CN101865180A - 一种液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置 - Google Patents

Abstract

一种液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，包含液压泵站、测试组件、液压控制分流装置、伺服油缸、高频伺服阀及数据采集控制系统。测试组件包含固定阀块、振动阀块及测试件，测试件由待测试的液压管及连接接头组成，该测试件一端与固定阀块连接，另一端与振动阀块的一端连接，振动阀块的另一端与伺服油缸的活塞杆连接。液压泵站提供液压源，液压控制分流装置与集成有高频伺服阀的伺服油缸连接。数据采集控制系统与液压分流装置、伺服油缸以及高频伺服阀连接。伺服油缸带动振动阀块上下往复运动，实现整个测试件的挠动，液压泵站通过固定阀块向测试件提供静压力，即可实现同时对测试件进行静压测试和振动测试，结构简单，试验效果明显。

Description

一种液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置

技术领域

本发明涉及一种静压及振动复合试验装置，具体涉及的是一种液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置。

背景技术

液压管及其连接接头在工作条件下的由于机械振动易引起疲劳，为确定液压管及接头组合体承受疲劳的能力，需要对该组合体做静压条件下的振动试验。现有的振动试验装置是将试验件放在振动台上，充上压力，整个试验件随着振动台振动，现有试验装置的缺点是：振动频率范围小、振幅小、数据采集困难且精度不高，振动的波形选择小，最主要的缺点是并没有模拟管连接件的实际工况。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，该装置能对液压管及其连接接头组合体做静压条件下的振动试验，从而满足对液压管及其连接接头组合体的模拟实际工况的试验要求。

为了实现上述目的，本发明提供一种液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其用于对测试件进行复合试验，其特点是，包含液压泵站、测试组件、液压控制分流装置、伺服油缸、高频伺服阀及数据采集控制系统；

上述的测试组件包含固定阀块及振动阀块；

所述的液压泵站通过液压油提供静压力，其通过液压软管及管接头与固定阀块和液压控制分流装置)分别连接；

所述的液压控制分流装置通过液压软管及管接头与高频伺服阀连接；

所述的高频伺服阀设置在伺服油缸上；

所述的数据采集控制系统通过电缆线和数据线分别与液压控制分流装置、伺服油缸和高频伺服阀连接；

所述的测试件由待测试的液压管及连接接头组成，该测试件一端与固定阀块的一端固定连接，该测试件的另一端与振动阀块的一端连接；

所述的振动阀块的另一端与伺服油缸的活塞杆连接；

伺服油缸带动振动阀块上下往复振动，同时也带动测试件振动，液压泵站通过固定阀块向测试件提供静压力。

上述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其中，液压泵站包含振动泵组件、增压泵组件和辅助附件；

所述的振动泵组件包含振动泵组、比例溢流阀和溢流阀，该振动泵组件通过液压控制分流装置为伺服油缸提供液压油源，使伺服油缸的活塞进行往复工作，带动测试件进行振动；

所述的比例溢流阀与振动泵组连接，调节该比例溢流阀进行泵组的工作压力的调节；溢流阀设定了泵组的安全压力。

上述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其中，增压泵组件通过固定阀块向被测试件提供静压力，该增压泵组件包含依次连接的增压泵组、比例溢流阀、溢流阀、换向阀和增压器；

所述的比例溢流阀与增压泵组连接，调节该比例溢流阀进行泵组的工作压力的调节；溢流阀设定了泵组的安全压力；

所述的增压器与固定阀块的另一端连接；

所述的换向阀和增压器对测试件进行增压加压。

上述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其中，液压泵站还包含辅助组件；所述的辅助组件包含过滤器、冷却器和过滤器，过滤器保证进入伺服油缸的油液清洁，冷却器对回油油液进行冷却，过滤器对回油油液进行精密过滤。

上述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其中，测试组件还包含试验台架；

所述的试验台架与地面固定连接用于支撑测试组件、伺服油缸和高频伺服阀；所述的试验台架通过固定连接元件与固定阀块、伺服油缸和高频伺服阀固定连接。

上述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其中，液压控制分流装置包含通过液压管路连接的比例减压阀、换向阀、液控单向阀和蓄能器，该液压控制分流装置保证进入伺服油缸及高频伺服阀的油液的压力与流量平稳，并实现伺服油缸及高频伺服阀的高低压工作状态。

