CN102183700A - 可控载荷谱液压加载方法及其加载装置 - Google Patents

可控载荷谱液压加载方法及其加载装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及可控载荷谱液压加载方法及其加载装置，加载装置的加载油缸的第一油腔和第二油腔的油口通过三位四通换向阀分别与油泵和油箱连通，三位四通换向阀与油泵之间设置有蓄能器，加载活塞杆上设置有力传感器，该加载装置还包括控制三位四通换向阀换向的微机控制系统，力传感器的信号输出给控制系统，在加载时，将要加载的载荷谱输入微机控制系统中，微机控制系统根据载荷谱控制三位四通换向阀进行换向，从而在加载活塞的加载活塞杆上得到需要的载荷，并通过力传感器对加载活塞杆上的载荷进行检测并将检测结果传输给微机加载系统进行比对，确定加载活塞杆上的载荷是否达到了要求，并根据比对结果调整三位四通换向阀的工作位及其换向时刻。

Description

可控载荷谱液压加载方法及其加载装置
技术领域
本发明涉及一种可以加设可控载荷谱的液压加载方法，同时本发明还涉及该加载方法的加载装置。
背景技术
随着工业技术的发展，在很多场合需要可控载荷谱的加载装置。例如，模拟铁路弓网系统时，由于架空线的跨距、车速、架空线的质量、受电弓的结构和特性等因素的影响，导致受电弓对导线的压力是随不同规律变化的。所以，该模拟系统的加载装置也是变载荷谱的加载装置，该加载装置加载载荷的大小、频率和波形均发生变化。
实现变载荷加载的方式有电磁加载法、液压法和传统的机械方法。电磁加载方法脉动载荷励磁信号受外界干扰大，加载力不易控制，且加载力较小；用传统液压法实现脉动加载，系统响应慢容易滞后，无法实现中、高频加载；传统机械加载多采用偏振式或传动式，这种形式的加载装置产生载荷的频率和大小均不易调整，且使用过程中噪音比较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以实现加载多种形式的脉动载荷的可控载荷谱液压加载方法，同时本发明的目的还在于提供该可控载荷谱液压加载方法的加载装置。
为实现上述目的，本发明的可控载荷谱液压加载方法采用如下技术方案：一种可控载荷谱液压加载方法，该加载方法通过加载油缸的加载活塞的加载活塞杆进行加载，根据需要加载的载荷谱通过微机控制系统控制三位四通换向阀换向，向加载油缸的第一油腔或第二油腔中加入压力油，或是实现对两个油缸的保压。
在加载活塞杆上装配有力传感器，并将力传感器的信号反馈给微机控制系统。
本发明的可控载荷谱液压加载装置采用如下技术方案：
一种可控载荷谱液压加载装置，该加载装置包括加载油缸，加载油缸的由加载活塞分成的第一油腔和第二油腔的油口通过三位四通换向阀分别与油泵和油箱连通，所述三位四通换向阀与油泵之间设置有蓄能器，该加载装置还包括控制三位四通换向阀换向的控制系统。
所述蓄能器与三位四通换向阀之间设置有第一开关阀，所述油泵与蓄能器之间连通设有一支路，该支路通过第二开关阀在第一开关阀的出口处与主路汇合并进入三位四通换向阀，油泵的出口与第二开关阀之间设置有防止液压油向油泵的出口处流动的单向阀。
所述三位四通换向阀为电磁阀。
所述控制系统为微机控制系统，微机控制系统的控制输出端与三位四通换向阀的电磁铁的通断电开关控制相连。
所述加载油缸的用于加载的加载活塞杆上装配有力传感器，力传感器的信号输出端与微机控制系统的信息输入端相连。
所述加载油缸上还设置有测试活塞位移的位移传感器，位移传感器的信号输出端与微机控制系统的信息输入端相连。
所述油泵的出口处设置有用作安全阀的溢流阀。
所述三位四通换向阀的中位为O型。
本发明的加载方法通过加载油缸的加载活塞杆进行加载，通过微机控制装置控制三四通换向阀，向加载油缸的第一油腔或第二油腔中加入压力油，或是实现对两个油缸的保压，从而在加载活塞杆上得到需要的载荷，并在加载活塞杆上设置力传感器，并将力传感器测得的力反馈给微机控制系统，与事先输入到微机控制系统中的需要加载的载荷进行比对并根据比对结果调整三位同换向阀的工作位与换向时刻，以确保在加在活塞的加载活塞杆上得到需要的载荷。
本发明的加载油缸的第一油腔和第二油腔的油口通过三位四通换向阀分别与油泵和油箱连通，在工作时，加载活塞的加载活塞杆顶压在需要加载的设备上，根据需要加载的载荷普通过控制系统控制三位四通换向阀进行换向，改变加设的载荷，使其符合加载载荷谱的要求，实现可控载荷谱加载方式，对需要加载的设备加设多种形式的脉动载荷。
