CN115492820A - 一种负载模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种负载模拟装置，包括负载模拟阀块、与负载模拟阀块连接的比例控制器，所述负载模拟阀块用于与待测试元器件连接；所述负载模拟阀块包括比例溢流阀、压力传感器；所述比例溢流阀用于为待测试元器件提供压力油液；所述压力传感器设置在负载模拟阀块的进油口处，用于监测进油口的油液压力，且用于为比例控制器提供油液压力反馈信号。本申请能够为待测试元器件提供一个模拟负载，通过负载模拟阀块为待测试元器件模拟各种负载特性，且为待测试元器件提供一个与实际工况一模一样的负载环境，对待测试元器件进行充分的试验验证，便于在整机装配调试之后发现产品各种问题，提前解决问题，确保整机装配之后的可靠性。

Description

一种负载模拟装置

技术领域

本发明涉及模拟负载设备技术领域，具体涉及一种负载模拟装置。

背景技术

目前，液压行业对液压元器件或者对液压集成阀块进行性能试验时，比如进行性能试验时，我们仅能对液压元器件或者液压集成阀块提供压力油液，此压力油液进入液压元器件或者对液压集成阀块内部之后，压力油液是静止的，液压油不能按一定的流量流动；或者液压油液流动经过液压元器件或者对液压集成阀块时，油压的压力几乎为零，在此种环境下面进行性能试验。在此种试验环境下，不能完成模拟工况环境，试验结果不能完全体现液压元器件或者对液压集成阀块的实际性能，不能达到试验预期效果。

发明内容

本发明提出了一种负载模拟装置，以解决了上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种负载模拟装置，包括负载模拟阀块、与负载模拟阀块连接的比例控制器，所述负载模拟阀块用于与待测试元器件连接；所述负载模拟阀块包括比例溢流阀、压力传感器；所述比例溢流阀用于为待测试元器件提供压力油液；所述压力传感器设置在负载模拟阀块的进油口处，用于监测进油口的油液压力，且用于为比例控制器提供油液压力反馈信号。

一些实施例中，所述负载模拟阀块设有泄油口与回油口，所述泄油口与所述回油口与油箱连接。

一些实施例中，所述负载模拟阀块包括与待测试元器件连接的第一进油口与第二进油口；第一进油口分两支路与第一单向阀、第一比例溢流阀并联；第一进油口与第一比例溢流阀之间串联有第一截止阀，且第一截止阀位于支路上；所述第一单向阀和所述第一比例溢流阀均与第一油管连接；第二进油口分两支路与第二单向阀、第二比例溢流阀并联；第二进油口与第二比例溢流阀之间串联有第二截止阀，且第二截止阀位于支路上；所述第二单向阀和所述第二比例溢流阀均与第二油管连接；所述第一油管与第二油管连接。

一些实施例中，所述负载模拟阀块还包括第一手动溢流阀与第二手动溢流阀；所述第一进油口分一支路与第一手动溢流阀并联连接，且第一手动溢流阀与第一油管连接；所述第二进油口分一支路与第二手动溢流阀并联连接，且第二手动溢流阀与第二油管连接。

一些实施例中，所述的负载模拟阀块还包括第三手动溢流阀、第四手动溢流阀；所述第一进油口分一支路与第三手动溢流阀并联连接，所述第二进油口分一支路与第四手动溢流阀并联连接，所述第三手动溢流阀与所述第四手动溢流阀连接。

一些实施例中，所述的负载模拟阀块还包括第一电磁换向阀、第二电磁换向阀；所述第一进油口分一支路与第一电磁换向阀并联连接，所述第二进油口分一支路与第二电磁换向阀并联连接，所述第一电磁换向阀与所述第二电磁换向阀连接。

