CN115823067A - 一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及静压作动油缸的性能检测技术领域，公开了一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，包括安装座、被测静压作动油缸、移动单元和侧向加载机构，被测静压作动油缸的两端设有压力采集点，压力采集点上外接有压力传感器，被测静压作动油缸内置有第一位移传感器，被测静压作动油缸固定安装在安装座上，侧向加载机构固定在移动单元上，侧向加载机构与被测静压作动油缸的活塞杆连接，且侧向加载机构与被测静压作动油缸的活塞杆相互垂直，被测静压作动油缸通过移动单元能带动侧向加载机构同步运动。本发明的技术方案能够对被测静压作动油缸的耐久性能、摩擦性能、承载能力、均匀性进行检测。

Description

一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台

技术领域

本发明涉及静压作动油缸的性能检测技术领域，具体涉及一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台。

背景技术

液压伺服作动缸广泛用于汽车、航空、轨道以及土木工程领域的测试试验，可模拟部件在使用过程中所承受的载荷，对部件的性能、强度以及疲劳性能进行试验。液压伺服作动缸是整个试验台中的关健部件。因静压作动油缸具有使用寿命长、控制频率、精度高等优点，通常采用静压作动油缸来模拟载荷。

目前使用的静压作动油缸主要从国外进口，静压作动油缸的采购价格和维护成本均比较高，且国外厂家长期垄断国内市场。近年来，国内少数电液伺服类测试设备厂家开始自主开发生产静压作动油缸，但是，静压作动油缸性能测试能力有限，缺乏有效的测试台对静压作动油缸的各项性能参数进行检测，现有的测试台只能完成静压作动油缸的启动压力、内外泄露量检测，无法准确的检测静压作动油缸的耐久性能、承载能力、均匀性、摩擦性能等关乎测控精度的参数指标；因此，亟需设计出一种静压作动油缸的性能及可靠性测试台，对静压作动油缸的摩擦性能、承载能力、均匀性、耐久性能等关健指标进行检测。

发明内容

本发明意在提供一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，可以对被测静压作动油缸的耐久性能、摩擦性能、承载能力、均匀性进行检测。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，包括安装座、被测静压作动油缸、移动单元和侧向加载机构，被测静压作动油缸的两端设有压力采集点，压力采集点上外接有压力传感器，被测静压作动油缸内置有第一位移传感器，被测静压作动油缸固定安装在安装座上，侧向加载机构固定在移动单元上，侧向加载机构上固定有力传感器，侧向加载机构与被测静压作动油缸的活塞杆连接，且侧向加载机构与被测静压作动油缸的活塞杆相互垂直，被测静压作动油缸通过移动单元能带动侧向加载机构同步运动。

本方案的有益效果为：被测静压作动油缸的两端设有压力采集点，将压力传感器接在压力采集点上，可以检测被测静压作动油缸的启动压力，在对被测静压作动油缸的摩擦性能进行检测时，通过侧向加载机构对被测静压作动油缸的活塞杆上施加一个恒定的侧向压力，启动被测静压作动油缸，被测静压作动油缸的活塞杆做往复运动，由于，被测静压作动油缸通过移动单元能带动侧向加载机构同步运动，因此，侧向加载机构能够实时给被测静压作动油缸的活塞杆施加一个恒定的侧向压力，通过压力传感器检测被测静压作动油缸两端的压力，通过计算求出被测静压作动油缸两端的压力差，通过被测静压作动油缸两端的压力差来表征被测静压作动油缸的摩擦性能；同时，通过检测被测静压作动油缸活塞杆在恒定的侧向压力下，能够承受的往复载荷次数，来判断被测静压作动油缸的耐久性能，通过模拟随着被测静压作动油缸同步移动的侧向加载机构的动态交变侧向压力，可以更全面的考核被测静压作动油缸的耐久性能，从而缩短被测静压作动油缸的测试验证周期。

在对被测静压作动油缸的承载能力进行检测时，将被测静压作动油缸的活塞杆伸出固定的长度，通过侧向加载机构对被测静压作动油缸的活塞杆上施加侧向压力，并不断的加大侧向压力，当被测静压作动油缸的压力不发生变化时，此时，被测静压作动油缸所承受的侧向压力为测静压作动油缸的最大承载能力，可以通过力传感器检测静压作动油缸的最大承载能力。

在对被测静压作动油缸的均匀性进行检测时，通过侧向加载机构对被测静压作动油缸的活塞杆上施加一个恒定的侧向压力，在恒定侧向压力的作用下，启动被测静压作动油缸，被测静压作动油缸的活塞杆做往复运动，由于被测静压作动油缸的行程比较长，当被测静压作动油缸与被测静压作动油缸活塞杆间的间隙不均匀时，在不同的行程段施加的侧向压力是不平衡的，通过施加的侧向压力的波动大小来检测被测静压作动油缸行程的均匀性，当被测静压作动油缸的行程不均匀性时，可能是由于被测静压作动油缸在加工环节或装配环节出现了问题。

