CN110748532A - 一种脉动衰减器性能测试装置及方法 - Google Patents

一种脉动衰减器性能测试装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脉动衰减器性能测试装置，包括液体压力脉动发生系统、液体静压加载系统和油液的可循环利用系统。本发明在待测脉动衰减器进口一侧连通液体压力脉动发生系统，在出口一侧连通液体静压加载系统。通过PLC系统控制电磁阀的开闭让管内液体产生脉动，再通过蓄能器和节流阀对管内液体产生静压力，最终通过安装在待测脉动衰减器进出口的两个压力传感器采集待测脉动衰减器进口液压和出口液压，并按公式
Figure DDA0002251298510000011
计算得出待测脉动衰减器衰减性能。装置组成结构简单、易于拆装且操作简单方便，精度满足工程需要，具有较高的工程应用价值。本发明还公开了一种脉动衰减器性能测试装置的测试方法。

Description

一种脉动衰减器性能测试装置及方法
技术领域
本发明涉及一种脉动衰减器的测试装置及方法，尤其涉及一种脉动衰减器性能测试装置，属于测试技术领域。
背景技术
在各类机械设备中，液压系统应用越来越广泛。有些液压系统更是机械设备中的核心部件，液压系统的性能直接决定机械设备的好坏。随着液压系统向高速、高压和大功率方向发展，液压系统的脉动会造成机械设备的振动和噪声，当脉动过大时，甚至会损害设备，造成设备无法正常运行。如：在军舰轴系上的推力轴承的油压脉动造成轴系振动很大，将会影响舰船的隐身性能，直接削弱舰船的作战能力。所以，对脉动衰减器减振效果的测试与评估具有重要意义。现如今关于脉动衰减器理论及其测试技术的研究还不深入，设计理论还不完善。对脉动衰减器性能进行测量是评价脉动衰减器是否有效的重要途径。测量脉动衰减器的性能，主要是测试脉动衰减器在恒定的压力下，脉动衰减器的进出口压力脉动的比值随着频率变化的关系，从而测得压力脉动的传递损失的主要评价指标。
贺尚红在第46卷第4期《中南大学学报(自然科学版)》发表的《膜片式流体脉动衰减器固有特性分析》一文提出的一种液压振动试验台，它是利用调频电机配合柱塞泵产生液压脉动，用节流阀实现静压力的加载的利用脉动衰减器两端的压力传感器测出脉动衰减量。其缺点主要有：压力的脉动是通过调节变频电机的转速实现的，一般变频器的调节电机转速范围有限，当调节到50Hz以上恒功率输出特性，电机转速上升，扭矩必然下降。当扭矩下降到液压静载时，转速就不能增大。
申请号为201710568419.0，名称为《一种脉动衰减器性能测试装置及测试方法》的发明专利提出了一种脉动衰减器性能测试装置，该专利利用激振器推动杠杆，进而带动加力活塞在脉动发生管管内左右运动产生液体脉动，利用脉动衰减器两端的压力传感器测出脉动衰减量。激振器的激振频率为50-2000Hz。其缺点主要有：无法测得脉动衰减器在50Hz以下的衰减效果；激振器的价格昂贵。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的问题和缺陷，提供一种脉动衰减器性能测试装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种脉动衰减器性能测试装置，包括支架，其特征在于：在所述支架上通过管道依次闭环连通有液体压力脉动发生系统、液体静压加载系统和油液的可循环利用系统；
所述液体压力脉动发生系统包括脉动发生组件1、管一2、第一压力传感器5；其中，所述脉动发生组件1由：泵1-1、管二1-2、PLC控制系统1-3以及电磁阀1-4构成，所述泵1-1与电磁阀1-4的进口通过管二1-2密封连接，所述管一2一端连通所述脉动发生组件1，另一端与待测脉动衰减器7进口密封连接，所述第一压力传感器5设置于靠近待测脉动衰减器7进口的所述管一2上，采集端伸入管一2内；所述液体静压加载系统包括第二压力传感器9、管三10、蓄能器13和节流阀14，所述管三10一端与待测脉动衰减器7出口密封连接，另一端与节流阀14密封连接，所述第二压力传感器9设置于靠近待测脉动衰减7出口的所述管三10上，采集端伸入管三10内，所述管一2与所述管三10的中心轴线处于同一水平高度，所述蓄能器13设置于所述管三10上，进液口与所述管三10管内连通；所述油液的可循环利用系统包括管四15、软管17、油箱18及油管21，所述管四15与节流阀14密封连接，采用丝扣16将管四15与软管17连接，软管17伸入到油箱18中，所述油箱18通过油管21与泵1-1连接形成一个闭环系统。
