CN109781448A - 一种液压千斤顶自标定系统及自标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压千斤顶自标定系统及自标定方法，包括标定箱、液压系统和计算机，所述液压系统和所述计算机均设置在所述标定箱外部，所述液压系统通过液压软管与所述标定箱连接，所述计算机通过连接线与所述标定箱连接，所述液压系统包括液压泵；所述标定箱总体呈一定长度的箱型结构，所述标定箱内的两侧侧边上对称均匀设置有挡板槽，所述标定箱内的两端端边上对称均匀设置有第一侧面挡板槽，标定箱内设置有挡板和侧面挡板，挡板长度方向两端的两侧面上竖向均匀设置有第二侧面挡板槽。本发明设计简洁，操作简便，标定效率高，标定过程安全可靠，并且本发明建设成本低、维修保养成本低，适合在施工现场大面积普及使用。

Description

一种液压千斤顶自标定系统及自标定方法

技术领域

本发明涉及测量标定领域，具体涉及一种液压千斤顶自标定系统及自标定方法。

背景技术

千斤顶具有输出力大、重量轻、远距离操作的特点，配以超高压油泵站，可实现顶、推、拉、挤压等多种形式的作业，广泛应用于交通、铁路、桥梁、造船和房屋开发等各行各业。近些年来，随着国家建设突飞猛进，特别是在高层房屋开发、高铁、高速公路的快速发展中广泛应用，千斤顶是上述领域中的非常重要的测量用计量器具，千斤顶工作的好坏直接关系到建设工程的质量问题。

实际生产中，新出厂的液压千斤顶需要进行标定才能投入生产；使用中的液压千斤顶每使用半年或者每使用2000次左右或者油压表指针不回零，更换新表的或者千斤顶、油压表、油管更换或者液压表受到碰撞或出现失灵现象均需要对液压千斤顶进行标定。传统的液压千斤顶的标定方法一般是在试验室的万能试验机上进行，将液压千斤顶与油泵连接，由万能试验机测定液压杆的张拉力，同时，在油泵的油压表上读出油泵压力，以油压为自变量，对千斤顶张拉力进行回归，得出油泵的油压与千斤顶张拉力的关系。

上述传统的液压千斤顶的标定方式，存在以下缺陷：

1、地理空间限制。传统的液压千斤顶的标定方式对野外作业的预应力张拉机装置的标定和校验非常不利，因为无法实现野外的现场标定，野外的千斤顶和油泵必须运输到具有标定条件的试验室标定，运输时间的耽搁加上试验室标定的数据处理都需要一定的时间，往往导致工作的延误。

2、效率低下，未能实现全自动的标定。传统的液压千斤顶的标定方式中采用人工读取油泵压力表上的液压，这种标定方式导致其效率低下。另外，传统的液压千斤顶的标定控制方式为人工控制，其控制的精度和效率并不能令人满意。

目前，也有将液压千斤顶的标定系统运输至施工现场的研究，但其研究仅限于将标定系统搬运至卡车上的简单改进，其标定系统的复杂、制造成本较高，维护保养成本高。

而且目前液压千斤顶标定系统均为框架式，框架式的每个面均为敞开式。由于未使用过的液压千斤顶质量未知，在标定中容易产生爆缸；使用过的液压千斤顶，由于使用环境比较恶劣容易造成液压千斤顶的损坏，损害的液压千斤顶在标定中容易造成事故。所以采用敞开式框架结构标定液压千斤顶时容易造成标定人员的伤害。

中国专利CN201310346636.7公开了一种车载式大力值液压千斤顶检定装置，包括反力架和吊装机构，所述反力架上设有千斤顶和千斤顶的标准检测仪，所述反力架固定设置在卡车的车厢上，吊装机构固定设置在卡车上。本发明解决了液压千斤顶无法在施工现场标定的问题，但是结构复杂，建设成本较高，标定效率低，并且此发明标定系统采用各面敞开式的框架结构，当液压千斤顶标定过程发生故障时，容易造成标定工作人员人身伤害。

所以，设计一种结构合理、操作简洁、标定效率高、标定过程安全可靠、建设成本低、维修保养成本低，适合在施工现场大面积普及使用的液压千斤顶自标定系统及自标定方法显得尤为必要。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种结构合理、操作简洁、标定效率高、标定过程安全可靠、建设成本低、维修保养成本低，适合在施工现场大面积普及使用的一种液压千斤顶自标定系统及自标定方法，具体采用如下的技术方案：