综上所述，本技术方案能够对被测静压作动油缸的耐久性能、摩擦性能、承载能力以及均匀性进行检测。

进一步，移动单元包括固定框和移动滑台，固定框的长度方向与被测静压作动油缸平行，固定框上固定有导轨，移动滑台上固定有滑块，滑块滑动设置在导轨上。

本方案的有益效果为：被测静压作动油缸上活塞杆的伸缩，能够带动侧向加载机构沿着导轨同步移动，从而能够使得侧向加载机构能够实时的给被测静压作动油缸施加侧向的压力，同时，由于固定框的长度方向与被测静压作动油缸平行，使得试验的检测结果更加可靠。

进一步，侧向加载机构包括侧向加载作动油缸、竖直连接单元和水平连接单元，侧向加载作动油缸的活塞杆与水平连接单元铰接，侧向加载作动油缸固定在竖直连接单元上。

本方案的有益效果为：由于侧向加载作动油缸的活塞杆与水平连接单元铰接，保留了侧向加载作动油缸沿被测静压作动油缸活塞杆轴向的旋转自由度，保证加载作动缸与被试件之间不存在过渡约束、预留出空间自由度，补偿了安装误差和加工误差。

进一步，竖直连接单元包括销轴座和连接板，销轴座的数量为两个，两个销轴座分别固定在移动滑台的上下两侧，连接板位于两个销轴座之间，且连接板的两端与销轴座铰接，连接板上设有圆孔，侧向加载作动油缸固定在连接板上，且侧向加载作动油缸上的活塞杆能穿过圆孔。

本方案的有益效果为：由于连接板位于两个销轴座之间，且连接板的两端与销轴座铰接，将侧向加载作动油缸通过竖直连接单元安装在移动滑台上，预留了侧向加载作动油缸轴向自由度和水平转动方向自由度，保证作动缸在加载情况下能够沿着活塞杆方向自由移动，而不受其他方向上力的干涉，补偿了安装误差和加工误差。

进一步，还包括固定单元，固定单元包括固定座，固定座上开有连接孔，连接孔与被测静压作动油缸的活塞杆同轴设置。

本方案的有益效果为：由于固定座的设置，可以检测被测静压作动油缸在额定压力下的内泄露情况，也可以检测被测静压作动油缸在额定压力下，受到侧向压力时的内泄露情况。具体的，在被测静压作动油缸达到额定压力时，将被测静压作动油缸的活塞杆固定在固定座上，此时，借助流量计，检测被测静压作动油缸低压区的流量变化，来判断被测静压作动油缸在额定压力下的内泄露情况；通过侧向加载作动油缸给被测静压作动油缸施加侧向的压力，此时，可借助流量计，检测被测静压作动油缸低压区的流量变化，来判断额定压力下的被测静压作动油缸，在受到侧向压力作用下的内泄露情况。

进一步，水平连接单元包括连接座，侧向加载作动油缸的活塞杆转动连接在连接座，连接座上焊接有连接杆，力传感器套接在连接杆上，并固定在连接座上，连接杆上固定有L型连接条，被测静压作动油缸的活塞杆固定在L型连接条的另一条边上。

本方案的有益效果为：通过L型连接条将被测静压作动油缸的活塞杆与侧向加载作动油缸的活塞杆连接起来，使得被测静压作动油缸的活塞杆与侧向加载作动油缸的活塞杆相互垂直，从而提高了测试的可靠性。

进一步，固定座上固定连接有第二位移传感器。

本方案的有益效果为：第二位移传感器可用于对第一位移传感器的精度进行标定校准。

进一步，试件安装单元与固定单元之间设有支撑架，支撑架上固定有第三位移传感器。

本方案的有益效果为：通过侧向加载作动油缸给被测静压作动油缸的活塞杆施加一个恒定的侧向压力，用第三位移传感器检测被测静压作动油缸活塞杆在该侧向压力下的侧向位移，通过计算来判断被测静压作动油缸活塞杆在该侧向压力下的刚度，该指标可以用来判断被测静压作动油缸的刚度。

附图说明

图1为一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台的三维图；

图2为试件安装单元、直线移动单元和侧向加载机构的三维图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：工作台1、安装座2、被测静压作动油缸3、固定框4、移动滑台5、上导轨6、下导轨7、滑块8、侧向加载作动油缸9、销轴座10、连接板11、矩形孔12、连接座13、转轴14、力传感器15、L型连接条16、固定座17、第二位移传感器18、支撑架19、第三位移传感器20、连接杆21。