进一步地，所述管一2由两根同直径不同长度分管Ⅰ2-1和分管Ⅱ2-2通过第一法兰3密封连接构成；所述管三10由两根同直径不同长度分管Ⅲ10-1和分管Ⅳ10-2通过第二法兰11密封连接构成。
进一步地，所述脉动衰减器性能测试装置还包括：第一电磁流量计4及第二电磁流量计12；所述第一电磁流量计4设置于所述管一2上，测取流入待测脉动脉动衰减器7时的流量；所述第二电磁流量计12设置于管三10上，测取流出待测脉动脉动衰减器7时的流量。
进一步地，所述脉动衰减器性能测试装置还包括：第一转接管6及第二转接管8；所述第一转接管6设置于所述管一2及所述脉动衰减器7之间，一端与所述管一2密封连接，另一端与所述待测脉动衰减器7进口密封连接；所述第二转接管8设置于所述待测脉动衰减器7及所述管三10之间，一端与待测脉动衰减器7的出口密封连接，另一端与管三10密封连接。
一种脉动衰减器性能测试装置的测试方法，包括以下步骤：
S1：将待测脉动衰减器7的进口与所述管一2密封连接，出口与所述管三10密封连接；
S2：通过油塞19向油箱18中注入油液，并由油泵1-1将油液注入管道中；
S3：通过所述蓄能器13和节流阀14调节管道内液体静压力；
S4：所述脉动发生组件1使油液产生液体脉动；
S5：第一压力传感器5采集待测脉动衰减器7进口压力P1；
S6：第二压力传感器9采集待测脉动衰减器7出口压力P2；
S7：根据公式
Figure BDA0002251298490000031
进行计算，当L大于0，则说明脉动衰减器能减小所产生的的脉动，反之则没有效果；L越大，说明此脉动衰减器性能越好。
进一步地，S3中所述通过蓄能器13和节流阀14调节管道内液体静压力的具体方法是：通过节流阀14调节管道流量来调节管道内的压力大小，通过蓄能器13调节和维持静压力。
进一步地，S4中所述脉动发生组件产生液体脉动的具体方法是：PLC控制系统1-3通过控制电磁阀1-4的开闭控制油液的流动，使油液产生脉动，在PLC控制系统1-3中设置电磁阀1-4开闭的次数使油液产生不同的脉动频率，可实现的脉动频率范围为5Hz至600Hz。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：
在本发明中，PLC控制系统控制电磁阀的开闭使油液产生脉动，并根据待测脉动衰减器两侧的压力传感器采集的压力计算衰减器的衰减性能，获得装置占用面积小，测量精度高的技术效果。
在本发明中，通过蓄能器和节流阀对液压系统施加和调整静压力，操作简单，提高静压力施加稳定性，从而提高测量精度。
在本发明中，通过在PLC控制系统中设置电磁阀开闭的次数可以让液体产生5-600Hz的脉动频率，提高测试装置的适用性且操作简单。
在本发明中，采用转接管将待测脉动衰减器安装入测量装置，可以通过更换不同口径的转接管及不同长度的脉动发生分管和液体静压分管实现对不同尺寸的待测脉动衰减器进行测试。
附图说明
图1为本发明的结构构造示意图。
图2为本发明的法兰示意图。
图3为本发明的转接头示意图。
图4为本发明中连接管道与软管的丝扣放大图。
图5为本发明中管道与支架连接的放大图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以及结合附图及实施案例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅仅用于解释本发明，而非用于限制本发明。
如图1-图5所示，一种脉动衰减器性能测试装置，包括支架及在支架上通过管道依次闭环连通的液体压力脉动发生系统、液体静压加载系统和油液的可循环利用系统。液体压力脉动发生系统包括脉动发生组件1、管一2、第一压力传感器5，其中，脉动发生组件1由泵1-1、管二1-2、PLC控制系统1-3以及电磁阀1-4构成，泵1-1与电磁阀1-4的进口通过管二1-2密封连接，管一2一端连通脉动发生组件1，另一端与待测脉动衰减器7进口密封连接，第一压力传感器5设置于靠近待测脉动衰减器7进口的管一2上，采集端伸入管一2内；液体静压加载系统包括第二压力传感器9、管三10、蓄能器13和节流阀14，管三10一端与待测脉动衰减器7出口密封连接，另一端与节流阀14密封连接，第二压力传感器9设置于靠近待测脉动衰减7出口的管三10上，采集端伸入管三10内，蓄能器13设置于管三10上，进液口与管三10管内连通；管一2与管三10的中心轴线处于同一水平高度；油液的可循环利用系统包括管四15、软管17、油箱18及油管21，管四15与节流阀14密封连接，采用丝扣16(如图4所示)将管四15与软管17连接，软管17伸入到油箱18中，油箱18通过油管21与泵1-1连接形成一个闭环系统。
