CN115899020B - 一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台 - Google Patents

Abstract

一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，属于测试领域。本发明的目的是为了解决现有的变量机构测试装置测试效率低的问题。负载施加系统，用于在接收到启动控制信号后，向变量机构施加负载力；还用于在接收到停止控制信号后，停止输出负载力；驱动力施加系统，用于在接收到启动控制信号后，向变量机构施加驱动力；还用于在接收到停止控制信号后，停止输出驱动力；力传感器采集负载力发送给控制器；角度传感器采集斜盘转动角度发送给控制器；控制器，用于发送启动控制信号；还用于根据发送启动控制信号的时间和斜盘转动角度的时间，测量斜盘的响应速度。它用于测试变量机构。

Description

一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台

技术领域

本发明涉及变量机构测试装置，属于测试领域。

背景技术

液压泵是液压系统的重要元件，而对液压泵的变量机构进行性能检测是液压泵生产中不可缺少的环节，而现有的变量机构性能测试系统一般不带控制器，而带有控制器的测试系统，控制器一般只调节比例方向阀电流大小，调节方式单一，并且现有测试系统也无报警和切断功能，采集数据单一，因此，现有变量机构性能测试系统采集数据单一、调节方式单一，使得测试效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的变量机构测试装置测试效率低的问题，提出了一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台。

一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，所述试验台包括负载施加系统、驱动力施加系统、控制器、力传感器和角度传感器；

负载施加系统，用于在接收到启动控制信号后，向变量机构施加负载力；还用于在接收到停止控制信号后，停止输出负载力；

驱动力施加系统，用于在接收到启动控制信号后，向变量机构施加驱动力；还用于在接收到停止控制信号后，停止输出驱动力；

力传感器，用于采集负载施加系统输出的负载力，发送给控制器；

角度传感器，用于采集变量机构中的斜盘在接收到负载力和驱动力后输出的转动角度，发送给控制器；

控制器，用于向负载施加系统和驱动力施加系统发送启动控制信号；还用于在接收到负载力超过预设负载力或者斜盘的转动角度超过预设角度时，同时向负载施加系统和驱动力施加系统发送停止控制信号；

还用于根据发送启动控制信号的时间和接收到斜盘的转动角度的时间，测量斜盘的响应速度；

还用于在负载施加系统和驱动力施加系统启动后，根据连续接收到的负载力，监测负载施加系统输出负载力的变化情况，根据连续接收到的斜盘的转动角度，监测驱动力施加系统输出驱动力的变化情况。

优选地，负载施加系统包括一号供油系统、单向阀组件、一号流量传感器、比例换向阀、一号平衡阀、二号平衡阀、对称液压缸、油箱和一号压力传感器和二号压力传感器；

油箱出油口连接一号供油系统的进油口，一号供油系统的出油口连接单向阀组件的入口，单向阀组件的出口连接比例换向阀的进油口，比例换向阀的一个工作油口同时连接二号平衡阀和对称液压缸的入口，对称液压缸的出口同时连接一号平衡阀和比例换向阀的另一个工作油口，比例换向阀的出油口连接油箱进油口；

一号流量传感器设置在比例换向阀和单向阀组件之间的管路上；

一号压力传感器设置在比例换向阀的另一个工作油口与对称液压缸出口之间的管路上；

二号压力传感器设置在比例换向阀的一个工作油口与对称液压缸的入口之间的管路上；

控制器，还用于采集一号压力传感器和二号压力传感器输出的压力，来控制比例换向阀的出油速度，从而控制对称液压缸输出的负载力的大小。

优选地，一号供油系统包括一号滤油器、一号液压泵、一号可调电动机和一号溢流阀；

油箱的出油口连接一号滤油器的入口，一号滤油器的出口连接一号液压泵的入口，一号液压泵的出口同时连接一号溢流阀的入口和单向阀组件的入口，一号溢流阀的出口连接油箱进油口；

