CN104314893B - 一种液压伺服控制试验台系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压伺服控制试验台系统，包括工作油箱、主回油路、伺服控制回路、横梁推拉回路、冷却回油路以及夹紧回路，所述主回油路由工作油箱分别与所述伺服控制回路、横梁推拉回路以及夹紧回路相连，最后经冷却再经冷却回油路送回至所述工作油箱。本发明结构合理，运行平稳可靠；由于采用小泵源大蓄能器组，使系统负载动力匹配合理得当，提高了效率，减少了无功耗损；大小伺服阀的采用同时满足了动静态试验的要求；此外夹紧缸的换向控制采用球式电磁换向阀，基本达到了零泄漏，从而使保压性能良好。
Description
技术领域
本发明属于液压实验设备领域，涉及一种液压试验装置，具体地说是一种液压伺服控制试验台系统。
背景技术
电液伺服控制试验台作为测试材料、构件乃至整机性能的设备，因输出功率大、动态响应快等特点而在航空航天、车辆、船舶、建筑、机械等领域广泛应用。伺服控制综合性能试验台是一种典型的电液伺服控制系统，其研制涉及到机械制造、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。但是现有的试验设备存在效率低下，无功损耗较大，保压性能较差的缺陷，严重制约此类的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种液压伺服控制试验台系统，从节能角度出发，解决了低功耗下如何实现较大冲击的问题，满足实际测试的要求。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种液压伺服控制试验台系统，包括工作油箱、主回油路、伺服控制回路、横梁推拉回路、冷却回油路以及夹紧回路，所述主回油路由工作油箱分别与所述伺服控制回路、横梁推拉回路以及夹紧回路相连，最后经冷却再经冷却回油路送回至所述工作油箱，所述主回油路包含并联的第一输油支路和第二输油支路与所述工作油箱相连，所述第一输油支路和第二输油支路结构相同，所述第一输油支路包括经管路依次连接的过滤器、截止阀、液压泵以及单向阀，所述第一输油支路和第二输油支路并联后通过过滤器分别与所述伺服控制回路、横梁推拉回路以及夹紧回路相连；
所述伺服控制回路包括静态试验回路和动态试验回路，所述动态试验回路通过安装有截止阀的动态试验液压管路与动态流量伺服阀的第一进口相连，在此动态试验液压管路上设有带压力表开关的压力表、压力传感器、蓄能器以及压力继电器，所述动态流量伺服阀的第一出口和第二进口分别与作动器的进出口相连，并在进出口管路上设有截止阀，所述动态流量伺服阀的第二出口与冷却回油路相连；所述静态试验回路通过依次安装有减压阀、截止阀、过滤器以及蓄能器的静态试验液压管路与静态流量伺服阀的第一进口相连，所述静态流量伺服阀的第一出口与第二进口与所述动态流量伺服阀的第二进口和第一出口相连，并在所述静态流量伺服阀的第一出口与第二进口管路上设有截止阀；
所述横梁推拉回路通过液压管路一端连接在所述静态试验回路的减压阀出口处，另一端与三位四通换向阀的第一进口相连，所述三位四通换向阀的第一出口和第二进口液压管路与推拉缸的进油口和出油口相连，在所述三位四通换向阀的第一出口和第二进口液压管路上均设有单向节流阀，在第一出口液压管路上还设有溢流阀；
所述夹紧回路经液压管路一端连接在所述静态试验回路的减压阀出口处，另一端与二位三通阀相连的第一进口相连，所述二位三通阀的第一出口经管路与所述夹紧缸的进油口相连，所述二位三通阀的第二出口与所述横梁推拉回路中的三位四通阀的第二出口相连并通向回收油路；
