CN112268672A - 一种带有减振底座的液压振动系统 - Google Patents

一种带有减振底座的液压振动系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种带有减振底座的液压振动系统，减振底座与地面固定连接，作动器通过翻转装置固定安装在减振底座一端，水平滑台固定安装在减振底座的另一端；翻转装置能够将作动器从垂直方向翻转至水平方向，也能够作动器从水平方向翻转回垂直方向。其伺服作动器采用中间支撑轴的形式固定安装在液压振动台底座上，节省了伺服作动器工作空间，大大减小了试验件产生的倾覆力矩；该液压振动系统采用减振底座，满足液压振动台各项性能指标的同时，节省了建设减振基础的周期和成本；该液压振动系统具有结构紧凑，建设周期短，成本低，通用性强等特点，具有良好的市场前景。

Description

一种带有减振底座的液压振动系统
技术领域
本发明涉及一种带有减振底座的液压振动系统，尤其适用于在无安装地基的情况下，实现单个作动器完成水平和垂直两个方向的振动试验，属于振动试验领域。
背景技术
液压振动台由于具有低频、大位移、大推力、响应快、重量轻、体积小及易安装等优点，被广泛应用于航空航天、军工、道路模拟、包装运输、地震等各个领域的振动试验中。
液压振动台主要由测控系统、液压系统、伺服作动器、底座和管路及安装附件组成，通常情况下，伺服作动器一端固定安装在液压振动台底座上，伺服作动器作业空间大，在垂直方工作时，试验件产生的倾覆力矩大，对液压振动台安全性和可靠性都有一定的影响；同时，为了减少由于振动对周围环境带来的影响，液压振动台整体通过底座固定安装在基础地基上，根据设计要求，一般减振基础地基质量需要满足液压振动台最大输出力20倍以上。同时，建设减振基础地基需要提前进行设计和规划，占地面积大、建设周期长，成本高，一定程度上制约了液压振动台市场推广。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有技术中的上述不足和需求，本发明提出一种带有减振底座的液压振动系统，其伺服作动器采用中间支撑轴的形式固定安装在液压振动台底座上，节省了伺服作动器工作空间，大大减小了试验件产生的倾覆力矩；该液压振动系统采用减振底座，满足液压振动台各项性能指标的同时，节省了建设减振基础的周期和成本；该液压振动系统具有结构紧凑，建设周期短，成本低，通用性强等特点，具有良好的市场前景。
(二)技术方案
一种带有减振底座的液压振动系统，包括伺服油源、吸油泵、作动器、翻转装置、垂直拓展台、传感器总成、牛头、水平滑台、减振底座、伺服控制器、振动控制仪；减振底座与地面固定连接，作动器通过翻转装置固定安装在减振底座一端，水平滑台固定安装在减振底座的另一端；翻转装置能够将作动器从垂直方向翻转至水平方向，也能够作动器从水平方向翻转回垂直方向；作动器处于垂直方向时，垂直拓展台通过作动器上的法兰与作动器固定连接；作动器处于水平方向时，水平滑台通过牛头与作动器上的法兰固定连接；伺服油源为作动器提供往复运动的动力，吸油泵把作动器工作过程中所产生的少量静压支撑油抽吸到伺服油源内。
作动器处于垂直方向时，传感器总成设置在垂直拓展台上，作动器处于水平方向时，传感器总成设置在水平滑台上。
传感器总成包括位移传感器和加速度传感器；传感器总成连接至振动控制仪，振动控制仪连接至伺服控制器，伺服控制器连接至作动器。
所述液压振动系统的控制包括内环闭环控制和外环闭环控制。
在外环闭环控制中，振动控制仪发出外环指令信号，作动器通过加速度传感器生成加速度反馈信号，将外环指令信号和加速度反馈信号通过既定的加载谱进行解算后输入伺服控制器后生成内环指令信号。
在内环闭环控制中，内环指令信号和作动器上的位移传感器传递出的位移反馈信号通过既定加载谱进行解算后输入至作动器上的伺服阀以对连接作动器进行控制，实现对作动器上连接的试验件的振动加载。
所述减振底座包括上座板、第一层中间橡胶垫、中间座板、第二层中间橡胶垫、下座板、橡胶减振器、底板、底板橡胶垫；作动器、翻转装置以及水平滑台均安装在上座板上，上座板下面依次安装有第一层中间橡胶板、中间座板、第二层中间橡胶板和下座板，上座板与下座板螺栓连接；下座板与底板之间均设若干橡胶减振器，底板与地面之间设置底板橡胶垫。
支撑座设置有两个并分别左右抵接减振底座，支撑座的底面固定在底板上表面的两侧，支撑座抵接减振底座的表面设置接触橡胶垫，以对减振底座起到限位和减振作用。
所述作动器包括伺服液压缸、中间支撑轴、阀块、伺服阀、蓄能器、法兰、支撑盘、导向杆、导向支座以及导向板；伺服液压缸一侧安装有阀块，伺服阀和蓄能器安装在阀块上，法兰与伺服液压缸顶端固定安装，支撑盘固定安装在伺服液压缸上，导向杆固定安装在法兰内，2个导向支座固定安装在支撑盘上，导向板安装在左右两个导向支座上，导向杆与伺服液压缸往复运动的同时，安装在导向支座上的两个导向板起到限制定位的作用。