一号可调电动机，用于为一号液压泵提供动力；

控制器，用于向一号可调电动机发送启动控制信号来控制负载施加系统输出负载力；

还用于切断一号可调电动机的工作电源，使负载施加系统停止输出负载力。

驱动力施加系统包括二号供油系统、减压阀和二号流量传感器；

油箱出油口连接二号供油系统的进油口，二号供油系统的出油口连接减压阀的入口，减压阀的出口连接变量机构中比例方向阀的进油口，比例方向阀的出油口连接油箱进油口；

二号流量传感器设置在减压阀和二号供油系统之间。

优选地，二号供油系统包括二号液压泵、二号可调电动机、二号滤油器、二号溢流阀、三号压力传感器和四号压力传感器；

油箱的出油口连接二号滤油器的入口，二号滤油器的出口连接二号液压泵的入口，二号液压泵的出口同时连接二号流量传感器的入口和二号溢流阀的入口，二号溢流阀的出口连接油箱进油口；

二号可调电动机，用于为二号液压泵提供动力；

三号压力传感器设置在变量机构中比例方向阀的一个出口与变量机构中变量活塞的入口之间；

四号压力传感器设置在变量机构中变量活塞的出口与变量机构中比例方向阀的一个入口之间；

控制器，用于采集三号压力传感器和四号压力传感器输出的压力，来控制减压阀出油的流量，从而控制比例方向阀输出的驱动力的大小。

本发明的有益效果是：

本申请采用负载力施加系统向变量机构施加负载力，使得变量机构模拟承受到的负载力，采用驱动力施加系统向变量机构施加驱动力，驱动力用于克服负载力，负载力和驱动力的施加使斜盘转动，控制器通过采集传感器的数据，测量斜盘的转动角度及响应速度，从而实现对变量机构的测试。

本申请的控制器还能监测负载力施加系统和驱动力施加系统输出是否稳定，不稳定时随时调整，保证输出稳定，从而实现对变量机构的稳定测试。因此，本申请设计的多个采集传感器及控制方式，能保证变量机构稳定的测试，测试效率高。

附图说明

图1为一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，所述试验台包括负载施加系统、驱动力施加系统、控制器、力传感器28和角度传感器31；

负载施加系统，用于在接收到启动控制信号后，向变量机构施加负载力；还用于在接收到停止控制信号后，停止输出负载力；

驱动力施加系统，用于在接收到启动控制信号后，向变量机构施加驱动力；还用于在接收到停止控制信号后，停止输出驱动力；

力传感器28，用于采集负载施加系统输出的负载力，发送给控制器；

角度传感器31，用于采集变量机构中的斜盘13在接收到负载力和驱动力后输出的转动角度，发送给控制器；

控制器，用于向负载施加系统和驱动力施加系统发送启动控制信号；还用于在接收到负载力超过预设负载力或者斜盘13的转动角度超过预设角度时，同时向负载施加系统和驱动力施加系统发送停止控制信号；

还用于根据发送启动控制信号的时间和接收到斜盘13的转动角度的时间，测量斜盘13的响应速度；

还用于在负载施加系统和驱动力施加系统启动后，根据连续接收到的负载力，监测负载施加系统输出负载力的变化情况，根据连续接收到的斜盘13的转动角度，监测驱动力施加系统输出驱动力的变化情况。

本实施方式中，本申请还包括液位报警器和液位液温计，液位报警器和液位液温计，都装于油箱表面，液位液温计用于检测油液温度，传给控制器；控制器检测到油温超过预设油温时，驱动液位报警器进行报警。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台进一步限定，在本实施方式中，负载施加系统包括一号供油系统、单向阀组件6、一号流量传感器8、比例换向阀9、一号平衡阀10、二号平衡阀11、对称液压缸12、油箱1和一号压力传感器25和二号压力传感器26；

油箱1出油口连接一号供油系统的进油口，一号供油系统的出油口连接单向阀组件6的入口，单向阀组件6的出口连接比例换向阀9的进油口，比例换向阀9的一个工作油口同时连接二号平衡阀11和对称液压缸12的入口，对称液压缸12的出口同时连接一号平衡阀10和比例换向阀9的另一个工作油口，比例换向阀9的出油口连接油箱1进油口；