上述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其中，伺服油缸上还设置有位移传感器和力传感器；

所述的位移传感器和力传感器通过数据线与数据采集控制系统连接形成对伺服油缸的闭环控制。

上述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其中，数据采集控制系统包含人机交互界面，该人机交互界面提供测试件的静压及振动复合试验数据的选择和设置。

上述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其中，数据采集控制系统还包含应急按钮，该应急按钮可在出现异常情况时控制伺服油缸和高频伺服阀停止工作并切断压力。

本发明与现有技术相比，其优点在于：本发明通过液压泵站提供试验所需的静压力，通过伺服油缸及高频伺服阀提供试验所需的振动，可同时对液压管及其连接接头进行静压及挠动振动测试，结构简单，试验效果明显；另外，本发明还提供人机交互界面，试验人员可以在屏幕上进行振动波形、振动频率、振动幅度、力限制、位移限制、力和位移的控制转换、显示范围等的选择和设置，以便对试验结果有更直观、更深入的了解与控制，从而确定液压管及其连接接头承受疲劳的能力。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的各部件的详细结构及连接关系的示意图。

具体实施方式

以下结合图1和图2，详细说明本发明优选的实施例。

如图1所示，图1是本发明结构框图。一种液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其用于对测试件203进行静压及挠动振动复合试验，包含液压泵站1、测试组件2、液压控制分流装置3、伺服油缸4、高频伺服阀5及数据采集控制系统6。液压泵站1包含泵组件、调压增压组件和辅助组件，其通过液压软管及管接头与测试组件2和液压控制分流装置3分别连接，液压控制分流装置3通过液压软管与集成高频伺服阀的伺服油缸4连接。数据采集控制系统6通过电缆线和数据线分别与伺服油缸的位移传感器和力传感器、高频伺服阀5和液压控制分流装置3上的电磁阀连接。

如图2所示，图2是本发明各部件的详细结构及连接关系的示意图。

液压泵站1为系统内各液压元件提供液压源，其通过液压软管与固定阀块202和液压控制分流装置3分别连接。液压泵站1包含振动泵组件、增压泵组件和辅助附件等。

振动泵组件通过液压控制分流装置3为伺服油缸4提供液压油源，使伺服油缸4的活塞进行往复动作，从而带动测试件203进行振动。

振动泵组件包含通过液压软管及管接头与振动泵组106依次连接的比例溢流阀107和溢流阀108。比例溢流阀107与振动泵组106连接，溢流阀108与液压控制分流装置3连接。振动泵组106采用比例压力变量控制方式，根据不同的测试组件203，通过调节比例溢流阀107进行振动泵组106的工作压力的调节，当泵的工作压力达到预定值后，其将会自动减少油液排量以节能。溢流阀108可以保证系统安全，当油液压力超过108的设定压力值时，该溢流阀108将会打开，使部分油液回流至油箱。

增压泵组件包含通过液压软管及管接头依次连接的增压泵组101、比例溢流阀102、溢流阀103、换向阀104和增压器105，比例溢流阀102与增压泵组101连接，增压器105与固定阀块202的另一端连接。增压泵组101采用比例压力变量控制方式，根据不同的测试组件2，通过调节比例溢流阀102进行增压泵组101的工作压力的调节，当增压泵组101的工作压力达到预定值后，其将会自动减少油液排量以节能。溢流阀103可以保证系统安全，当油液压力超过溢流阀103设定压力值时，该溢流阀103将会打开，使部分油液回流至油箱。通过激活换向阀104和增压器105可以对测试件203进行增压加压。

辅助组件包含过滤器109、冷却器110和过滤器111，过滤器109保证进入伺服油缸5的油液清洁，冷却器110对回油油液进行冷却，过滤器111对回油油液进行精密过滤。

测试组件2由试验台架201、固定阀块202和振动阀块204组成。试验台架201通过膨胀螺钉与地面固定，用于支撑固定阀块202、测试件203、伺服油缸4及高频伺服阀5。试验台架201通过螺钉与固定阀块202连接，伺服油缸4及高频伺服阀5也通过螺钉与试验台架201连接。测试件203由液压管和连接接头组成。根据试验要求，测试件203的液压管和连接接头可以更换为不同尺寸和规格产品。测试件203一端通过法兰和螺钉与固定阀块202连接，在试验过程中保持固定不动状态，测试件203的另一端与振动阀块204连接，振动阀块204的左侧面通过螺钉与测试件203连接。振动阀块204顶面与伺服油缸4的活塞杆连接。