伺服液压缸与中间支撑轴固定连接，并通过翻转装置中的上安装座和下安装座与减振底座固定连接。
(三)有益效果
本发明的一种带有减振底座的液压振动系统，其伺服作动器采用中间支撑轴的形式固定安装在液压振动台底座上，节省了伺服作动器工作空间，大大减小了试验件产生的倾覆力矩；该液压振动系统采用减振底座，满足液压振动台各项性能指标的同时，节省了建设减振基础的周期和成本；该液压振动系统具有结构紧凑，建设周期短，成本低，通用性强等特点，具有良好的市场前景。
附图说明
图1本发明的一种带有减振底座的液压振动系统的组成图。
图2本发明的一种带有减振底座的液压振动系统的控制原理图。
图3本发明的一种带有减振底座的液压振动系统中减振底座立体图。
图4本发明的一种带有减振底座的液压振动系统中作动器处于水平方向的立体图。
图5本发明的一种带有减振底座的液压振动系统中作动器处于垂直方向的立体图。
图中：1-伺服油源；2-吸油泵；3-作动器；4-翻转装置；5-垂直拓展台；6-传感器；7-牛头；8-水平滑台；9-减振底座；10-伺服控制器；11-振动控制仪；12-上座板；13-第一层中间橡胶板；14-中间座板；15-第二层中间橡胶板；16-下座板；17-橡胶减振器；18-底板；19-底板橡胶垫；20-支撑座；21-蓄能器；22-阀块；23-中间支撑轴；24-伺服阀；25-伺服液压缸；26-支撑盘；27-法兰；28-导向支座；29-导向板；30-导向杆。
具体实施方式
本发明的一种带有减振底座的液压振动系统，包括伺服油源1、吸油泵2、作动器3、翻转装置4、垂直拓展台5、传感器总成6、牛头7、水平滑台8、减振底座9、伺服控制器10、振动控制仪11；减振底座9与地面固定连接，作动器3通过翻转装置4固定安装在减振底座9一端，水平滑台8固定安装在减振底座9的另一端；翻转装置4能够将作动器3从垂直方向翻转至水平方向，也能够作动器3从水平方向翻转回垂直方向；作动器3处于垂直方向时，垂直拓展台5通过作动器3上的法兰27与作动器3固定连接；作动器3处于水平方向时，水平滑台8通过牛头7与作动器3上的法兰27固定连接；伺服油源1为作动器3提供往复运动的动力，吸油泵2把作动器3工作过程中所产生的少量静压支撑油抽吸到伺服油源1内。
作动器3处于垂直方向时，传感器总成6设置在垂直拓展台8上，作动器3处于水平方向时，传感器总成6设置在水平滑台8上。
传感器总成6包括位移传感器和加速度传感器；传感器总成6连接至振动控制仪11，振动控制仪11连接至伺服控制器10，伺服控制器10连接至作动器3。
所述液压振动系统的控制包括内环闭环控制和外环闭环控制。
在外环闭环控制中，振动控制仪11发出外环指令信号，作动器3通过加速度传感器生成加速度反馈信号，将外环指令信号和加速度反馈信号通过既定的加载谱进行解算后输入伺服控制器10后生成内环指令信号。
在内环闭环控制中，内环指令信号和作动器3上的位移传感器传递出的位移反馈信号通过既定加载谱进行解算后输入至作动器3上的伺服阀24以对连接作动器3进行控制，实现对作动器3上连接的试验件的振动加载。
所述减振底座9包括上座板12、第一层中间橡胶垫13、中间座板14、第二层中间橡胶垫15、下座板16、橡胶减振器17、底板18、底板橡胶垫19；作动器3、翻转装置4以及水平滑台8均安装在上座板12上，上座板12下面依次安装有第一层中间橡胶板13、中间座板14、第二层中间橡胶板15和下座板16，上座板12与下座板16螺栓连接；下座板16与底板18之间均设若干橡胶减振器17，底板18与地面之间设置底板橡胶垫19。
支撑座20设置有两个并分别左右抵接减振底座9，支撑座20的底面固定在底板18上表面的两侧，支撑座20抵接减振底座9的表面设置接触橡胶垫，以对减振底座9起到限位和减振作用。
所述作动器3包括伺服液压缸25、中间支撑轴23、阀块22、伺服阀24、蓄能器21、法兰27、支撑盘26、导向杆30、导向支座28以及导向板29；伺服液压缸25一侧安装有阀块22，伺服阀24和蓄能器21安装在阀块22上，法兰27与伺服液压缸25顶端固定安装，支撑盘26固定安装在伺服液压缸25上，导向杆30固定安装在法兰27内，2个导向支座28固定安装在支撑盘26上，导向板29安装在左右两个导向支座28上，导向杆30与伺服液压缸25往复运动的同时，安装在导向支座28上的两个导向板29起到限制定位的作用。
伺服液压缸25与中间支撑轴23固定连接，并通过翻转装置4中的上安装座36和下安装座35与减振底座9固定连接。