所述冷却回油路包括经液压管路依次连接的压力继电器、蓄能器、单向阀、冷却器以及过滤器，最后通向所述工作油箱，在所述冷却器与过滤器的管路上还并联有安装插装阀的支路，所述冷却器的冷却液的进口处安装有冷却水泵。
本发明进一步限定的技术方案是：前述的液压伺服控制试验台系统，所述第二输油支路上设有第一卸荷支路，所述第一卸荷支路上安装有电磁卸荷阀，所述电磁卸荷阀的进口端经管路与所述第二输油支路上的液压泵出口相连，电磁卸荷阀的出口端经管路与所述冷却回油路上的冷却器进口相连；所述动态试验回路上设有第二卸荷支路，所述第二卸荷支路上安装有电磁卸荷阀，电磁卸荷阀的进口端经管路与所述动态试验回路上的截止阀进口相连，电磁卸荷阀的出口端经管路与所述冷却回油路上的冷却器进口相连。
前述的液压伺服控制试验台系统，所述动态流量伺服阀为1000L/min喷嘴挡板式三级流量伺服阀，所述静态流量伺服阀为30L/min喷嘴挡板式二级流量伺服阀；所述液压泵为恒压轴向柱塞变量泵，并通过联轴器连接电机驱动。
前述的液压伺服控制试验台系统，在所述静态试验回路、三位四通换向阀的第一出口液压管路上以及冷却回油路上均设有测压表接头；在所述工作油箱内安装有压力继电器、液位计、空气滤清器以及温度计。
本发明的有益效果是：本发明结构合理，运行平稳可靠；由于采用小泵源大蓄能器组，使系统负载动力匹配合理得当，提高了效率，减少了无功耗损；大小伺服阀的采用同时满足了动静态试验的要求；此外夹紧缸的换向控制采用球式电磁换向阀，基本达到了零泄漏，从而使保压性能良好。
附图说明
图1为本发明液压系统的连接示意图；
其中：
1.工作油箱 2、8、18、35.过滤器 3、24、25.压力继电器 4.液位计 5.空气滤清器 6.温度计 7.冷却水泵 9.冷却器 10.插装阀 11、12.电磁卸荷阀 13、22、31、32、36.截止阀 14.电机 15.联轴器 16.液压泵 17、27.单向阀 19.压力表开关 20.压力表 21.压力传感器 23、26、34.蓄能器 28.测压表接头 29.动态流量伺服阀 30.静态流量伺服阀 33.作动器 37.三四通换向阀 38.减压阀 39.二位三通换向阀 40.单向节流阀 41.溢流阀 42.推拉缸 43.夹紧缸。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种液压伺服控制试验台系统，结构如图1所示，包括工作油箱1、主回油路、伺服控制回路、横梁推拉回路、冷却回油路以及夹紧回路，主回油路由工作油箱分别与伺服控制回路、横梁推拉回路以及夹紧回路相连，最后经冷却再经冷却回油路送回至工作油箱，工作油箱1内安装有压力继电器3、液位计4、空气滤清器5以及温度计6；
主回油路包含并联的第一输油支路和第二输油支路与工作油箱1相连，第一输油支路和第二输油支路结构相同，输油支路包括经管路依次连接的过滤器2、截止阀13、液压泵15以及单向阀17，第一输油支路和第二输油支路并联后通过过滤器18分别与伺服控制回路、横梁推拉回路以及夹紧回路相连；
伺服控制回路包括静态试验回路和动态试验回路，动态试验回路通过安装有截止阀22的动态试验液压管路与动态流量伺服阀29的第一进口相连，在此动态试验液压管路上设有带压力表开关19的压力表20、压力传感器21、蓄能器23以及压力继电器24，动态流量伺服阀29的第一出口和第二进口分别与作动器33的进出口相连，并在进出口管路上设有截止阀32，动态流量伺服阀的第二出口与冷却回油路相连；静态试验回路通过依次安装有减压阀38、截止阀36、过滤器35以及蓄能器34的静态试验液压管路与静态流量伺服阀30的第一进口相连，静态流量伺服阀30的第一出口与第二进口与动态流量伺服阀的第二进口和第一出口相连，并在静态流量伺服阀的第一出口与第二进口管路上均设有截止阀31；