一号流量传感器8设置在比例换向阀9和单向阀组件6之间的管路上；

一号压力传感器25设置在比例换向阀9的另一个工作油口与对称液压缸12出口之间的管路上；

二号压力传感器26设置在比例换向阀9的一个工作油口与对称液压缸12的入口之间的管路上；

控制器，还用于采集一号压力传感器25和二号压力传感器26输出的压力，来控制比例换向阀9的出油速度，从而控制对称液压缸12输出的负载力的大小。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台进一步限定，在本实施方式中，一号供油系统包括一号滤油器2、一号液压泵3、一号可调电动机4和一号溢流阀5；

油箱1的出油口连接一号滤油器2的入口，一号滤油器2的出口连接一号液压泵3的入口，一号液压泵3的出口同时连接一号溢流阀5的入口和单向阀组件6的入口，一号溢流阀5的出口连接油箱1进油口；

一号可调电动机4，用于为一号液压泵3提供动力；

控制器，用于向一号可调电动机4发送启动控制信号来控制负载施加系统输出负载力；

还用于切断一号可调电动机4的工作电源，使负载施加系统停止输出负载力。

本实施方式中，图1中，一号液压泵3为变量机构提供负载，其中，变量机构包括斜盘13、变量活塞14和比例方向阀15，一号平衡阀10和二号平衡阀11是为保持模拟负载持续稳定的阀。一号溢流阀5用于模拟变量活塞运动时负载的一些变化。图1中左侧负载力施加系统(供油回路)为对称液压缸12提供一个稳定的负载力来模拟斜盘对变量活塞的作用力，力传感器28用来测负载力得大小，可以通过斜盘上的角度传感器来获得变量活塞得变化，图中右侧驱动力施加系统中二号液压泵18为变量机构提供能量，可以通过改变二号可调电动机19来调节供油的流量，改变二号溢流阀21来改变供油压力，也可以通过减压阀16来实现改变压力的大小。单向阀组件6防止油液逆流，热交换器22，三号液压泵23，三号电动机24组成循环回路用于改变油液的温度，用于改变不同油液温度对变量机构工作的影响。温度传感器32用于测量回路中油液的温度。

实验开始首先打开左侧负载力施加系统，模拟负载，使得变量机构承受到负载力被模拟出来，然后通过比例方向阀15提供电流信号改变变量活塞的位置和测量斜盘的角度传感器31来测量响应速度，或者通过测量位移传感器27也可测量响应速度，当变量活塞稳定后可通过测量位移传感器27和力传感器28来观察其稳态性能。

在动态响应过程中，通过位移传感器27来传输给一号平衡阀10和二号平衡阀11，来模拟负载的变化。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台进一步限定，在本实施方式中，负载施加系统还包括压力表7；

压力表7安装在一号流量传感器8和单向阀组件6之间。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式四所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台进一步限定，在本实施方式中，驱动力施加系统包括二号供油系统、减压阀16和二号流量传感器17；

油箱1出油口连接二号供油系统的进油口，二号供油系统的出油口连接减压阀16的入口，减压阀16的出口连接变量机构中比例方向阀15的进油口，比例方向阀15的出油口连接油箱1进油口；

二号流量传感器17设置在减压阀16和二号供油系统之间。

本实施方式中，变量机构为现有结构，变量机构包括斜盘13、变量活塞14和比例方向阀15；比例方向阀15的一个工作油口连接变量活塞14的入口，变量活塞14的出口连接比例方向阀15的另一个工作油口。

具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台进一步限定，在本实施方式中，二号供油系统包括二号液压泵18、二号可调电动机19、二号滤油器20、二号溢流阀21、三号压力传感器29和四号压力传感器30；

油箱1的出油口连接二号滤油器20的入口，二号滤油器20的出口连接二号液压泵18的入口，二号液压泵18的出口同时连接二号流量传感器17的入口和二号溢流阀21的入口，二号溢流阀21的出口连接油箱1进油口；