液压控制分流装置3的主要功能是保证进入伺服油缸4及高频伺服阀5的油液的压力与流量平稳，并实现伺服油缸4及高频伺服阀5的高低压工作状态，其包含通过液压管路连接的比例减压阀303、换向阀306、液控单向阀307和蓄能器308。液压控制分流装置3通过液压软管及管接头与高频伺服阀5连接，当换向阀306单独带电时，伺服油缸4及高频伺服阀5处于低压工作状态，低压工作状态是为试验做准备的，在这种状态下进行伺服油缸4与测试件203的连接，调试伺服油缸4缓慢伸缩到试验的初始位置。当换向阀306和比例减压阀303同时带电时，伺服油缸4及高频伺服阀5从低压缓慢升至高压，当高压稳定后，由于之前产生的压力波动使伺服油缸4的位置发生变动，此时再对伺服油缸4的进行设定使其达到初始位置，液控单向阀307和蓄能器308的作用是缓慢地使伺服系统从低压状态过渡到高压状态，减少压力变化的冲击。

伺服油缸4一端用螺钉固定于试验台架201上，振动阀块204的顶面与液压伺服油缸4固定连接。伺服油缸4上集成有位移传感器401和力传感器402，位移传感器401、力传感器402和液压控制分流器上的电磁阀通过线缆与数据采集控制系统6连接，在系统6上输入振动的要求(振幅、频率等)系统6会将要求转换成命令信号给伺服阀，并通过传感器接收油缸的振动参数，将参数与输入要求进行比较，调整输出命令，让油缸的振动无限接近要求，油缸和控制系统之间就形成了一个闭环控制，整个过程是个动态的过程。

高频伺服阀5直接安装在伺服油缸4上，免去了中间管线，使振动的精度更高，高频伺服阀5通过数据线与数据采集控制系统6连接，能实现0-200Hz的频率响应。

数据采集控制系统6用于对高频伺服阀5和伺服油缸4进行测量与控制，通过线缆分别与伺服油缸4和高频伺服阀5连接。本发明提供的数据采集控制系统6包含人机交互界面和应急按钮，试验人员可以在屏幕上进行振动波形的选择、振动频率的设置、振动幅度的调整、力限制、位移限制、力和位移的控制转换、显示范围等的选择和设置。应急按钮可在出现异常情况时控制伺服油缸4和高频伺服阀5停止工作并切断压力。

使用本发明进行试验时，具体准备过程如下：

1、预安装：将测试组件2安装到试验台架201上；

2、提供压力：启动液压泵站1的增压泵组101和振动泵组106，分别通过比例溢流阀102和比例溢流阀107调节增压泵组101和振动泵组106的工作压力；通过数据采集控制系统6对液压控制分流装置3的换向阀306进行激活，使其单独带电，这时的伺服油缸4及高频伺服阀5组成的伺服系统处于低压工作状态，通过数据采集控制系统6上面的旋钮调节伺服油缸4的活塞杆的伸出长度，使其与测试件203连接起来，再调整活塞杆的伸出长度，将试验件调整到水平位置，也就是测试的初始位置。

3、再次调节：通过数据采集控制系统6对液压控制分流装置3的换向阀306和比例减压阀303进行激活，使二者同时带电，此时伺服油缸4及高频伺服阀5将从低压缓慢升至高压，当高压稳定后，由于之前产生的压力波动使伺服油缸4的位置发生变动，此时再对伺服油缸4的进行设定使其达到初始位置；

4、设置参数：通过数据采集控制系统6设置试验所需振动的幅度、频率、波形和力及位移的限制值，在试验中如果伺服油缸4的位移和力超过了该设置值，系统将会报警并切断伺服系统压力，当其他异常情况出现时，按下应急按钮，伺服系统自动停止并切断压力；

5、增压：激活换向阀104，让增压器105工作，通过调节比例溢流阀102将测试件203的测试压力调至需要的值；

6、开始试验：在数据采集控制系统6上激活试验，系统开始振动及静压复合试验，振动过程及受压情况将记录在系统内，系统将记录下测试件203所能承受的最大的振动幅值和最大的静压力。

本发明在对液压管及其连接接头进行试验时，伺服油缸会带动振动阀块上下往复振动，同时也带动测试件往复运动，液压油由液压泵站通过固定阀块进入测试件为其提供静压力。本发明通过液压泵站提供试验所需的静压力，通过伺服油缸及高频伺服阀提供试验所需的振动，可同时对任意的液压管及其连接接头进行静压及振动测试，结构简单，试验效果明显；另外，本发明还提供人机交互界面，试验人员可以在屏幕上进行振动波形、振动频率、振动幅度、力限制、位移限制、力和位移的控制转换、显示范围等的选择和设置，以便对试验结果有更直观、更深入的了解与控制，从而确定液压管及其连接接头承受疲劳的能力。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其用于对测试件(203)进行复合试验，特征在于，包含液压泵站(1)、测试组件(2)、液压控制分流装置(3)、伺服油缸(4)、高频伺服阀(5)及数据采集控制系统(6)；