一些实施例中，所述第一进油口设有第一压力传感器，所述第二进油口设有第二压力传感器，所述第一压力传感器与所述第二压力传感器均与所述比例控制器连接。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请提供的技术方案涉及一种负载模拟装置，能够为待测试元器件提供一个模拟负载，通过负载模拟阀块为待测试元器件模拟各种负载特性，且为待测试元器件提供一个与实际工况一模一样的负载环境，对待测试元器件进行充分的试验验证，便于在整机装配调试之后发现产品各种问题，提前解决问题，确保整机装配之后的可靠性。

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。

图1为本申请实施例提供的负载模拟装置结构框图；

图2为本申请实施例提供的负载模拟阀块电路结构示意图；

图3为本申请实施例提供的负载压力曲线示意图；

图4为本申请实施例提供的电信号曲线示意图；

图5为本申请实施例提供的比例控制器输出控制信号曲线示意图；

图6为本申请实施例提供的模拟负载曲线示意图。

图中：1、负载模拟阀块；2、比例控制器；3、待测试元器件；4、油箱；5、泄油口；6、回油口；7、第一进油口；8、第一单向阀；9、第一比例溢流阀；10、第一截止阀；11、第一油管；12、第二进油口；13、第二单向阀；14、第二比例溢流阀；15、第二截止阀；16、第二油管；17、第一手动溢流阀；18、第二手动溢流阀；19、第三手动溢流阀；20、第四手动溢流阀；21、第一电磁换向阀；22、第二电磁换向阀；23、第一压力传感器；24、第二压力传感器；25、散热器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种负载模拟装置，包括负载模拟阀块1、与负载模拟阀块1连接的比例控制器2。所述负载模拟阀块1用于与待测试元器件3连接，其包括比例溢流阀、压力传感器。所述负载模拟阀块1为液压执行部分，主要通过比例溢流阀来为液压系统提供压力油液，从而起到模拟负载的作用。所述比例控制器2用于控制所述比例溢流阀，在固定流量情况下，给出不同的电比例控制信号，从而得到不同的负载压力。此负载压力可以是一个固定值，也可以是一个跟随时间变化的一个任意变化值。通过负载模拟阀块进油口处设置的压力传感器发出油液压力反馈信号，使比例控制器2对比例溢流阀形成闭环控制，实现高精度压力(负载)控制。所述负载模拟阀块1设有泄油口5与回油口6，其包括负载模拟主回油路及负载模拟泄油路。图中泄油口5符号为L，回油口6符号为T。所述泄油口5与所述回油口6与油箱4连接，且所述泄油口5与所述回油口6连接。负载模拟阀块1在模拟负载试验时，会产生热量，在使用时，需要与散热器25配合使用。

在实际使用过程中，通过压力传感器对目标负载进行全周期的检测，负载压力范围为0～30MPa，可得出一个与目标压力值相对应的电流信号值，此电流信号范围为4～20mA。一般负载压力值曲线如图3所示，以油缸为例，目标压力所对应的电信号曲线如图4所示。比例控制器2通过对电信号曲线进行处理，转换成比例溢流阀控制信号，比例溢流阀控制信号为一个电流信号，以控制信号0～1600mA为例，控制电流信号曲线如图5所示。通过比例控制器2对比例溢流阀进行控制，在同一测量值下，可得到一个和目标压力值一致的压力值，用来完成模拟负载压力。比例控制器2通过接收负载模拟阀块1压力传感器反馈信号，实时对输出控制信号进行修正，形成闭环控制，提高负载模拟精度。模拟压力值重复精度≤5％。模拟负载曲线如图6所示。

本申请提供的技术方案涉及一种负载模拟装置，能够为待测试元器件3提供一个模拟负载，通过负载模拟阀块1为待测试元器件3模拟各种负载特性，且为待测试元器件3提供一个与实际工况一模一样的负载环境，对待测试元器件3进行充分的试验验证，便于在整机装配调试之后发现产品各种问题，提前解决问题，确保整机装配之后的可靠性。