横梁推拉回路通过液压管路一端连接在静态试验回路的减压阀38出口处，横梁推拉回路通过液压管路另一端与三位四通换向阀38的第一进口相连，三位四通换向阀的第一出口和第二进口液压管路与推拉缸42的进油口和出油口相连，在三位四通换向阀的第一出口和第二进口的液压管路上均设有单向节流阀40，在三位四通换向阀第一出口液压管路上还设有溢流阀41；
夹紧回路的一端连接在静态试验回路的减压阀38出口处，另一端与二位三通阀39相连的第一进口相连，二位三通阀39的第一出口经管路与夹紧缸43的进油口相连，二位三通阀的第二出口与横梁推拉回路中的三位四通换向阀的第二出口相连并通向回收油路；
冷却回油路包括经液压管路依次连接的压力继电器25、蓄能器26、单向阀27、冷却器9以及过滤器8，最后通向工作油箱1，在冷却器与过滤器的管路上还并联有安装插装阀10的支路，冷却器的冷却液的进口处安装有冷却水泵7。
本实施例在第二输油支路上设有第一卸荷支路，第一卸荷支路上安装有电磁卸荷阀12，电磁卸荷阀的进口端经管路与第二输油支路上的液压泵出口相连，电磁卸荷阀的出口端经管路与冷却回油路上的冷却器进口相连；动态试验回路上设有第二卸荷支路，第二卸荷支路上安装有电磁卸荷阀11，电磁卸荷阀的进口端经管路与动态试验回路上的截止阀进口相连，电磁卸荷阀的出口端经管路与冷却回油路上的冷却器进口相连。
本实施例采用的动态流量伺服阀为1000L/min喷嘴挡板式三级流量伺服阀，静态流量伺服阀为30L/min喷嘴挡板式二级流量伺服阀，液压泵为恒压轴向柱塞变量泵，并通过联轴器15连接电机14驱动；在静态试验回路、三位四通换向阀的第一出口液压管路上以及冷却回油路上均设有测压表接头28。
动态流量伺服阀选取1000L/min(阀压降为7MPa时)的喷嘴挡板式三级流量伺服阀，对于静态试验来说此阀显然过大，因此另外配制一个30L/min(阀压降为7MPa时)的流量伺服阀30为静态试验伺服阀，该阀为喷嘴挡板式二级伺服阀。在不同工况时两阀通过球阀隔断。二级伺服阀和三级伺服阀的控制油路与主油路隔开，并加装了减压阀38，精密过滤器35及蓄能器34，从而提高油液的清洁度和伺服阀的可靠性，同时使得控制压力更加稳定。横梁推拉回路的压力油取自主油路，主要元件包括减压阀38、三位四通换向阀37、单向节流阀40、溢流阀41和推拉缸42。横梁推拉时由两个缸同时出力。两缸采取机械同步控制方式，溢流阀41可以避免当横梁卡死后，进入缸的压力过高而使得活塞杆失稳。
横梁和导向柱之间的固定采用液压夹紧的方式。在安装阻尼器时，横梁可以沿导向柱移动，一旦试件安装好并开始试验时，横梁9与导向柱4、前支座1和首支座3等构成一个刚性的承力框架，这种结构型式不仅使得试验空间调节方便，横梁和导向柱之间没有间隙，而且降低了对安装平台和地基的要求。液压夹紧回路的压力油也取自主油路，主要元件包括减压阀38、二位三通阀39和夹紧缸43。夹紧缸是一个单出口的液压缸，其回程主要靠横梁恢复变形时产生的力。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种液压伺服控制试验台系统，包括工作油箱、主回油路、伺服控制回路、横梁推拉回路、冷却回油路以及夹紧回路，所述主回油路由工作油箱分别与所述伺服控制回路、横梁推拉回路以及夹紧回路相连，最后经冷却再经冷却回油路送回至所述工作油箱，其特征在于：