Claims (10)

1.一种带有减振底座的液压振动系统，其特征在于，包括伺服油源、吸油泵、作动器、翻转装置、垂直拓展台、传感器总成、牛头、水平滑台、减振底座、伺服控制器、振动控制仪；减振底座与地面固定连接，作动器通过翻转装置固定安装在减振底座一端，水平滑台固定安装在减振底座的另一端；翻转装置能够将作动器从垂直方向翻转至水平方向，也能够作动器从水平方向翻转回垂直方向；作动器处于垂直方向时，垂直拓展台通过作动器上的法兰与作动器固定连接；作动器处于水平方向时，水平滑台通过牛头与作动器上的法兰固定连接；伺服油源为作动器提供往复运动的动力，吸油泵把作动器工作过程中所产生的少量静压支撑油抽吸到伺服油源内。
2.如权利要求1所述的一种带有减振底座的液压振动系统，其特征在于，作动器处于垂直方向时，传感器总成设置在垂直拓展台上，作动器处于水平方向时，传感器总成设置在水平滑台上。
3.如权利要求2所述的一种带有减振底座的液压振动系统，其特征在于，传感器总成包括位移传感器和加速度传感器；传感器总成连接至振动控制仪，振动控制仪连接至伺服控制器，伺服控制器连接至作动器。
4.如权利要求3所述的一种带有减振底座的液压振动系统，其特征在于，所述液压振动系统的控制包括内环闭环控制和外环闭环控制。
5.如权利要求4所述的一种带有减振底座的液压振动系统，其特征在于，在外环闭环控制中，振动控制仪发出外环指令信号，作动器通过加速度传感器生成加速度反馈信号，将外环指令信号和加速度反馈信号通过既定的加载谱进行解算后输入伺服控制器后生成内环指令信号。
6.如权利要求5所述的一种带有减振底座的液压振动系统，其特征在于，在内环闭环控制中，内环指令信号和作动器上的位移传感器传递出的位移反馈信号通过既定加载谱进行解算后输入至作动器上的伺服阀以对连接作动器进行控制，实现对作动器上连接的试验件的振动加载。
7.如权利要求6所述的一种带有减振底座的液压振动系统，其特征在于，所述减振底座包括上座板、第一层中间橡胶垫、中间座板、第二层中间橡胶垫、下座板、橡胶减振器、底板、底板橡胶垫；作动器、翻转装置以及水平滑台均安装在上座板上，上座板下面依次安装有第一层中间橡胶板、中间座板、第二层中间橡胶板和下座板，上座板与下座板螺栓连接；下座板与底板之间均设若干橡胶减振器，底板与地面之间设置底板橡胶垫。
8.如权利要求7所述的一种带有减振底座的液压振动系统，其特征在于，支撑座设置有两个并分别左右抵接减振底座，支撑座的底面固定在底板上表面的两侧，支撑座抵接减振底座的表面设置接触橡胶垫，以对减振底座起到限位和减振作用。
9.如权利要求8所述的一种带有减振底座的液压振动系统，其特征在于，所述作动器包括伺服液压缸、中间支撑轴、阀块、伺服阀、蓄能器、法兰、支撑盘、导向杆、导向支座以及导向板；伺服液压缸一侧安装有阀块，伺服阀和蓄能器安装在阀块上，法兰与伺服液压缸顶端固定安装，支撑盘固定安装在伺服液压缸上，导向杆固定安装在法兰内，2个导向支座固定安装在支撑盘上，导向板安装在左右两个导向支座上，导向杆与伺服液压缸往复运动的同时，安装在导向支座上的两个导向板起到限制定位的作用。
10.如权利要求9所述的一种带有减振底座的液压振动系统，其特征在于，伺服液压缸与中间支撑轴固定连接，并通过翻转装置中的上安装座和下安装座与减振底座固定连接。
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