一种液压千斤顶自标定系统，包括标定箱、液压系统和计算机；所述液压系统和计算机均设置在标定箱外部，所述液压系统通过液压软管与标定箱连接，所述计算机通过连接线与标定箱连接；

所述液压系统包括液压泵；所述标定箱为具有一定长度的箱型结构，所述标定箱两侧面内侧对称均匀设置有挡板槽，且所述标定箱两端面内侧对称均匀设置有第一侧面挡板槽。

优选的，所述标定箱内部设置有挡板和侧面挡板，所述挡板和侧面挡板的底边均呈楔形，所述挡板可插拔的设置在挡板槽内，所述挡板的长度与所述标定箱内部宽度相同。

优选的，所述挡板和侧面挡板均为高强度钢制成，且所述挡板的强度值大于液压千斤顶的顶力值。

优选的，所述挡板前后两侧面上竖向均匀设置有第二侧面挡板槽，所述第二侧面挡板槽的设置方式和形状均与第一侧面挡板槽相同；所述侧面挡板能够可插拔的设置于第一侧面挡板槽和第二侧面挡板槽之间。

优选的，所述挡板上吸附有压力传感器，所述压力传感器背面设置有固定装置，所述固定装置能将压力传感器固定在所述挡板上。

优选的，所述挡板槽竖向设置在标定箱的侧面上，且挡板槽的长度与标定箱深度相同。

优选的，所述第一侧面挡板槽竖向设置在标定箱的端面上，且第一侧面挡板槽的长度与标定箱深度相同。

优选的，所述标定箱两侧面外侧上和两端面外侧上各至少设置有一个挂钩，所述标定箱设置有箱盖，所述箱盖四边由角钢制成，四边的所述角钢上至少各设置一个锁扣；所述锁扣与所述挂钩配合能将箱盖牢固锁定在标定箱上。

优选的，所述液压泵通过液压软管经四通管与千斤顶的液压缸连接，所述四通管的其余两个开口分别连接液压传感器和液压表连接管，所述液压表连接管另一端连接液压表；所述压力传感器、液压传感器和液压泵分别通过连接线与计算机连接。

基于上述液压千斤顶自标定系统的自标定方法，所述标定方法包括如下步骤：

1)在标定箱内铺设一定厚度的细砂，将待标定液压千斤顶底部紧贴标定箱的端面稳定放置在所述标定箱内，将挡板插入挡板槽内，使所述挡板距离所述端面的距离满足液压杆伸出液压缸长度1/3、1/4或1/5的要求；

2)将压力传感器固定在所述挡板上，使压力传感器中心与所述液压千斤顶轴心重合；启动液压千斤顶使所述液压杆与压力传感器紧密贴合；

3)将两个侧面挡板分别插入第一侧面挡板槽和第二侧面挡板槽内，使两个侧面挡板分别位于液压千斤顶两侧，并尽量靠近所述液压千斤顶，以防止所述液压千斤顶倾斜；

4)将液压泵通过液压软管经四通管与液压缸连接，四通管的另外两个管口分别连接液压传感器和液压表；

5)将所述压力传感器、液压传感器和液压泵分别通过连接线与计算机连接；

6)将箱盖与标定箱闭合并锁定；

7)启动液压泵并逐渐加压，驱动所述液压千斤顶进行张拉，同时所述压力传感器和液压传感器实时将测得的数据传输至计算机；

8)所述计算机实时记录接收的压力值和液压值，并对所述压力值和液压值利用线性函数关系建立一元线性回归模型，即完成所述液压杆伸出所述液压缸1/3处的标定；

9)调整挡板与所述端面的距离，重复上述步骤7)至步骤8)即可得出所述液压杆伸出所述液压缸任意长度的标定。

本发明所获得的有益技术效果：

1)本发明通过合理的结构设计，使得本发明设计简洁，操作简便，标定效率高，标定过程安全可靠，并且本发明建设成本低、维修保养成本低，适合在施工现场大面积普及使用。

2)本发明通过在标定箱纵向内壁上设置多个挡板槽，使得挡板的设置位置可调，能够测得液压杆多种伸出长度时的支撑最大值，并且此设计实现了本发明对各种型号的液压千斤顶实施标定，提高了本发明的适用范围。

