CN108286543A - 液压夹钳疲劳试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轨道交通设备测试领域，具体涉及一种液压夹钳疲劳试验台，包括油箱、油泵、滤清器、单向阀、溢流阀、蓄能器、调压阀、二位三通电磁阀、液压夹钳，所述二位三通电磁阀的第一输入口与所述调压阀连接，所述二位三通电磁阀的第二输入口与所述油箱连接，所述二位三通电磁阀的输出口与所述液压夹钳连接；所述二位三通电磁阀失电状态下使得所述输出口与所述第二输入口连通，第一输入口截止；所述二位三通电磁阀得电状态下所述输出口与所述第一输入口连通，第二输入口截止；还包括与所述二位三通电磁阀连接的PLC控制器，所述PLC控制器用于控制所述二位三通电磁阀按照预设间隔时间处于失电状态和得电状态。体积小巧，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通设备测试领域，具体而言，涉及一种液压夹钳疲劳试验台。
背景技术
由于液压制动系统的体积小，质量轻，制动力大等优点，轨道交通系统中，低地板有轨电车、磁悬浮列车和跨坐式单轨列车等广泛采用液压制动系统，液压夹钳是液压制动系统的基础制动部件，是一项关键部件。液压夹钳型式试验中要求进行疲劳试验以考核液压夹钳的疲劳寿命是否满足要求，现有铁路行业标准《TB/T 3431-2015机车车辆制动夹钳单元》要求进行120万次疲劳试验，现有的夹钳试验系统常常是针对气动夹钳而设计。
发明内容
本发明为了解决现有液压夹钳疲劳试验台缺失，结构散乱的问题，提出了一种液压夹钳疲劳试验台，包括油箱、与所述油箱连接的油泵、与所述油泵连接的滤清器、与所述滤清器连接的单向阀、与所述单向阀连接的溢流阀、与所述溢流阀连接的蓄能器、与所述蓄能器连接的调压阀、与所述调压阀连接的二位三通电磁阀、与所述二位三通电磁阀连接的液压夹钳，所述二位三通电磁阀的第一输入口与所述调压阀连接，所述二位三通电磁阀的第二输入口与所述油箱连接，所述二位三通电磁阀的输出口与所述液压夹钳连接；所述二位三通电磁阀失电状态下使得所述输出口与所述第二输入口连通，第一输入口截止；所述二位三通电磁阀得电状态下所述输出口与所述第一输入口连通，第二输入口截止；还包括与所述二位三通电磁阀连接的PLC控制器，所述PLC控制器用于控制所述二位三通电磁阀按照预设间隔时间处于失电状态和得电状态。
进一步地，还包括操作箱，所述油箱、油泵、滤清器、单向阀、溢流阀、蓄能器、调压阀、二位三通电磁阀设置在所述操作箱内，所述液压夹钳设置在所述操作箱外，所述输出口与所述操作箱上的出油口连接，所述液压夹钳通过液压管道与所述出油口连接。
进一步地，所述出油口数量为两个。
进一步地，还包括与所述蓄能器连接的安全阀，所述安全阀设置在所述操作箱内。
进一步地，还包括与所述蓄能器连接第一压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述操作箱的操作面板上，所述PLC控制器设置在所述操作面板上，所述PLC控制器与所述第一压力传感器连接，所述PLC控制器还用于根据所述第一压力传感器的压力值，判断所述第一压力传感器的压力值小于8Mpa启动所述油泵，判断所述第一压力传感器的压力值大于 12Mpa时停止所述油泵。
进一步地，还包括与所述输出口连接的第二压力传感器，所述第二压力传感器设置在所述操作箱的操作面板上，所述第二压力传感器与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器还用于显示并存储所述第二压力传感器的压力值。
进一步地，所述油泵外侧同轴设置风机叶片，所述风机叶片外部安装有风道，使得冷却风从风道口吸入风道后吹向油泵；所述油泵表面设置有散热筋。
进一步地，所述操作箱前后面设有侧门，所述操作箱的左右面设有散热格栅。
进一步地，还包括与所述PLC控制器连接的带有显示屏幕的计数器，所述PLC控制器还用于在所述二位三通电磁阀从失电状态切换到得电状态时，控制所述计数器进行计数显示。
进一步地，还包括设置在所述操作箱内部的直流电源和设置在所述操作箱的操作面板上与所述直流电源连接的电源开关，所述直流电源与所述PLC控制器连接。
本发明的液压夹钳疲劳试验台具有如下优点：
1.体积小巧，自带动力单元，并可动力输出给气压设备，一机多用。
2.节能环保，定制动力单元功率小，带蓄能器减小噪音和振动并可储存能量，无废水废气产生，油液寿命长，并可集中回收。