在本实施例中油泵1-1选择220V齿轮油泵；PLC控制系统1-3为小型机PLC，其功能以控制开关为主；电磁阀1-4为SMC高频电磁阀；蓄能器13为弹簧式蓄能器，结构简单，反应较灵敏；节流阀14为直通式截止性节流阀。
在使用时，将待测脉动衰减器7进口与管一2密封连接，再将待测脉动衰减器7出口与管三10密封连接。通过节流阀14调节管道流量来调节管道内的压力大小，通过蓄能器13和节流阀14调节和维持管道内液体静压力。静压力设置完成后，通过PLC控制系统1-3控制电磁阀1-4的开闭，从而让管内液压油产生脉动。在PLC控制系统1-3中设置电磁阀1-4开闭的次数使油液产生不同的脉动频率，来适应不同振动的实验场合。液体脉动产生后，通过第一压力传感器5采集待测脉动衰减器7进口的液压，以及第二压力传感器9采集待测脉动衰减器7出口的液压，根据前后压力便可以获得待测脉动衰减器7的衰减性能。
本装置适用于测量小型脉动衰减器。由于不同待测脉动衰减器7的进出口口径不相同，为了提高装置整体的兼容性，增加第一转接管6以及第二转接管8(如图3所示)；第一转接管6设置于管一2与待测脉动衰减器7之间，一端与管一2密封连接，另一端与待测脉动衰减器7进口密封连接；所述第二转接管8设置于待测脉动衰减器7以及所述管三10之间，一端与待测脉动衰减器7的出口密封连接，另一端与管三10密封连接。第一转接管6有一个口径与管一2的口径相同，另一个口径与待测脉动衰减器7的进口口径相同；第二转接管8有一个口径与待测脉动衰减器7的出口口径相同，另一个口径与管三10的口径相同；通过第一转接管6和第二转接管8的转接，可以将不同口径的待测脉动衰减器7与本发明装置进行对接。当对不同口径的待测脉动衰减器7进行测试时，只需选择相适应的第一转接管6和第二转接管8即可将待测脉动衰减器7接入本发明装置中，无需对装置整体进行重新设计，提高了装置的兼容性。
同时，考虑到接入不同尺寸的待测脉动衰减器7，则管一2和管三10之间的距离就不可固定，只需更换不同尺寸的分管Ⅰ2-1、分管Ⅱ2-2、分管Ⅲ10-1和分管Ⅳ10-2即可接入不同尺寸的待测脉动衰减器7。
本发明提供的脉动衰减器性能测试方法，包括以下步骤：
S1：将待测脉动衰减器7的进口与所述管一2密封连接，出口与所述管三10密封连接；
S2：通过油塞19向油箱18中注入油液，并由油泵1-1将油液注入管道中；
S3：通过所述蓄能器13和节流阀14调节管道内液体静压力；
S4：所述脉动发生组件1使油液产生液体脉动；
S5：第一压力传感器5采集待测脉动衰减器7进口压力P1；
S6：第二压力传感器9采集待测脉动衰减器7出口压力P2；
S7：根据公式
Figure BDA0002251298490000051
进行计算，当L大于0，则说明脉动衰减器能减小所产生的的脉动，反之则没有效果；L越大，脉动衰减器性能越好。
进行测试前，将待测脉动衰减器7的进口与管一2密封连接，出口与管三10密封连接，也可通过第一转接管6和第二转接管8接入本发明测试装置中。装接完成后，需要通过油塞19向本发明测试装置的油箱18中注入适量的液压油。通过节流阀14调节管道流量来调节管道内的压力大小，通过蓄能器13调节和维持静压力。静压设置完成后，由油泵1-1将油液加注到管道中，PLC控制系统1-3控制电磁阀1-4的开闭使油液产生脉动。脉动的频率通过在PLC控制系统1-3上设置电磁阀1-4开闭的次数来实现。油液脉动的频率可以在5Hz至600Hz之间调整。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的改变和变形。凡采用等同替换或等效变换所形成的技术方案，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种脉动衰减器性能测试装置，包括支架，其特征在于：在所述支架上通过管道依次闭环连通有液体压力脉动发生系统、液体静压加载系统和油液的可循环利用系统；