图2为本申请实施例提供的负载模拟阀块电路结构示意图，此图中的液压阀件仅表达阀的功能，在实际使用时使用任何同类功能的阀件均可，不仅仅限制图中显示的阀件。阀块的制作仅限于功能，不限于制块的具体形式。如图2所示，所述第一进油口7设有第一压力传感器23，所述第一压力传感器23用于检测第一进油口7压力。所述第二进油口12设有第二压力传感器24，所述第二压力传感器24用于检测第二进油口12压力。在图2中，第一进油口符号为P1，第二进油口符号为P2。所述第一压力传感器23与所述第二压力传感器24均与所述比例控制器2连接，为比例控制器2提供油液压力反馈信号。所述的第一进油口7与第二进油口12均与待测试元器件3连接。

第一进油口7分两支路与第一单向阀8、第一比例溢流阀9并联；第一进油口7与第一比例溢流阀9之间串联有第一截止阀10，且第一截止阀10位于支路上；所述第一单向阀8和所述第一比例溢流阀9均与第一油管11连接；第二进油口12分两支路与第二单向阀13、第二比例溢流阀14并联；第二进油口12与第二比例溢流阀14之间串联有第二截止阀15，且第二截止阀15位于支路上；所述第二单向阀13和所述第二比例溢流阀14均与第二油管16连接；所述第一油管11与第二油管16连接。

油液通过第一进油口7进入，依次通过第一截止阀10、第一比例溢流阀9及第二单向阀13，经第二进油口12到待测试元器件3，通过比例控制器2控制第一比例溢流阀9，对负载进行模拟。油液通过第二进油口12进入，依次通过第二截止阀15、第二比例溢流阀14及第一单向阀8，经第一进油口7回到待测试元器件3，通过比例控制器2控制第二比例溢流阀14，对负载进行模拟。上述内容为电控模式，可双向交替使用，也可单向单独使用。电控模式时，模拟负载可跟随时间变化，压力值可以根据需要任意变化。

一些实施例中，所述负载模拟阀块1还包括第一手动溢流阀17与第二手动溢流阀18；所述第一进油口7分一支路与第一手动溢流阀17并联连接，且第一手动溢流阀17与第一油管11连接；所述第二进油口12分一支路与第二手动溢流阀18并联连接，且第二手动溢流阀18与第二油管16连接。第一进油口7和第二进油口12连接待测试元器件3，油液通过第一进油进入，关闭第一截止阀10，依次通过第一手动溢流阀17及第二单向阀13，经第二进油口12回到待测试元器件3，通过手动控制第一手动溢流阀17，对负载进行模拟。油液通过第二进油口12进入，第二闭截止阀，依次通过第二手动溢流阀18及第一单向阀8，经第一进油口7回到待测试元器件3，通过手动控制第二手动溢流阀18，对负载进行模拟。上述内容为手动控制模式，可双向交替使用，也可单向单独使用。手动控制模式时，模拟负载为一稳定值，液压之前提前设定好，试验过程中不可任意变化。

一些实施例中，所述的负载模拟阀块1还包括第三手动溢流阀19、第四手动溢流阀20；所述第一进油口7分一支路与第三手动溢流阀19并联连接，所述第二进油口12分一支路与第四手动溢流阀20并联连接，所述第三手动溢流阀19与所述第四手动溢流阀20连接。

第三手动溢流阀19和第四手动溢流阀20为安全阀，分别与第一进油口7和第二进油口12并联，用于限制与第一进油口7和与第二进油口12的最高压力，确保液压系统运行安全可靠。最高压力可根据实际试验情况设定，需要比试验压力高2～3MPa即可。

一些实施例中，所述的负载模拟阀块1还包括第一电磁换向阀21、第二电磁换向阀22；所述第一进油口7分一支路与第一电磁换向阀21并联连接，所述第二进油口12分一支路与第二电磁换向阀22并联连接，所述第一电磁换向阀21与所述第二电磁换向阀22连接。

第一电磁换向阀21和第二电磁换向阀22为泄压阀，负载模拟时为常闭状态，试验完成或试验过程中，需要泄压时，通过比例控制器2给第一电磁换向阀21和第二电磁换向阀22一个24VDC开关信号，控制第一电磁换向阀21和第二电磁换向阀22通断，起到泄压和保压的作用。