本发明的加载活塞杆上装配有力传感器，力传感器的信号输出端与微机控制系统的信息输入端相连，通过力传感器对加载载荷进行测量，并把得到的载荷信号传递给微机控制系统，实现闭环控制，保证实际加设的载荷与所需加设的载荷一致。
附图说明
图1是本发明实施例的原理图。
具体实施方式
一种可控载荷谱液压加载方法的实施例，该加载方法通过加载油缸进行加载，加载油缸内的加载活塞将加载油缸分为第一油腔和第二油腔，加载活塞的加载活塞杆顶压在需要加载的设备上，第一油腔与第二油腔通过是三位四通换向阀在分别与油泵和油箱相连，三位四通换向阀与油泵之间设置有蓄能器，加载活塞用于加载的加载活塞杆位于第一油腔中，加载活塞杆上设置有力传感器，该加载装置还包括控制三位四通换向阀换向的微机控制系统，力传感器的信号输出给微机控制系统，三位四通换向阀的中位为具有保压功能的O型中位，将需要加载的载荷谱输入通过微机控制系统，微机控制系统通过载荷谱控制与加载油缸相连的三位四通换向阀进行换向，当需要加设的载荷持续增大时，可以通过微机控制系统控制三位四通换向阀，使得油泵中的压力油持续进入加载油缸的第二油腔，加载活塞的加载活塞杆上输出的载荷就会持续增大，当需要加设的载荷降低时可以控制三位四通换向阀换向，在换向过程中，加载活塞上的载荷会降低，在载荷降低的过程中持续换向，使得载荷以符合载荷谱的形式降下来，当需要保持一个压力时，将三位四通换向阀调到中位工作，保持压力不变。在加载的过程中，力传感器会将测得的加载活塞杆上的载荷反馈给微机控制系统，微机控制系统会将力传感器反馈的信号与事先输入到微机控制系统中的载荷谱进行比对，并根据比对结果调整三位四通换向阀的工作位及三位四通换向阀的换向时刻。加载油缸上还设置有测试加载活塞杆的位移的位移传感器，位移传感器将测得的结果输给微机控制系统，微机控制系统会参考加载活塞的位移量调整调整三位四通换向阀的工作位及三位四通换向阀的换向时刻，以便在加载活塞上准确的得到需要的载荷。
一种可控载荷谱液压加载装置的实施例，在图1中，该加载装置包括加载油缸12，加载油缸12内设置有加载活塞，加载活塞将加载油缸的内腔分为第一油腔和第二油腔，加载活塞的加载活塞杆设置在第一油腔中。第一油腔和第二油腔的油口通过三位四通换向阀2分别与油泵9和油箱3连通，油泵9的出口与三位四通换向阀2之间设置有蓄能器10。三位四通换向阀2为电磁换向阀，通过电磁铁的通断电进行换向，微机控制系统13通过控制三位四通换向阀2的电磁铁的开关控制三位四通换向阀进行换向，微机控制系统会根据需要加载的载荷谱控制三位四通换向阀2进行换向。
作为以上技术方案的改进，蓄能器10与油泵9的出口之间具有一个支路，该支路上串设第二开关阀5，油泵9的出口与第二开关阀5之间设置有防止液压油向油泵的出口处流动的单向阀6，蓄能器10与三位四通换向阀2之间设置有第一开关阀4，第二开关阀5的出口与第一开关阀4的出口汇合一起进入三位四通换向阀2。
作为上述技术方案的改进，加载活塞杆上装配有力传感器1，力传感器1的信号输出端与微机控制系统13的信息输入端相连。
作为上述技术方案的改进，第二油腔中也具有活塞杆，该活塞杆上设置有测试活塞位移的位移传感器11，位移传感器11的信号输出端与微机控制系统的信息输入端相连。
作为以上技术方案的改进，油泵9的出口处设置有溢流阀7，溢流阀7为安全阀。
作为以上技术方案的改进，三位四通换向阀2的中位为O型。
以上实施例中的控制系统为微机控制系统，也可以是其它可以实现控制功能的控制系统。
以上实施例中的三维四通三位四通换向阀的中位为O型，也可以是其他可以实现油缸保压的M型。
以上实施例中的位移传感也可以直接设置在加载活塞杆上。
在电气化铁路上运行的列车均具有受电弓，受电弓与铁轨上方设置的电线接触电连，为列车提供运行需要的电能，在列车的运动过程中，电线会在受电弓上加设一个载荷，这个载荷不是恒载荷，是一个脉动的变载荷，这个载荷的大小及变化规律与架空线的跨距、车速、架空线的质量、受电弓的结构和特性有关，是一个不稳定的量，这个不稳定的脉动载荷对受电弓的作用直接影响受电弓的性能和寿命，怎样提高受电弓的寿命，如何设置受电弓的形状才能使得受电弓在与导线快速相对移动的过程中还能保持与电线的良好导电，是人们一种想弄清的问题。因为应用领域的特殊性，研究人员无法接近受电弓与导线的接触点去进行观察，这就需要进行模拟实验来找出其中的规律。人们可以在受电弓上设置力传感器将电线对受电弓的作用力测出来，形成一个载荷谱，然后模拟这个载荷谱并将模拟出来的载荷加设在模拟试验中的受电弓上，以便对受电弓进行改进，在这种模拟试验中如何准确的得到符合载荷谱的载荷是关键，这就需要一种可以加设可控载荷谱的加载装置。