3.安全且能量高，所用管件、阀体加强处理，安全系数高，液压物理特性相较气压更安全，且能量高。
4.数据采集处理，寿命试验过程中同步采集、存储夹钳输入压力和输出力，随时调用寿命试验中夹钳状态，以便设计部门优化产品。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明一些实施例中的液压夹钳疲劳试验台的整体结构示意图；
图2为本发明一些实施例中的液压夹钳疲劳试验台隐藏操作箱部分结构后的结构示意图；
图3为本发明一些实施例中的液压夹钳疲劳试验台的油泵部分的结构示意图；
图4为本发明一些实施例中的液压夹钳疲劳试验台的操作箱外部结构示意图；
图5为本发明一些实施例中的液压夹钳疲劳试验台液压管路原理示意图；
图6为本发明一些实施例中的液压夹钳疲劳试验台的PLC运行原理示意图；
图7为本发明一些实施例中的液压夹钳疲劳试验台的PLC的接线示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明根据液压夹钳工作原理设计液压夹钳疲劳试验台100，整体结构如图1所示，实现了液压夹钳疲劳试验的自动化控制，试验台100包含油泵，蓄能器，调压阀，电磁阀，PLC 控制器，计数器，压力表等，可以控制试验压力，制动与缓解时间间隔，显示试验次数，存储试验数据，图5示出了本发明的疲劳试验台100的液压管路原理图。
如图2所示，本发明提供了一种液压夹钳疲劳试验台100，包括油箱110、与所述油箱110 连接的油泵120、与所述油泵120连接的滤清器130、与所述滤清器130连接的单向阀140、与所述单向阀140连接的溢流阀150、与所述溢流阀150连接的蓄能器160、与所述蓄能器 160连接的调压阀170、与所述调压阀170连接的二位三通电磁阀180、与所述二位三通电磁阀180连接的液压夹钳190，所述二位三通电磁阀180的第一输入口181与所述调压阀170连接，所述二位三通电磁阀180的第二输入口182与所述油箱110连接，所述二位三通电磁阀180的输出口183与所述液压夹钳190连接；所述二位三通电磁阀180失电状态下使得所述输出口183与所述第二输入口182连通，第一输入口181截止；所述二位三通电磁阀180 得电状态下所述输出口183与所述第一输入口181连通，第二输入口182截止；还包括与所述二位三通电磁阀180连接的PLC控制器1100，所述PLC控制器1100用于控制所述二位三通电磁阀180按照预设间隔时间处于失电状态和得电状态。预设间隔时间可以为1S～2S。本发明提供的液压夹钳疲劳试验台100根据液压夹钳的试验要求而设计，能够连续不间断的运行，自动化程度得到有效提升，所述液压夹钳190固定在固定工装1180上。当所述二位三通电磁阀180处于得电状态时，液压油进入到所述液压夹钳190中，所述液压夹钳190夹紧，当所述所述二位三通电磁阀180处于失电状态时，所述液压夹钳190处于缓解状态，液压夹钳190中的液压油部分回流到油箱110内，降低了液压夹钳190内的压力。所述PLC控制器 1100的控制流程如图6所示。
为了提升本发明中的试验台的结构紧凑度，形成整体性的试验台，本发明中的试验台还包括操作箱1110，所述油箱110、油泵120、滤清器130、单向阀140、溢流阀150、蓄能器160、调压阀170、二位三通电磁阀180设置在所述操作箱1110内，所述液压夹钳190设置在所述操作箱1110外，所述输出口183与所述操作箱1110上的出油口1111连接，所述液压夹钳190通过液压管道与所述出油口1111连接。为了进行高效测试，本试验台100可以同时对两个液压夹钳190进行疲劳测试，提升了测试效率，即所述出油口1111数量为两个。
本发明为了保证油路中的压力不致过大，如保证小于15Mpa，本发明的试验台还包括与所述蓄能器160连接的安全阀1120，所述安全阀1120设置在所述操作箱1110内，超过15Mpa 后即可泄压至15Mpa。
本发明试验台还包括与所述蓄能器160连接第一压力传感器1130，所述第一压力传感器 1130设置在所述操作箱1110的操作面板1112上，所述PLC控制器1100设置在所述操作面板1112上，所述PLC控制器1100与所述第一压力传感器1130连接，所述PLC控制器1100还用于根据所述第一压力传感器1130的压力值，判断所述第一压力传感器1130的压力值小于8Mpa时启动所述油泵120，判断所述第一压力传感器1130的压力值大于12Mpa时停止所述油泵120。第一压力传感器1130采集蓄能器160输出压力，将压力信号输送给PLC控制器1100，PLC控制器1100依据第一压力传感器1130采集到的压力来控制油泵120的启动和停机，设置启动压力为8Mpa和停止压力为12Mpa(当蓄能器160输出压力小于8Mpa时油泵 120启动，当蓄能器160输出压力大于12Mpa时油泵120停止)，实现蓄能器160输出压力稳定在一定的压力范围内。
