CN105181475B - 一种伺服电动缸增压的脉冲试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伺服增压器，包括：高压缸和伺服电动缸，所述高压缸和伺服电动缸上分别连接有法兰，所述法兰之间设有若干螺杆连接固定高压缸和伺服电动缸两部分，所述高压缸包括：缸体和柱塞，所述缸体一端内装有柱塞，所述柱塞与伺服电动缸的活塞相连接，所述柱塞和活塞的轴线共线，所述缸体另一端设有连接管路，所述连接管路通过螺套与缸体连接，电动缸带动柱塞作直线往复运动压缩试件介质，实现试件内介质升压和降压，达到脉冲实验的要求，在具备脉冲实验基本功能的基础上，解决了现有技术的不足。

Description

一种伺服电动缸增压的脉冲试验系统

技术领域

本发明涉及测试装备领域，特别是一种伺服电动缸增压的脉冲试验系统。

背景技术

随着液压技术的飞速发展，人们对橡胶和塑料高压软管的质量要求越来越高，一些常规检测胶管质量的方法(如静压密封、爆破强度等)已不能全面地反映高压软管的质量水平。因此，国外自60年代始就开发了压力脉冲模拟试验方法，采用高压胶管脉冲试验台测试并以其脉冲次数作为衡量高压软管质量的指标。目前世界各国正逐步完善高压软管脉冲试验条件和制定各种产品标准，相应的脉冲试验设备也发展很快，由峰值波的试验发展到方形波的试验，并采用了微机控制。当前，高压胶管脉冲试验已被公认为检验高压胶管质量的最好方法，高压胶管脉冲试验台是检测高压胶管总成的最佳试验设备。因此它已经成为高压胶管的质量检验和科学研究工作不可缺少的重要试验设备，现有的胶管脉冲试验台是利用液压压力瞬间变化产生的脉动冲击作用，对高压胶管总成进行脉冲压力试验。由于使用液压作为压力源，增压缸增压，必须要求液压系统提供高压且持续稳定的液压力，这就要求主油路长时间工作在额定压力。因此，现有技术不足之处在于：1）工作效率低：需提供稳定和持续溢流的高压液压源，液压系统做了大量的无用功，造成功率极大的浪费。2）波形难以改变：由于采用了主油路低压液压力平衡试件压力的高压压力，尖峰波形较易实现，但要改变波形需要对伺服阀进行复杂的控制。3）液压系统在阀开启瞬间，压力波动较大，为使升压平稳，需安装大容量的蓄能器，增大了产品成本。4）如试件介质与主油路介质不同使，很容易引起介质串动。

发明内容

本发明目的在于：克服现有技术的缺陷，提出一种利用伺服电动缸驱动的增压泵代替液压系统和液压增压器，电动缸带动柱塞作直线往复运动压缩试件介质，实现试件内介质升压和降压，达到脉冲实验的要求，在具备脉冲实验基本功能的基础上，解决现有技术的不足。

本发明采用的技术方案如下：

一种伺服增压器，包括：高压缸和伺服电动缸，所述高压缸和伺服电动缸上分别连接有法兰，所述法兰之间设有若干螺杆连接固定高压缸和伺服电动缸两部分，所述高压缸包括：缸体和柱塞，所述缸体一端内装有柱塞，所述柱塞与伺服电动缸的活塞相连接，所述柱塞和活塞的轴线共线，所述缸体另一端设有连接管路，所述连接管路通过螺套与缸体连接。

由于上述结构，相对于现有技术而言，由于高压缸中的柱塞运动改变了缸体的容积，从而可以实现介质的正反向流动，而且伺服电动缸通过电机与丝杠的组合，将电机的旋转运动转变为直线运动，而且这种运动更加的平稳，便于精确控制速度，精确控制位置，精确控制推力，还可以控制行程的范围，从而可以提供准确的正反向峰值的脉冲压力，其工作原理为：伺服电动缸的活塞与柱塞直连，伺服电动缸工作时，活塞做直线运动，带动柱塞做往复直线运动；当柱塞向前运动时，将压缩高压缸内柱塞腔的液体介质，使介质压力上升，并通过连接管路传递给测试件，完成胶管的升压过程；当柱塞向后运动时，压缩在胶管内的介质得到释放，介质通过连接管路流回高压缸内，完成胶管的压力释放；通过伺服电动缸的往复运动，不断的进行升压、降压操作，达到胶管脉冲试压目的。