二号可调电动机19，用于为二号液压泵18提供动力；

三号压力传感器29设置在变量机构中比例方向阀15的一个出口与变量机构中变量活塞14的入口之间；

四号压力传感器30设置在变量机构中变量活塞14的出口与变量机构中比例方向阀15的一个入口之间；

控制器，用于采集三号压力传感器29和四号压力传感器30输出的压力，来控制减压阀16出油的流量，从而控制比例方向阀15输出的驱动力的大小。

具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式六所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台进一步限定，在本实施方式中，所述试验台还包括油液温度改变系统；

油液温度改变系统，用于改变油箱1中油液的温度；

油液温度改变系统包括热交换器22、三号液压泵23和三号电动机24；

油箱1的出油口连接三号液压泵23的入口，三号液压泵23的出口连接热交换器22的入口，热交换器22的出口连接油箱1；

三号电动机24，用于为三号液压泵23提供动力。

具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式七所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台进一步限定，在本实施方式中，所述试验台还包括位移传感器27和温度传感器32；

位移传感器27设置在对称液压缸12上，位移传感器27，用于测量对称液压缸12的活塞杆的移动位移，并传送给控制器；

温度传感器32，用于测量油箱1中油液的温度，并传送给控制器；

控制器，用于结合对称液压缸12的活塞杆的移动位移和力传感器28，得到负载力；

还用于采集油液的温度，测量油液温度对变量机构工作的影响。

本实施方式中，在实验时，未免发生意外，在控制器采集的一号压力传感器至四号压力传感器，位移传感器27、力传感器28和温度传感器32中如其中一项检测数据与正常实验下情况对不上，会发生报警，数据过于离谱的话，控制器会自己切断电动机的电源，控制器中自带自适应算法，可实现自动控制，自动调整，或切为手动控制，手动输入参数实现变量机构的控制。

具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式八所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台进一步限定，在本实施方式中，所述试验台还包括上位机；

上位机，用于接收控制器输出的数据进行显示。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (9)

1.一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，其特征在于，所述试验台包括负载施加系统、驱动力施加系统、控制器、力传感器(28)和角度传感器(31)；

负载施加系统，用于在接收到启动控制信号后，向变量机构施加负载力；还用于在接收到停止控制信号后，停止输出负载力；

驱动力施加系统，用于在接收到启动控制信号后，向变量机构施加驱动力；还用于在接收到停止控制信号后，停止输出驱动力；

力传感器(28)，用于采集负载施加系统输出的负载力，发送给控制器；

角度传感器(31)，用于采集变量机构中的斜盘(13)在接收到负载力和驱动力后输出的转动角度，发送给控制器；

控制器，用于向负载施加系统和驱动力施加系统发送启动控制信号；还用于在接收到负载力超过预设负载力或者斜盘(13)的转动角度超过预设角度时，同时向负载施加系统和驱动力施加系统发送停止控制信号；

还用于根据发送启动控制信号的时间和接收到斜盘(13)的转动角度的时间，测量斜盘(13)的响应速度；

还用于在负载施加系统和驱动力施加系统启动后，根据连续接收到的负载力，监测负载施加系统输出负载力的变化情况，根据连续接收到的斜盘(13)的转动角度，监测驱动力施加系统输出驱动力的变化情况。

2.根据权利要求1所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，其特征在于，负载施加系统包括一号供油系统、单向阀组件(6)、一号流量传感器(8)、比例换向阀(9)、一号平衡阀(10)、二号平衡阀(11)、对称液压缸(12)、油箱(1)和一号压力传感器(25)和二号压力传感器(26)；

油箱(1)出油口连接一号供油系统的进油口，一号供油系统的出油口连接单向阀组件(6)的入口，单向阀组件(6)的出口连接比例换向阀(9)的进油口，比例换向阀(9)的一个工作油口同时连接二号平衡阀(11)和对称液压缸(12)的入口，对称液压缸(12)的出口同时连接一号平衡阀(10)和比例换向阀(9)的另一个工作油口，比例换向阀(9)的出油口连接油箱(1)进油口；