3)本发明通过在标定箱横向内壁和挡板上设置侧面挡板槽，使标定过程液压千斤顶两侧面可以设置侧面挡板，以防止液压千斤顶测斜，造成液压千斤顶标定错误，能有效提高液压千斤顶标定准确度。

4)本发明通过将标定箱设置成箱型结构，能够有效防止由于液压千斤顶加压过程中暴缸或由于液压千斤顶放置位置偏斜造成标定过程中零部件弹出伤人事故，有效提高本发明的安全性。

5)本发明通过将压力传感器背面设计成具有吸附性，使得压力传感器能够牢固吸附在挡板上的多个位置，以适应液压千斤顶的固定位置，此项设计能够有效提高液压千斤顶的固定效率，进而有效提高液压千斤顶的标定效率。

6)本发明通过将挡板两侧各设置了压力传感器，使得本发明能够同时对两个液压千斤顶实施标定；并且本发明的多个挡板槽内可以同时放置多个挡板，相邻挡板间距离满足液压千斤顶液压杆伸出长度的情况下，能够对多个液压千斤顶同时实施标定，能够有效提高液压千斤顶标定效率。

7)本发明将标定箱的底部铺设有一定厚度细砂，使得液压千斤顶的固定时间更短，并且细砂在施工现场极为常见，只需标定前加入即可；存储和运输时可清除细砂，使得整个标定系统自动较轻，便于存储和运输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明俯视图；

图2为本发明A-A剖视图的主视图。

其中：1—挡板，2—第二侧面挡板槽，3—压力传感器，4—液压杆，5—挡板槽，6—标定箱，7—第一侧面挡板槽，8—液压缸，9—第一连接线，10—液压传感器，11—第二连接线，12—四通管，13—液压表，14—液压软管，15—计算机，16—液压泵，17—侧面挡板，18—第三连接线，19—细砂。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

根据图1所示，一种液压千斤顶自标定系统，包括标定箱6、液压系统和计算机15，该液压系统和该计算机15均设置在该标定箱6外部，该液压系统通过液压软管14与该标定箱6连接，所述计算机15通过连接线与该标定箱6连接，该液压系统包括液压泵16；

作为一种选择，该标定箱6总体呈一定长度的箱型结构，该标定箱6内的两侧侧边上对称均匀设置有挡板槽5，该挡板槽5竖向设置在该标定箱6的侧边上，该挡板槽5的长度与该标定箱6深度相同。

进一步的，该标定箱6内的两端端边上对称均匀设置有第一侧面挡板槽7，该第一侧面挡板槽7竖向设置在该标定箱6的端边上，该第一侧面挡板槽7的长度与该标定箱6深度相同，该第一侧面挡板槽7和该挡板槽5均由两条一定厚度的钢板条焊接在该标定箱6的内壁上构成。

进一步的，该标定箱6的内部设置有挡板1和侧面挡板17，该挡板1可插拔式设置在两侧侧边上对应的该挡板槽5内，该挡板1的长度与该标定箱6内部宽度相同，该挡板1的高度与该标定箱6的深度相同；该挡板1长度方向两端的两侧面上竖向均匀设置有第二侧面挡板槽2，该第二侧面挡板槽2的设置方式和设置形状与该第一侧面挡板槽7相同。该侧面挡板17能够插拔式设置在该第一侧面挡板槽7和该第二侧面挡板槽2间。该挡板1和该侧面挡板17均为高强度钢制成，且该挡板1的强度值大于液压千斤顶的顶力值。

进一步的，该挡板1和侧面挡板17的底边均呈楔形，该挡板1上吸附有压力传感器3，该压力传感器3为轮辐式力传感器，该压力传感器3背面固定设置有磁性装置，该磁性装置能将压力传感器3牢固吸附在该挡板1上。