实施例

如图1所示的一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，包括工作台1、试件安装单元、移动单元、固定单元和侧向加载机构。

如图1所示，试件安装单元包括安装座2、被测静压作动油缸3和过渡法兰，安装座2通过螺栓安装在工作台1上，安装座2上开有安装孔，被测静压作动油缸3通过过渡法兰安装在安装座2上，被测静压作动油缸3的活塞杆穿过过渡法兰位于安装座2的右侧，且被测静压作动油缸3的活塞杆与过渡法兰不接触，被测静压作动油缸3内置有第一位移传感器，被测静压作动油缸3的两端均设有压力采集点，每个压力采集点上均外接有压力传感器，被测静压作动油缸3的底部设有外泄漏检测接头。

如图2所示，移动单元位于试件安装单元的右侧，移动单元包括固定框4和移动滑台5，固定框4通过螺栓安装在工作台1上，且固定框4的长度方向与被测静压作动油缸3的活塞杆平行。固定框4的左侧通过螺栓固定连接有上导轨6和下导轨7，具体地，上导轨6通过螺栓固定在固定框4的上侧，下导轨7通过螺栓固定在固定框4的下侧。移动滑台5的右侧焊接有四个滑块8，其中两个滑块8焊接在移动滑台5的上侧，另外两个滑块8焊接在移动滑台5的下侧，移动滑台5上侧的滑块8滑动设置在上导轨6上，移动滑台5下侧的滑块8滑动设置在下导轨7上。

如图2所示，侧向加载机构包括侧向加载作动油缸9、法兰、竖直连接单元和水平连接单元。

如图2所示，竖直连接单元位于移动滑台5的右侧，且位于上导轨6与下导轨7之间，竖直连接单元包括销轴座10和连接板11，销轴座10的数量为两个，两个销轴座10分别焊接在移动滑台5的上下两侧，连接板11的上下两端均铰接在销轴座10上，且连接板11可以前后摆动，连接板11的中部开有圆孔，两个销轴座10之间的移动滑台5上开有矩形孔12，侧向加载作动油缸9通过法兰安装在连接板11上，侧向加载作动油缸9的活塞杆依次穿过圆孔和矩形孔12，位于移动滑台5的左侧，且侧向加载作动油缸9的活塞杆不与圆孔和矩形孔12接触。

如图2所示，水平连接单元位于移动滑台5的左侧，水平连接单元包括连接座13，连接座13上焊接有转轴14，侧向加载作动油缸9的活塞杆与转轴14转动连接，连接座13的左侧焊接有连接杆21，连接杆21上套接有力传感器15，力传感器15通过螺栓固定在连接座13上，连接杆21的左侧焊接有L型连接条16，被测静压作动油缸3的活塞杆通过螺连接在L型连接条16的另一条边上，使得被测静压作动油缸3的活塞杆与侧向加载作动油缸9的活塞杆相互垂直。

如图1所示，固定单元位于试件安装单元的右侧，固定单元包括固定座17，固定座17通过螺栓安装在工作台1上，固定座17上通过螺栓固定有第二位移传感器18，第二位移传感器18用于标定校准第一位移传感器。固定座17上开有连接孔，连接孔与被测静压作动油缸3的活塞杆同轴设置。

如图1所示，试件安装单元与固定单元之间设有支撑架19，支撑架19通过螺栓固定在工作台1上，支撑架19上通过螺栓固定有第三位移传感器20，第三位移传感器20用于检测被测静压作动油缸3活塞杆的侧向位移。

具体实施过程如下：

1.被测静压作动油缸3的摩擦性能和耐久性能检测

由于压力传感器的设置，在对被测静压作动油缸3的摩擦性能进行检测时，通过侧向加载作动油缸9对被测静压作动油缸3的活塞杆上施加一个恒定的侧向压力，启动被测静压作动油缸3，被测静压作动油缸3的活塞杆做往复运动，由于，被测静压作动油缸3通过移动单元能带动侧向加载作动油缸9同步运动，因此，侧向加载作动油缸9能够实时给被测静压作动油缸3的活塞杆施加一个恒定的侧向压力，通过压力传感器检测被测静压作动油缸3两端的压力，通过计算求出被测静压作动油缸3两端的压力差，通过被测静压作动油缸3两端的压力差来表征被测静压作动油缸3的摩擦性能，同时，通过检测被测静压作动油缸3活塞杆在恒定的侧向压力下，能够承受的往复载荷次数，来判断被测静压作动油缸3的耐久性能。