本发明还包括与所述输出口183连接的第二压力传感器1140，所述第二压力传感器1140 设置在所述操作箱1110的操作面板1112上，所述第二压力传感器1140与所述PLC控制器 1100连接，所述PLC控制器1100还用于显示并存储所述第二压力传感器1140的压力值。
所述PLC控制器1100的接线图如图7所示。
本发明的试验台进行疲劳试验，运行时间较长对所述液压油进行加压过程中，使得液压油温度上升，为了对液压油进行降温，所述油泵120外侧同轴设置风机叶片121，所述风机叶片121外部安装有风道122，使得冷却风从风道口吸入风道122后吹向油泵120；所述油泵 120表面设置有散热筋123。油泵120中一般设置有用于驱动油流动的驱动电机，将所述风机叶片与所述驱动电机的输出轴偶接在一起，利用油泵120本身的动力实现冷却风的流动，通过散热筋123进行热交换，实现降温。进一步地，为了增加散热效果，所述操作箱1110前后面设有侧门1113，所述操作箱1110的左右面设有散热格栅1114，所述散热格栅1114可为散热孔序列，或者为散热筋条序列。上述油泵120上安装的风机叶片121带动冷却风流通，从所述散热格栅1114排出到所述操作箱1100外，实现散热。
为了对疲劳试验中液压夹钳190的加载和卸载进行自动计数，本发明的试验台还包括与所述PLC控制器1100连接的带有显示屏幕的计数器1150，所述PLC控制器1100还用于在所述二位三通电磁阀180从失电状态切换到得电状态时，控制所述计数器1150进行计数显示。
本发明的试验台还包括设置在所述操作箱1100内部的直流电源1160和设置在所述操作箱1100的操作面板1112上与所述直流电源1160连接的电源开关1170，所述直流电源1160 与所述PLC控制器1100连接，工作时，打开所述电源开关1170给所述试验台进行上电。所述直流电源1160靠近所述散热格栅1114设置，利于将所述直流电源1160产生的热量排出。
本发明中的液压夹钳疲劳试验台，结构如图2所示，油泵120为交流AC220V供电，通电工作后产生一定压力的液压油，通过单向阀140、溢流阀150输出。单向阀140防止液压油回流，溢流阀150设置压力为7Mpa，保证油泵120的输出压力大于等于7Mpa。液压油随后进入蓄能器160，液压油挤压油膜从而挤压蓄能器160上部中的氮气，储存一定体积和一定压力的液压油。第一压力传感器1130采集蓄能器160输出压力，将压力信号输送给PLC 控制器1100，PLC控制器1100依据第一压力传感器1130采集到的压力来控制油泵120的启动和停机，设置启动压力为8Mpa和停止压力为12Mpa(当蓄能器160输出压力小于8Mpa 时油泵120启动，当蓄能器160输出压力大于12Mpa时油泵停止)，实现蓄能器160输出压力稳定在一定的压力范围内。蓄能器160之后的管路中接入安全阀1120，防止由于油泵120 一直打压导致的管路压力过高从而保护设备与管路，设置保护压力为15Mpa，蓄能器160压力输出超过15Mpa后即可泄压至15Mpa。管路中安全阀1120之后设置调压阀170，调节疲劳试验所需的压力为7.8Mpa。电磁阀(即二位三通电磁阀180)的输出压力可通过第二压力传感器1140测试并输送给PLC控制器1100进行显示与存储。通过二位三通电磁阀180控制液压油路的通断，电磁阀失电状态下油路不导通，液压夹钳190中的液压油回流到油箱110，液压夹钳190处于缓解状态(主动式液压夹钳)。电磁阀得电状态下，油路导通，一定压力的液压油输出给液压夹钳190，液压夹钳190处于制动状态(主动式液压夹钳)。通过PLC 控制器设定程序控制电磁阀的得电与失电，设定疲劳试验次数以及制动与缓解的时间间隔，一般为1s～2s。试验过程中如果发生异常，PLC控制器1100可以控制疲劳试验的暂停，排查出问题之后，可以继续进行。利用PLC控制器1100的计数器可以对疲劳的次数进行计数与显示，同时也设置外置带有大屏幕的计数器1150进行计数以方便观察试验次数。