进一步的，两端该端边的上部均设置有两个贯穿孔。该标定箱6外两侧侧边上和两端端边上各至少设置一个挂钩。

进一步的，该标定箱6设置有箱盖，该箱盖四边由角钢制成，该箱盖的盖面为防爆玻璃，四边的该角钢上至少各设置一个锁扣。该锁扣与该挂钩配合能将箱盖牢固锁定在标定箱6上。

根据图2所示，该标定箱6的底部铺设有一定厚度的细砂19，将液压千斤顶底部紧贴端边放置在该标定箱6内，将该挡板1插入到该挡板槽5内，将压力传感器3吸附在该挡板1上，使该压力传感器3中心与液压千斤顶轴线重合。该液压泵16通过液压软管14穿过其中一个该贯穿孔经四通管12与液压缸8连接，该四通管12的其余两个开口分别连接液压传感器10和液压表13连接管，该液压表13连接管通过其中另一个该贯穿孔伸出该标定箱6外并连接液压表13。该压力传感器3通过第一连接线9与该计算机15连接，该液压传感器10通过第二连接线11与该计算机15连接，液压泵16通过第三连接线18与计算机15连接。计算机15能使液压泵16启动或关闭。

另外，本发明还提供一种液压千斤顶自标定系统的自标定方法，该标定方法包括如下步骤：

1)将该标定箱6内铺设一定厚度的细砂19，将待标定千斤顶底部紧贴标定箱6端边稳定放置在该标定箱6内，将挡板1插入挡板槽5内，使挡板1距离端边的距离满足该液压杆4伸出液压缸8长度的1/3、1/4或1/5的要求。

2)将压力传感器3吸附在该挡板1上，使压力传感器3中心与该液压千斤顶轴心重合；启动液压千斤顶使该液压杆4与该压力传感器3紧密贴合。

3)将两个侧面挡板17分别插入第一侧面挡板槽7和第二侧面挡板槽2内，使两个侧面挡板17将液压千斤顶夹在中间并尽量靠近液压千斤顶，以防止液压千斤顶倾斜。

4)将液压泵16通过液压软管14经四通管12与液压缸8连接，该四通管12的另外两个管口分别连接液压传感器10和液压表13。

5)将压力传感器3、液压传感器10和液压泵16分别通过第一连接线9、第二连接线11和第三连接线18与计算机15连接；将箱盖与标定箱6闭合并锁定。

6)启动该液压泵16并逐渐加压，驱动该液压千斤顶进行张拉，同时该压力传感器3和该液压传感器10实时将数据传输至计算机15。

7)该计算机15实时将同一时间接收的压力值和液压值记录，并对该压力值和该液压值利用线性函数关系建立一元线性回归模型，即完成该液压杆4伸出液压缸8的1/3处的标定。

8)调整该挡板1与端边的距离，重复上述步骤6)和步骤7)即可得出该液压杆4伸出该液压缸8任意长度的标定。

作为一种选择，一元线性回归模型建立原理为：在采集压力值和液压值以后，确定直线的方法是最小二乘法，最小二乘法的基本思想是最有代表性的直线应该是直线到各点的距离最近。然后用这条直线进行预测，比如直线为Y＝ax+b，在得出a和b值后，当知道自变量液压值时，就能预测出因变量压力值。

作为一种选择，一元线性回归模型的建立过程：1)选取一元线性回归模型的变量；2)绘制计算表和拟合散点图；3)计算变量间的回归系数及其相关的显著性；4)回归分析结果的应用。

如上所述，可较好地实现本发明，对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和变型仍落入本发明的保护范围内。本发明中未进行特殊说明或限定的部分，均采用现有技术实施。

Claims (10)

1.一种液压千斤顶自标定系统，其特征在于，包括标定箱(6)、液压系统和计算机(15)；所述液压系统和计算机(15)均设置在标定箱(6)外部，所述液压系统通过液压软管(14)与标定箱(6)连接，所述计算机(15)通过连接线与标定箱(6)连接；

所述液压系统包括液压泵(16)；所述标定箱(6)为具有一定长度的箱型结构，所述标定箱(6)两侧面内侧对称均匀设置有挡板槽(5)，且所述标定箱(6)两端面内侧对称均匀设置有第一侧面挡板槽(7)。

2.根据权利要求1所述的一种液压千斤顶自标定系统，其特征在于，所述标定箱(6)内部设置有挡板(1)和侧面挡板(17)，所述挡板(1)和侧面挡板(17)的底边均呈楔形，所述挡板(1)可插拔的设置在挡板槽(5)内，所述挡板(1)的长度与所述标定箱(6)内部宽度相同。