2.被测静压作动油缸3的承载能力检测

在对被测静压作动油缸3的承载能力进行检测时，将被测静压作动油缸3的活塞杆伸出固定的长度，通过侧向加载作动油缸9对被测静压作动油缸3的活塞杆上施加侧向压力，并不断的加大侧向压力，当被测静压作动油缸3的压力不发生变化时，此时，被测静压作动油缸3所承受的侧向压力为被测静压作动油缸的最大承载能力，可以通过力传感器15检测静压作动油缸的最大承载能力。

3.被测静压作动油缸3的均匀性检测

在对被测静压作动油缸3的均匀性进行检测时，通过侧向加载作动油缸9对被测静压作动油缸3的活塞杆上施加一个恒定的侧向压力，在恒定侧向压力的作用下，启动被测静压作动油缸3，被测静压作动油缸3的活塞杆做往复运动，由于被测静压作动油缸3的行程比较长，当被测静压作动油缸3与被测静压作动油缸3活塞杆间的间隙不均匀时，在不同的行程段施加的侧向压力是不平衡的，通过施加的侧向压力的波动大小来检测被测静压作动油缸3行程的均匀性，当被测静压作动油缸3的行程不均匀性时，可能是由于被测静压作动油缸3在加工环节或装配环节出现了问题。

4.被测静压作动油缸3在额定压力下的内泄露检测

由于固定座17的设置，可以检测被测静压作动油缸3在额定压力下的内泄露情况，也可以检测被测静压作动油缸3在额定压力下，受到侧向压力时的内泄露情况。具体的，在被测静压作动油缸3达到额定压力时，将被测静压作动油缸3的活塞杆固定在固定座17上，此时，借助流量计，检测被测静压作动油缸3低压区的流量变化，来判断被测静压作动油缸3在额定压力下的内泄露情况；通过侧向加载作动油缸9给被测静压作动油缸3施加侧向的压力，此时，可借助流量计，检测被测静压作动油缸3低压区的流量变化，来判断额定压力下的被测静压作动油缸3，在受到侧向压力作用下的内泄露情况。

5.被测静压作动油缸3的刚度检测

通过侧向加载作动油缸9给被测静压作动油缸3的活塞杆施加一个恒定的侧向压力，用第三位移传感器20检测被测静压作动油缸3活塞杆在该侧向压力下的侧向位移，通过计算来判断被测静压作动油缸3活塞杆在该侧向压力下的刚度，该指标可以用来判断被测静压作动油缸3的刚度。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，其特征在于：包括安装座、被测静压作动油缸、移动单元和侧向加载机构，被测静压作动油缸的两端设有压力采集点，压力采集点上外接有压力传感器，被测静压作动油缸内置有第一位移传感器，被测静压作动油缸固定安装在安装座上，侧向加载机构固定在移动单元上，侧向加载机构上固定有力传感器，侧向加载机构与被测静压作动油缸的活塞杆连接，且侧向加载机构与被测静压作动油缸的活塞杆相互垂直，被测静压作动油缸通过移动单元能带动侧向加载机构同步运动。

2.根据权利要求1所述的一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，其特征在于：移动单元包括固定框和移动滑台，固定框的长度方向与被测静压作动油缸平行，固定框上固定有导轨，移动滑台上固定有滑块，滑块滑动设置在导轨上。

3.根据权利要求2所述的一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，其特征在于：侧向加载机构包括侧向加载作动油缸、竖直连接单元和水平连接单元，侧向加载作动油缸的活塞杆与水平连接单元铰接，侧向加载作动油缸固定在竖直连接单元上。

4.根据权利要求3所述的一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，其特征在于：竖直连接单元包括销轴座和连接板，销轴座的数量为两个，两个销轴座分别固定在移动滑台的上下两侧，连接板位于两个销轴座之间，且连接板的两端与销轴座铰接，且连接板可以前后摆动，连接板上设有圆孔，侧向加载作动油缸固定在连接板上，且侧向加载作动油缸上的活塞杆能穿过圆孔。

5.根据权利要求4所述的一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，其特征在于：水平连接单元包括连接座，侧向加载作动油缸的活塞杆转动连接在连接座，连接座上焊接有连接杆，力传感器套接在连接杆上，并固定在连接座上，连接杆上固定有L型连接条，被测静压作动油缸的活塞杆固定在L型连接条的另一条边上。

6.根据权利要求5所述的一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，其特征在于：还包括固定单元，固定单元包括固定座，固定座上开有连接孔，连接孔与被测静压作动油缸的活塞杆同轴设置。

7.根据权利要求6所述的一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，其特征在于：固定座上固定连接有第二位移传感器。

8.根据权利要求7所述的一种用于静压作动油缸的性能及可靠性测试台，其特征在于：试件安装单元与固定单元之间设有支撑架，支撑架上固定有第三位移传感器。

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