油泵120在工作过程中压缩液压油产生大量的热量，如不进行专门的散热设计将损坏油泵。本发明设计的油泵120在外侧同轴设置风机叶片121，风机叶片121外部安装有风道122，冷却风从风道口吸入风道122之后向后吹向油泵120，油泵120表面设置散热筋123，增大散热面积。如图3所示，本发明利用同轴风机叶片121及设置散热筋123的方式解决了油泵120 发热的问题。
试验台体积小，底下安装滑轮1115，可以方便的进行移动。如图4所示，试验台前后留有侧门1113，方便安装及检测试验台内部器件的工作状态。侧边留有散热格栅1114进行散热。侧边留出2个液压管路接口，即出油口1111，可以同时进行2个液压夹钳190的疲劳试验。
本发明的液压夹钳疲劳试验台100具有如下优点：
1.体积小巧，自带动力单元，并可动力输出给气压设备，一机多用。
2.节能环保，定制动力单元功率小，带蓄能器减小噪音和振动并可储存能量，无废水废气产生，油液寿命长，并可集中回收。
3.安全且能量高，所用管件、阀体加强处理，安全系数高，液压物理特性相较气压更安全，且能量高。
4.数据采集处理，寿命试验过程中同步采集、存储夹钳输入压力和输出力，随时调用寿命试验中夹钳状态，以便设计部门优化产品。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种液压夹钳疲劳试验台，其特征在于，包括油箱、与所述油箱连接的油泵、与所述油泵连接的滤清器、与所述滤清器连接的单向阀、与所述单向阀连接的溢流阀、与所述溢流阀连接的蓄能器、与所述蓄能器连接的调压阀、与所述调压阀连接的二位三通电磁阀、与所述二位三通电磁阀连接的液压夹钳，所述二位三通电磁阀的第一输入口与所述调压阀连接，所述二位三通电磁阀的第二输入口与所述油箱连接，所述二位三通电磁阀的输出口与所述液压夹钳连接；所述二位三通电磁阀失电状态下使得所述输出口与所述第二输入口连通，第一输入口截止；所述二位三通电磁阀得电状态下所述输出口与所述第一输入口连通，第二输入口截止；还包括与所述二位三通电磁阀连接的PLC控制器，所述PLC控制器用于控制所述二位三通电磁阀按照预设间隔时间处于失电状态和得电状态。
2.根据权利要求1所述的液压夹钳疲劳试验台，其特征在于，还包括操作箱，所述油箱、油泵、滤清器、单向阀、溢流阀、蓄能器、调压阀、二位三通电磁阀设置在所述操作箱内，所述液压夹钳设置在所述操作箱外，所述输出口与所述操作箱上的出油口连接，所述液压夹钳通过液压管道与所述出油口连接。
3.根据权利要求2所述的液压夹钳疲劳试验台，其特征在于，所述出油口数量为两个。
4.根据权利要求2所述的液压夹钳疲劳试验台，其特征在于，还包括与所述蓄能器连接的安全阀，所述安全阀设置在所述操作箱内。
5.根据权利要求2所述的液压夹钳疲劳试验台，其特征在于，还包括与所述蓄能器连接第一压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述操作箱的操作面板上，所述PLC控制器设置在所述操作面板上，所述PLC控制器与所述第一压力传感器连接，所述PLC控制器还用于根据所述第一压力传感器的压力值，判断所述第一压力传感器的压力值小于8Mpa启动所述油泵，判断所述第一压力传感器的压力值大于12Mpa时停止所述油泵。
6.根据权利要求2所述的液压夹钳疲劳试验台，其特征在于，还包括与所述输出口连接的第二压力传感器，所述第二压力传感器设置在所述操作箱的操作面板上，所述第二压力传感器与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器还用于显示并存储所述第二压力传感器的压力值。
7.根据权利要求2所述的液压夹钳疲劳试验台，其特征在于，所述油泵外侧同轴设置风机叶片，所述风机叶片外部安装有风道，使得冷却风从风道口吸入风道后吹向油泵；所述油泵表面设置有散热筋。
8.根据权利要求6所述的液压夹钳疲劳试验台，其特征在于，所述操作箱前后面设有侧门，所述操作箱的左右面设有散热格栅。
9.根据权利要求2所述的液压夹钳疲劳试验台，其特征在于，还包括与所述PLC控制器连接的带有显示屏幕的计数器，所述PLC控制器还用于在所述二位三通电磁阀从失电状态切换到得电状态时，控制所述计数器进行计数显示。
10.根据权利要求2所述的液压夹钳疲劳试验台，其特征在于，还包括设置在所述操作箱内部的直流电源和设置在所述操作箱的操作面板上与所述直流电源连接的电源开关，所述直流电源与所述PLC控制器连接。
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