所述的测试组件(2)包含固定阀块(202)及振动阀块(204)；

所述的液压泵站(1)通过液压油提供静压力，其通过液压软管及管接头与固定阀块(202)和液压控制分流装置(3)分别连接；

所述的液压控制分流装置(3)通过液压软管及管接头与高频伺服阀(5)连接；

所述的高频伺服阀(5)设置在伺服油缸(4)上；

所述的数据采集控制系统(6)通过电缆线和数据线分别与液压控制分流装置(3)、伺服油缸(4)和高频伺服阀(5)连接；

所述的测试件(203)由待测试的液压管及连接接头组成，该测试件(203)一端与固定阀块(202)的一端固定连接，该测试件(203)的另一端与振动阀块(204)的一端连接；

所述的振动阀块(204)的另一端与伺服油缸(4)的活塞杆连接；

伺服油缸带动振动阀块上下往复振动，同时也带动测试件振动，液压泵站通过固定阀块向测试件提供静压力。

2.如权利要求1所述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其特征在于，所述的液压泵站(1)包含振动泵组件、增压泵组件和辅助附件；

所述的振动泵组件包含振动泵组(106)、比例溢流阀(107)和溢流阀(108)，该振动泵组件通过液压控制分流装置(3)为伺服油缸(4)提供液压油源，使伺服油缸(4)的活塞进行往复工作，带动测试件(203)进行振动；

所述的比例溢流阀(107)与振动泵组(106)连接，调节该比例溢流阀(107)进行泵组(106)的工作压力的调节；溢流阀(108)设定了泵组的安全压力。

3.如权利要求2所述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其特征在于，所述的增压泵组件通过固定阀块(202)向被测试件提供静压力，该增压泵组件包含依次连接的增压泵组(101)、比例溢流阀(102)、溢流阀(103)、换向阀(104)和增压器(105)；

所述的比例溢流阀(102)与增压泵组(101)连接，调节该比例溢流阀(102)进行泵组(101)的工作压力的调节；溢流阀(103)设定了泵组的安全压力；

所述的增压器(105)与固定阀块(202)的另一端连接；

所述的换向阀(104)和增压器(105)对测试件(203)进行增压加压。

4.如权利要求3所述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其特征在于，所述的液压泵站(1)还包含辅助组件；所述的辅助组件包含过滤器(109)、冷却器(110)和过滤器(111)，过滤器(109)保证进入伺服油缸(5)的油液清洁，冷却器(110)对回油油液进行冷却，过滤器(111)对回油油液进行精密过滤。

5.如权利要求4所述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其特征在于，所述的测试组件(2)还包含试验台架(201)；

所述的试验台架(201)与地面固定连接用于支撑测试组件(2)、伺服油缸(4)和高频伺服阀(5)；所述的试验台架(201)通过固定连接元件与固定阀块(202)、伺服油缸(4)和高频伺服阀(5)固定连接。

6.如权利要求5所述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其特征在于，所述的液压控制分流装置(3)包含通过液压管路连接的比例减压阀(303)、换向阀(306)、液控单向阀(307)和蓄能器(308)，该液压控制分流装置(3)保证进入伺服油缸(4)及高频伺服阀(5)的油液的压力与流量平稳，并实现伺服油缸(4)及高频伺服阀(5)的高低压工作状态。

7.如权利要求6所述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其特征在于，所述的伺服油缸(4)上还设置有位移传感器(401)和力传感器(402)；

所述的位移传感器(401)和力传感器(402)通过数据线与数据采集控制系统(6)连接形成对伺服油缸(4)的闭环控制。

8.如权利要求7所述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其特征在于，所述的数据采集控制系统(6)包含人机交互界面，该人机交互界面提供测试件(203)的静压及振动复合试验数据的选择和设置。

9.如权利要求8所述的液压管及其连接接头的静压及振动复合试验装置，其特征在于，所述的数据采集控制系统(6)还包含应急按钮，该应急按钮可在出现异常情况时控制伺服油缸(4)和高频伺服阀(5)停止工作并切断压力。