所述主回油路包含并联的第一输油支路和第二输油支路与所述工作油箱相连，所述第一输油支路和第二输油支路结构相同，所述第一输油支路包括经管路依次连接的过滤器、截止阀、液压泵以及单向阀，所述第一输油支路和第二输油支路并联后通过过滤器分别与所述伺服控制回路、横梁推拉回路以及夹紧回路相连；
所述伺服控制回路包括静态试验回路和动态试验回路，所述动态试验回路通过安装有截止阀的动态试验液压管路与动态流量伺服阀的第一进口相连，在此动态试验液压管路上设有带压力表开关的压力表、压力传感器、蓄能器以及压力继电器，所述动态流量伺服阀的第一出口与作动器进油口相连，所述动态流量伺服阀的第二进口与作动器的出油口相连，并在作动器的进、出口管路上设有截止阀，所述动态流量伺服阀的第二出口与冷却回油路相连；所述静态试验回路通过依次安装有减压阀、截止阀、过滤器以及蓄能器的静态试验液压管路与静态流量伺服阀的第一进口相连，所述静态流量伺服阀的第一出口与所述动态流量伺服阀的第一出口相连，所述静态流量伺服阀的第二进口和所述动态流量伺服阀的第二进口相连，并在所述静态流量伺服阀的第一出口与第二进口管路上均设有截止阀；
所述横梁推拉回路通过液压管路一端连接在所述静态试验回路的减压阀出口处，所述横梁推拉回路通过液压管路的另一端与三位四通换向阀的第一进口相连，所述三位四通换向阀的第一出口经液压管路和推拉缸的进油口相连，所述三位四通换向阀的第二进口经液压管路和推拉缸的出油口相连，在所述三位四通换向阀的第一出口和第二进口的液压管路上均设有单向节流阀，在所述三位四通换向阀的第一出口液压管路上还设有溢流阀；
所述夹紧回路的一端经液压管路连接在所述静态试验回路的减压阀出口处，所述夹紧回路的另一端经液压管路与二位三通阀的第一进口相连，所述二位三通阀的第一出口经管路与夹紧缸的进油口相连，所述二位三通阀的第二出口与所述横梁推拉回路中的三位四通换向阀的第二出口相连并通向回收油路；
所述冷却回油路包括经液压管路依次连接的压力继电器、蓄能器、单向阀、冷却器以及过滤器，最后通向所述工作油箱，在所述冷却器与过滤器的管路上还并联有安装插装阀的支路，所述冷却器的冷却液的进口处安装有冷却水泵。
2.根据权利要求1 所述的液压伺服控制试验台系统，其特征在于：所述第二输油支路上设有第一卸荷支路，所述第一卸荷支路上安装有电磁卸荷阀，所述电磁卸荷阀的进口端经管路与所述第二输油支路上的液压泵出口相连，电磁卸荷阀的出口端经管路与所述冷却回油路上的冷却器进口相连。
3.根据权利要求1 所述的液压伺服控制试验台系统，其特征在于：所述动态试验回路上设有第二卸荷支路，所述第二卸荷支路上安装有电磁卸荷阀，电磁卸荷阀的进口端经管路与所述动态试验回路上的截止阀进口相连，电磁卸荷阀的出口端经管路与所述冷却回油路上的冷却器进口相连。
4.根据权利要求1 所述的液压伺服控制试验台系统，其特征在于：所述动态流量伺服阀为 1000L/min 喷嘴挡板式三级流量伺服阀，所述静态流量伺服阀为30L/min 喷嘴挡板式二级流量伺服阀。
5.根据权利要求1 所述的液压伺服控制试验台系统，其特征在于：所述液压泵为恒压轴向柱塞变量泵，并通过联轴器连接电机驱动。
6.根据权利要求1 所述的液压伺服控制试验台系统，其特征在于：在所述静态试验回路、三位四通换向阀的第一出口液压管路上以及冷却回油路上均设有测压表接头。
7.根据权利要求1 所述的液压伺服控制试验台系统，其特征在于：在所述工作油箱内安装有压力继电器、液位计、空气滤清器以及温度计。
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