本发明的一种伺服电动缸增压的胶管脉冲试验系统，伺服增压器通过管路与测试工装相连，所述测试工装与测试工装之间设有测试件，所述测试工装与单向阀相连，所述单向阀与补液泵相连，所述补液泵与油箱相连，所述单向阀与补液泵之间连接有溢流阀和压力表、所述测试工装与伺服增压器之间的管道上连接有卸荷阀和传感器。

由于上述结构，通过补液泵提供压力和后续脉冲过程中压力的保持，溢流阀则可以保证管内的初始压力可调节并保持在需要的数值，通过单向阀使介质只能单向流动，为脉冲测试提供条件，而卸荷阀则可以在启用过程中具有空气排出的功能，还可以在测试中开启使介质循环，而伺服增压器则为本系统的关键部件，其通过高压缸的容积变化，使介质的流向发生规律性的变化，从而提供脉冲压力，满足需要，通过设置的传感器可以将管内的压力通过电信号传输给伺服增压器，根据管内的压力来判断柱塞需要运动的行程，即需要提供的压力值，这样保护了测试的可靠性和保护测试件的安全，不会因为测试导致被测件造成损坏。

本发明的一种伺服电动缸增压的胶管脉冲试验系统，所述测试工装为多工位工装，可以装夹多根测试件，这样的设置可以根据需要同时对多根胶管进行同时测试节约了资源，提高了工作效率。

本发明的伺服电动缸增压的胶管脉冲试验系统的操作方法，其特征在于，包括工件装夹、内部空气排除、升压过程和脉冲测试过程；

其中工件装夹：将待测试工件装到测试工装上，如为多工位工装，而待测试件数量少于工位，需将没有装夹工件的工位进行塞堵，装夹完毕后初步判断是否装夹到位；

其中内部空气排除：关闭卸荷阀，打开溢流阀，然后启动补液泵，介质通过溢流阀溢流回油箱，调节溢流阀逐步升压，部分介质通过单向阀注入管道和测试件中，大部分介质通过溢流阀溢流，然后开启卸荷阀，溢流介质减少，大部分介质通过管道和测试件，多余介质再由卸荷阀流回油箱，从而排出管道和测试件内的气体；

其中升压过程：排除完内部空气后，关闭卸荷阀，启动伺服增压器，伺服增压器的活塞带动柱塞前进，压缩高压缸体内的介质，使介质升压；

脉冲测试过程：根据不同测试件需要的测试压力，设定高压缸内柱塞的行程，从而确定提供一个满足要求的脉冲压力范围，然后设定循环次数，从而实现脉冲测试功能，在整个测试过程中，补液泵和溢流阀始终处于工作状态，当测试中出现泄漏可实现自动补液

由于采用了上述的技术方案，本发明的有益效果是：克服现有技术的缺陷，提出一种利用伺服电动缸驱动的增压泵代替液压系统和液压增压器，电动缸带动柱塞作直线往复运动压缩试件介质，实现试件内介质升压和降压，达到脉冲实验的要求，在具备脉冲实验基本功能的基础上，解决了现有技术的不足。

本发明具有如下特点：

1)本发明由于采用电动机直接驱动柱塞，压缩时，能量直接转换，效率高；在柱塞回程时，电动机空载，能耗低。

2）波形曲线可根据给定脉冲速率进行任意曲线的变化，控制模型简单。

3）采用脉冲信号控制，升压速率高，升压更平稳。

4）电机直接驱动，不存在介质串动问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的一种伺服增压器的示意图；