本实施例提供的负载模拟装置适用于流量范围10～300L/min，压力范围0～30MPa，工作温度范围-40～80℃。不同目标负载均可通过本实施例进行负载模拟，负载模拟重复精度≤5％。只需要对目标负载进行一个同期的压力电流信号采集，将电流信号数据输入比例控制器2即可。比例控制器2可根据环境温度、试验流量等条件自动生成电比例控制信号，控制比例溢流阀，从而达到液压负载模拟的效果。本申请分为电动控制和手动控制两种模式，对外界条件适应性强，方便使用。液压组件或液压元器件通过负载模拟装置进行环境模拟试验之后，可以尽可以提前发现产品的所有问题，对问题提前解决，大大提高了产品的研制进度和可靠性。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种负载模拟装置，其特征在于，包括负载模拟阀块(1)、与负载模拟阀块(1)连接的比例控制器(2)，所述负载模拟阀块(1)用于与待测试元器件(3)连接；所述负载模拟阀块(1)包括比例溢流阀、压力传感器；所述比例溢流阀用于为待测试元器件(3)提供压力油液；所述压力传感器设置在负载模拟阀块(1)的进油口处，用于监测进油口的油液压力，且用于为比例控制器(2)提供油液压力反馈信号。

2.根据权利要求1所述的负载模拟装置，其特征在于，所述负载模拟阀块(1)设有泄油口(5)与回油口(6)，所述泄油口(5)与所述回油口(6)与油箱(4)连接。

3.根据权利要求1所述的负载模拟装置，其特征在于，所述负载模拟阀块(1)包括与待测试元器件(3)连接的第一进油口(7)与第二进油口(12)；第一进油口(7)分两支路与第一单向阀(8)、第一比例溢流阀(9)并联；第一进油口(7)与第一比例溢流阀(9)之间串联有第一截止阀(10)，且第一截止阀(10)位于支路上；所述第一单向阀(8)和所述第一比例溢流阀(9)均与第一油管(11)连接；第二进油口(12)分两支路与第二单向阀(13)、第二比例溢流阀(14)并联；第二进油口(12)与第二比例溢流阀(14)之间串联有第二截止阀(15)，且第二截止阀(15)位于支路上；所述第二单向阀(13)和所述第二比例溢流阀(14)均与第二油管(16)连接；所述第一油管(11)与第二油管(16)连接。

4.根据权利要求3所述的负载模拟装置，其特征在于，所述负载模拟阀块(1)还包括第一手动溢流阀(17)与第二手动溢流阀(18)；所述第一进油口(7)分一支路与第一手动溢流阀(17)并联连接，且第一手动溢流阀(17)与第一油管(11)连接；所述第二进油口(12)分一支路与第二手动溢流阀(18)并联连接，且第二手动溢流阀(18)与第二油管(16)连接。

5.根据权利要求3所述的负载模拟装置，其特征在于，所述的负载模拟阀块(1)还包括第三手动溢流阀(19)、第四手动溢流阀(20)；所述第一进油口(7)分一支路与第三手动溢流阀(19)并联连接，所述第二进油口(12)分一支路与第四手动溢流阀(20)并联连接，所述第三手动溢流阀(19)与所述第四手动溢流阀(20)连接。

6.根据权利要求3所述的负载模拟装置，其特征在于，所述的负载模拟阀块(1)还包括第一电磁换向阀(21)、第二电磁换向阀(22)；所述第一进油口(7)分一支路与第一电磁换向阀(21)并联连接，所述第二进油口(12)分一支路与第二电磁换向阀(22)并联连接，所述第一电磁换向阀(21)与所述第二电磁换向阀(22)连接。

7.根据权利要求3所述的负载模拟装置，其特征在于，所述第一进油口(7)设有第一压力传感器(23)，所述第二进油口(12)设有第二压力传感器(24)，所述第一压力传感器(23)与所述第二压力传感器(24)均与所述比例控制器(2)连接。

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