一号流量传感器(8)设置在比例换向阀(9)和单向阀组件(6)之间的管路上；

一号压力传感器(25)设置在比例换向阀(9)的另一个工作油口与对称液压缸(12)出口之间的管路上；

二号压力传感器(26)设置在比例换向阀(9)的一个工作油口与对称液压缸(12)的入口之间的管路上；

控制器，还用于采集一号压力传感器(25)和二号压力传感器(26)输出的压力，来控制比例换向阀(9)的出油速度，从而控制对称液压缸(12)输出的负载力的大小。

3.根据权利要求2所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，其特征在于，一号供油系统包括一号滤油器(2)、一号液压泵(3)、一号可调电动机(4)和一号溢流阀(5)；

油箱(1)的出油口连接一号滤油器(2)的入口，一号滤油器(2)的出口连接一号液压泵(3)的入口，一号液压泵(3)的出口同时连接一号溢流阀(5)的入口和单向阀组件(6)的入口，一号溢流阀(5)的出口连接油箱(1)进油口；

一号可调电动机(4)，用于为一号液压泵(3)提供动力；

控制器，用于向一号可调电动机(4)发送启动控制信号来控制负载施加系统输出负载力；还用于切断一号可调电动机(4)的工作电源，使负载施加系统停止输出负载力。

4.根据权利要求3所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，其特征在于，负载施加系统还包括压力表(7)；

压力表(7)安装在一号流量传感器(8)和单向阀组件(6)之间。

5.根据权利要求4所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，其特征在于，驱动力施加系统包括二号供油系统、减压阀(16)和二号流量传感器(17)；

油箱(1)出油口连接二号供油系统的进油口，二号供油系统的出油口连接减压阀(16)的入口，减压阀(16)的出口连接变量机构中比例方向阀(15)的进油口，比例方向阀(15)的出油口连接油箱(1)进油口；

二号流量传感器(17)设置在减压阀(16)和二号供油系统之间。

6.根据权利要求5所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，其特征在于，二号供油系统包括二号液压泵(18)、二号可调电动机(19)、二号滤油器(20)、二号溢流阀(21)、三号压力传感器(29)和四号压力传感器(30)；

油箱(1)的出油口连接二号滤油器(20)的入口，二号滤油器(20)的出口连接二号液压泵(18)的入口，二号液压泵(18)的出口同时连接二号流量传感器(17)的入口和二号溢流阀(21)的入口，二号溢流阀(21)的出口连接油箱(1)进油口；

二号可调电动机(19)，用于为二号液压泵(18)提供动力；

三号压力传感器(29)设置在变量机构中比例方向阀(15)的一个出口与变量机构中变量活塞(14)的入口之间；

四号压力传感器(30)设置在变量机构中变量活塞(14)的出口与变量机构中比例方向阀(15)的一个入口之间；

控制器，用于采集三号压力传感器(29)和四号压力传感器(30)输出的压力，来控制减压阀(16)出油的流量，从而控制比例方向阀(15)输出的驱动力的大小。

7.根据权利要求6所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，其特征在于，所述试验台还包括油液温度改变系统；

油液温度改变系统，用于改变油箱(1)中油液的温度；

油液温度改变系统包括热交换器(22)、三号液压泵(23)和三号电动机(24)；

油箱(1)的出油口连接三号液压泵(23)的入口，三号液压泵(23)的出口连接热交换器(22)的入口，热交换器(22)的出口连接油箱(1)；

三号电动机(24)，用于为三号液压泵(23)提供动力。

8.根据权利要求7所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，其特征在于，所述试验台还包括位移传感器(27)和温度传感器(32)；

位移传感器(27)设置在对称液压缸(12)上，位移传感器(27)，用于测量对称液压缸(12)的活塞杆的移动位移，并传送给控制器；

温度传感器(32)，用于测量油箱(1)中油液的温度，并传送给控制器；

控制器，用于实施采集对称液压缸(12)的活塞杆的移动位移，获得对称液压缸(12)的活塞杆运动的响应时间；

还用于采集油液的温度，测量油液温度对变量机构工作的影响。

9.根据权利要求8所述的一种比例阀控缸动态特性测试可编程试验台，其特征在于，所述试验台还包括上位机；

上位机，用于接收控制器输出的数据进行显示。