3.根据权利要求2所述的一种液压千斤顶自标定系统，其特征在于，所述挡板(1)和侧面挡板(17)均为高强度钢制成，且所述挡板(1)的强度值大于液压千斤顶的顶力值。

4.根据权利要求2所述的一种液压千斤顶自标定系统，其特征在于，所述挡板(1)前后两侧面上竖向均匀设置有第二侧面挡板槽(2)，所述第二侧面挡板槽(2)的设置方式和形状均与第一侧面挡板槽(7)相同；所述侧面挡板(17)能够可插拔的设置于第一侧面挡板槽(7)和第二侧面挡板槽(2)之间。

5.根据权利要求2所述的一种液压千斤顶自标定系统，其特征在于，所述挡板(1)上吸附有压力传感器(3)，所述压力传感器(3)背面设置有固定装置，所述固定装置能将压力传感器(3)固定在所述挡板(1)上。

6.根据权利要求1所述的一种液压千斤顶自标定系统，其特征在于，所述挡板槽(5)竖向设置在标定箱(6)的侧面上，且挡板槽(5)的长度与标定箱(6)深度相同。

7.根据权利要求1所述的一种液压千斤顶自标定系统，其特征在于，所述第一侧面挡板槽(7)竖向设置在标定箱(6)的端面上，且第一侧面挡板槽(7)的长度与标定箱(6)深度相同。

8.根据权利要求1所述的一种液压千斤顶自标定系统，其特征在于，所述标定箱(6)两侧面外侧上和两端面外侧上各至少设置有一个挂钩，所述标定箱(6)设置有箱盖，所述箱盖四边由角钢制成，四边的所述角钢上至少各设置一个锁扣；所述锁扣与所述挂钩配合能将箱盖牢固锁定在标定箱(6)上。

9.根据权利要求5所述的一种液压千斤顶自标定系统，其特征在于，所述液压泵(16)通过液压软管(14)经四通管(12)与千斤顶的液压缸(8)连接，所述四通管(12)的其余两个开口分别连接液压传感器(10)和液压表连接管，所述液压表)连接管另一端连接液压表(13)；所述压力传感器(3)、液压传感器(10)和液压泵(16)分别通过连接线与计算机(15)连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种液压千斤顶自标定系统的自标定方法，其特征在于，所述自标定方法包括如下步骤：

1)在标定箱(6)内铺设一定厚度的细砂(19)，将待标定液压千斤顶底部紧贴标定箱(6)的端面稳定放置在所述标定箱(6)内，将挡板(1)插入挡板槽(5)内，使所述挡板(1)距离所述端面的距离满足液压杆(4)伸出液压缸(8)长度1/3、1/4或1/5的要求；

2)将压力传感器(3)固定在所述挡板(1)上，使压力传感器(3)中心与所述液压千斤顶轴心重合；启动液压千斤顶使所述液压杆(4)与压力传感器(3)紧密贴合；

3)将两个侧面挡板(17)分别插入第一侧面挡板槽(7)和第二侧面挡板槽(2)内，使两个侧面挡板(17)分别位于液压千斤顶两侧，并尽量靠近所述液压千斤顶，以防止所述液压千斤顶倾斜；

4)将液压泵(16)通过液压软管(14)经四通管(12)与液压缸(8)连接，四通管(12)的另外两个管口分别连接液压传感器(10)和液压表(13)；

5)将所述压力传感器(3)、液压传感器(10)和液压泵(16)分别通过连接线与计算机(15)连接；

6)将箱盖与标定箱(6)闭合并锁定；

7)启动液压泵(16)并逐渐加压，驱动所述液压千斤顶进行张拉，同时所述压力传感器(3)和液压传感器(10)实时将测得的数据传输至计算机(15)；

8)所述计算机(15)实时记录接收的压力值和液压值，并对所述压力值和液压值利用线性函数关系建立一元线性回归模型，即完成所述液压杆(4)伸出所述液压缸(8)1/3处的标定；

9)调整挡板(1)与所述端面的距离，重复上述步骤7)至步骤8)即可得出所述液压杆(4)伸出所述液压缸(8)任意长度的标定。