图2是本发明的一种伺服电动缸增压的胶管脉冲试验系统的示意图；

图中标记

1-伺服增压器、2-测试工装、3-测试件、4-单向阀、5-压力表、6-补液泵、7-溢流阀、8-卸荷阀、9-传感器、11-伺服电动缸、12-螺杆、13-缸体、14-柱塞、15-连接管路、16-法兰、17-活塞、18-螺套。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-2所示为本发明一种伺服电动缸增压的脉冲试验系统的实施例，如图1所示1、一种伺服增压器，包括：高压缸和伺服电动缸11，所述高压缸和伺服电动缸11上分别连接有法兰16，所述法兰16之间设有若干螺杆12连接固定高压缸和伺服电动缸11两部分，所述高压缸包括：缸体13和柱塞14，所述缸体13一端内装有柱塞14，所述柱塞14与伺服电动缸11的活塞17相连接，所述柱塞14和活塞17的轴线共线，所述缸体13另一端设有连接管路15，所述连接管路15通过螺套18与缸体13连接，由于上述结构，相对于现有技术而言，由于高压缸中的柱塞运动改变了缸体的容积，从而可以实现介质的正反向流动，而且伺服电动缸通过电机与丝杠的组合，将电机的旋转运动转变为直线运动，而且这种运动更加的平稳，便于精确控制速度，精确控制位置，精确控制推力，还可以控制行程的范围，从而可以提供准确的正反向峰值的脉冲压力，其工作原理为：伺服电动缸的活塞与柱塞直连，伺服电动缸工作时，活塞做直线运动，带动柱塞做往复直线运动；当柱塞向前运动时，将压缩高压缸内柱塞腔的液体介质，使介质压力上升，并通过连接管路传递给测试件，完成胶管的升压过程；当柱塞向后运动时，压缩在胶管内的介质得到释放，介质通过连接管路流回高压缸内，完成胶管的压力释放；通过伺服电动缸的往复运动，不断的进行升压、降压操作，达到胶管脉冲试压目的。

如图2所示的一种伺服电动缸增压的脉冲试验系统，伺服增压器1通过管路与测试工装2相连，所述测试工装2与测试工装2之间设有测试件3，所述测试工装2与单向阀4相连，所述单向阀4与补液泵6相连，所述补液泵6与油箱相连，所述单向阀4与补液泵6之间连接有溢流阀7和压力表5、所述测试工装2与伺服增压器1之间的管路上连接有卸荷阀8和传感器9，由于上述结构，通过补液泵提供压力和后续脉冲过程中压力的保持，溢流阀则可以保证管内的压力可调节并保持在需要的数值，通过单向阀使介质只测能单向流动，为后脉冲测试提供条件，而卸荷阀则可以在启用过程中具有空气排出的功能还可以在使用完毕后具有卸载的功能，而伺服增压器则为本系统的关键部件，其通过高压缸的容积变化，使介质的流向发生规律性的变化，从而提供脉冲压力，满足需要，通过设置的传感器可以将管内的压力通过电信号传输给伺服增压器，根据管内的压力来判断需要柱塞需要运动的行程，即需要提供的压力值，这样保护了测试的可靠性和保护测试件的安全，不会因为测试导致被测件造成损坏，所述测试工装2为多工位工装，可以满足多个测试件3同时测试，这样的设置可以根据需要同时对多根胶管进行同时测试节约了资源，提高了工作效率。

本发明的伺服电动缸增压的脉冲试验系统的操作方法，包括工件装夹、内部空气排除、升压过程和脉冲测试过程；

其中工件装夹：将待测试工件装到测试工装2上，如为多工位工装，而待测试件数量少于工位，需将没有装夹工件的工位进行塞堵，装夹完毕后初步判断是否装夹到位；

其中内部空气排除：关闭卸荷阀8，打开溢流阀7，然后启动补液泵6，介质通过溢流阀7溢流回油箱，调节溢流阀7逐步升压，部分介质通过单向阀4注入管道和测试件3中，大部分介质通过溢流阀7溢流，然后开启卸荷阀8，溢流介质减少，大部分介质通过管道和测试件3，多余介质再由溢流阀7流回油箱，从而排出管道和测试件内的气体；

