或2所述的阻尼器综合性能测试装置，其特征在于，在所述后支座（4）上设有防阻尼器旋转机构，防阻尼器旋转机构包括导向套（2）、第一，第二拨杆（3，3′）和第一，第二轴承（1，1′），导向套（2）的内表面对称开有与导向柱同向的第一，第二槽道；伺服液压缸（7）的活塞杆（6）的左端位于导向套（2）内，并对称接有第一，第二拨杆（3，3′），第一拨杆（3）上装有第一轴承（1），第一轴承（1）位于第一槽道内；第二拨杆（3′）上装有第二轴承（1′），第二轴承（1′）位于第二槽道内。

5. 根据权利要求1或2所述的阻尼器综合性能测试装置，其特征在于，所述前支座（8）、后支座（4）、移动横梁（11）上分别开有两个圆孔，前，后支座（8，4）的两圆孔分别插入两导向柱的一端，移动横梁（11）的两圆孔分别插入两导向柱的另一端；圆孔侧壁开有裂缝，裂缝处设有夹紧机构。

6.根据权利要求5所述的阻尼器综合性能测试装置，其特征在于，所述前支座（8）、后支座（4）的圆孔处的夹紧机构为螺栓，移动横梁（11）的圆孔处的夹紧机构为夹紧油缸。

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