Claims (10)

1.一种可控载荷谱液压加载方法，其特征在于：该加载方法的加载装置包括加载油缸，加载油缸的由加载活塞分成的第一油腔和第二油腔的油口通过三位四通换向阀分别与油泵和油箱连通，三位四通换向阀的中位具有保压功能，三位四通换向阀与油泵之间设置有蓄能器，在加载活塞用于加载的加载活塞杆上设置有力传感器，该加载装置还包括控制三位四通换向阀换向的微机控制系统，力传感器的信号输出给控制系统，在加载时，将要加载的载荷谱输入微机控制系统中，微机控制系统根据载荷谱控制三位四通换向阀进行换向，向加载油缸的第一油腔或第二油腔中加入压力油，或是实现对两个油缸的保压，从而在加载活塞的加载活塞杆上得到需要的载荷，并通过力传感器对加载活塞杆上的载荷进行检测并将检测结果传输给微机加载系统进行比对，确定加载活塞杆上的载荷是否达到了要求，并根据比对结果调整三位四通换向阀的工作位及其换向时刻。
2.根据权利要求1所述的可控载荷谱液压加载方法，其特征在于：所述加载油缸上还设置有测试活塞位移的位移传感器，位移传感器的信号输出端与微机控制系统的信息输入端相连。
3.一种可控载荷谱液压加载装置，其特征在于：该加载装置包括加载油缸，加载油缸的由加载活塞分成的第一油腔和第二油腔的油口通过三位四通换向阀分别与油泵和油箱连通，所述三位四通换向阀与油泵之间设置有蓄能器，该加载装置还包括控制三位四通换向阀换向的控制系统。
4.根据权利要求3所述的可控载荷谱液压加载装置，其特征在于：所述蓄能器与三位四通换向阀之间设置有第一开关阀，所述油泵与蓄能器之间连通设有一支路，该支路通过第二开关阀在第一开关阀的出口处与主路汇合并进入三位四通换向阀，油泵的出口与第二开关阀之间设置有防止液压油向油泵的出口处流动的单向阀。
5.根据权利要求3或4所述的可控载荷谱液压加载装置，其特征在于：所述三位四通换向阀为电磁阀。
6.根据权利要求5所述的可控载荷谱液压加载装置，其特征在于：所述控制系统为微机控制系统，微机控制系统的控制输出端与三位四通换向阀的电磁铁的通断电开关控制相连。
7.根据权利要求6所述的可控载荷谱液压加载装置，其特征在于：所述加载油缸的用于加载的加载活塞杆上装配有力传感器，力传感器的信号输出端与微机控制系统的信息输入端相连。
8.根据权利要求7所述的可控载荷谱液压加载装置，其特征在于：所述加载油缸上还设置有测试活塞位移的位移传感器，位移传感器的信号输出端与微机控制系统的信息输入端相连。
9.根据权利要求3所述的可控载荷谱液压加载装置，其特征在于：所述油泵的出口处设置有用作安全阀的溢流阀。
10.根据权利要求3所述的可控载荷谱液压加载装置，其特征在于：所述三位四通换向阀的中位为O型。
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