其中升压过程：排除完内部空气后，关闭卸荷阀8，启动伺服增压器1，伺服增压器的活塞17带动柱塞14前进，压缩高压缸体13内的介质，使介质升压；

脉冲测试过程：根据不同测试件需要的测试压力，设定高压缸13内柱塞14的行程，从而确定提供一个满足要求的脉冲压力范围，然后设定循环次数，从而实现脉冲测试功能，在整个测试过程中，补液泵6和溢流阀7始终处于工作状态，当测试中出现泄漏可实现自动补液。

本发明的有益效果：克服现有技术的缺陷，提出一种利用伺服电动缸驱动的增压泵代替液压系统和液压增压器，电动缸带动柱塞作直线往复运动压缩试件介质，实现试件内介质升压和降压，达到脉冲实验的要求，在具备脉冲实验基本功能的基础上，解决了现有技术的不足。

本发明具有如下特点：

1)本发明由于采用电动机直接驱动柱塞，压缩时，能量直接转换，效率高；在柱塞回程时，电动机空载，能耗低。

2）波形曲线可根据给定脉冲速率进行任意曲线的变化，控制模型简单。

3）采用脉冲信号控制，升压速率高，升压更平稳。

4）电机直接驱动，不存在介质串动问题。

以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.包含一种伺服增压器的一种伺服电动缸增压的脉冲试验系统，其特征在于，包括：高压缸和伺服电动缸（11），所述高压缸和伺服电动缸（11）上分别连接有法兰（16），所述法兰（16）之间设有若干螺杆（12）连接固定高压缸和伺服电动缸（11）两部分，所述高压缸包括：缸体（13）和柱塞（14），所述缸体（13）一端内装有柱塞（14），所述柱塞（14）与伺服电动缸（11）的活塞（17）相连接，所述柱塞（14）和活塞（17）的轴线共线，所述缸体（13）另一端设有连接管路（15），所述连接管路（15）通过螺套（18）与缸体（13）连接,伺服增压器（1）通过管路与测试工装（2）相连，所述测试工装（2）与测试工装（2）之间设有测试件（3），所述测试工装（2）与单向阀（4）相连，所述单向阀（4）与补液泵（6）相连，所述补液泵（6）与油箱相连，所述单向阀（4）与补液泵（6）之间连接有溢流阀（7）和压力表（5）、所述测试工装（2）与伺服增压器（1）之间的管路上连接有卸荷阀（8）和传感器（9）。

2.根据权利要求1所述的包含一种伺服增压器的一种伺服电动缸增压的脉冲试验系统，其特征在于，所述测试工装（2）为多工位工装，可以满足多个测试件（3）同时测试。

3.采用权利要求1或者2所述的包含一种伺服增压器的一种伺服电动缸增压的脉冲试验系统的操作方法，其特征在于，包括工件装夹、内部空气排除、升压过程和脉冲测试过程；

其中工件装夹：将待测试工件装到测试工装（2）上，如为多工位工装，而待测试件数量少于工位，需将没有装夹工件的工位进行塞堵，装夹完毕后初步判断是否装夹到位；

其中内部空气排除：关闭卸荷阀（8），打开溢流阀（7），然后启动补液泵（6），介质通过溢流阀（7）溢流回油箱，调节溢流阀（7）逐步升压，部分介质通过单向阀（4）注入管道和测试件（3）中，大部分介质通过溢流阀（7）溢流，然后开启卸荷阀（8），溢流介质减少，大部分介质通过管道和测试件（3），多余介质再由溢流阀（7）流回油箱，从而排出管道和测试件内的气体；

其中升压过程：排除完内部空气后，关闭卸荷阀（8），启动伺服增压器（1），伺服增压器的活塞（17）带动柱塞（14）前进，压缩高压缸体（13）内的介质，使介质升压；

脉冲测试过程：根据不同测试件需要的测试压力，设定高压缸体 （13）内柱塞（14）的行程，从而确定提供一个满足要求的脉冲压力范围，然后设定循环次数，从而实现脉冲测试功能，在整个测试过程中，补液泵（6）和溢流阀（7）始终处于工作状态，当测试中出现泄漏可实现自动补液。