所述液体压力脉动发生系统包括脉动发生组件(1)、管一(2)、第一压力传感器(5)；其中，所述脉动发生组件(1)由：泵(1-1)、管二(1-2)、PLC控制系统(1-3)以及电磁阀(1-4)构成，所述泵(1-1)与电磁阀(1-4)的进口通过管二(1-2)密封连接，所述管一(2)一端连通所述脉动发生组件(1)，另一端与待测脉动衰减器(7)进口密封连接，所述第一压力传感器(5)设置于靠近待测脉动衰减器(7)进口的所述管一(2)上，采集端伸入管一(2)内；所述液体静压加载系统包括第二压力传感器(9)、管三(10)、蓄能器(13)和节流阀(14)，所述管三(10)一端与待测脉动衰减器(7)出口密封连接，另一端与节流阀(14)密封连接，所述第二压力传感器(9)设置于靠近待测脉动衰减(7)出口的所述管三(10)上，采集端伸入管三(10)内，所述管一(2)与所述管三(10)的中心轴线处于同一水平高度，所述蓄能器(13)设置于所述管三(10)上，进液口与所述管三(10)管内连通；所述油液的可循环利用系统包括管四(15)、软管(17)、油箱(18)及油管(21)，所述管四(15)与节流阀(14)密封连接，采用丝扣(16)将管四(15)与软管(17)连接，软管(17)伸入到油箱(18)中，所述油箱(18)通过油管(21)与泵(1-1)连接形成一个闭环系统。
2.根据权利1所述的脉动衰减器性能测试装置，其特征在于：所述管一(2)由两根同直径不同长度分管Ⅰ(2-1)和分管Ⅱ(2-2)通过第一法兰(3)密封连接构成；所述管三(10)由两根同直径不同长度分管Ⅲ(10-1)和分管Ⅳ(10-2)通过第二法兰(11)密封连接构成。
3.根据权利1-2所述的脉动衰减器性能测试装置，其特征在于：所述脉动衰减器性能测试装置还包括：第一电磁流量计(4)及第二电磁流量计(12)；所述第一电磁流量计(4)设置于所述管一(2)上，测取流入待测脉动脉动衰减器(7)时的流量；所述第二电磁流量计(12)设置于管三(10)上，测取流出待测脉动脉动衰减器(7)时的流量。
4.根据权利1-2所述的脉动衰减器性能测试装置，其特征在于：所述脉动衰减器性能测试装置还包括：第一转接管(6)及第二转接管(8)；所述第一转接管(6)设置于所述管一(2)及所述脉动衰减器(7)之间，一端与所述管一(2)密封连接，另一端与所述待测脉动衰减器(7)进口密封连接；所述第二转接管(8)设置于所述待测脉动衰减器(7)及所述管三(10)之间，一端与待测脉动衰减器(7)的出口密封连接，另一端与管三(10)密封连接。
5.一种脉动衰减器性能测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将待测脉动衰减器(7)的进口与所述管一(2)密封连接，出口与所述管三(10)密封连接；
S2：通过油塞(19)向油箱(18)中注入油液，并由油泵(1-1)将油液注入管道中；
S3：通过所述蓄能器(13)和节流阀(14)调节管道内液体静压力；
S4：所述脉动发生组件(1)使油液产生液体脉动；
S5：第一压力传感器(5)采集待测脉动衰减器(7)进口压力P1；
S6：第二压力传感器(9)采集待测脉动衰减器(7)出口压力P2；
S7：根据公式
Figure FDA0002251298480000021
进行计算，当L大于0，则说明脉动衰减器能减小所产生的脉动，反之则没有效果；L越大，说明此脉动衰减器性能越好。
6.如权利要求5所述的脉动衰减器性能测试装置的测试方法，其特征在于，S3中所述通过蓄能器(13)和节流阀(14)调节管道内液体静压力的具体方法是：节流阀(14)通过调节管道流量来调节管道内的压力大小，通过蓄能器(13)调节和维持静压力。
7.如权利要求5所述的脉动衰减器性能测试装置的测试方法，其特征在于，S4中所述脉动发生组件(1)产生液体脉动的具体方法是：PLC控制系统(1-3)通过控制电磁阀(1-4)的开闭控制油液的流动，使油液产生脉动，在PLC控制系统(1-3)中设置电磁阀(1-4)开闭的次数使油液产生不同的脉动频率，可实现的脉动频率范围为5Hz至600Hz。
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