CN117288559A - 一种液压疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液压疲劳试验装置，包括均值加载缸、幅值加载缸及分别与均值加载缸的右油腔和左油腔对应相连的第一蓄能器组和第二蓄能器组。当仅幅值加载缸供油时，第一蓄能器组和第二蓄能器组分别对应调节均值加载缸的右油腔和左油腔的压力，使均值加载缸仅依靠第一蓄能器组和第二蓄能器组便能长时间持续加载均值力，无需消耗电能，利于实现节能。

Description

一种液压疲劳试验装置

技术领域

本发明涉及力学性能测试技术领域，特别涉及一种液压疲劳试验装置。

背景技术

近年随着基础建设行业对所用构件要求的逐渐完善，对于桥梁拉索、螺纹杆、大型锚具等大型构件的疲劳试验要求越来越多，对提升大型构件的使用可靠性和使用寿命具有积极意义。现有大型构件的疲劳试验多使用电液伺服试验系统，然而，电液伺服试验系统在进行长时间疲劳试验的过程中会消耗大量功率，同时会产生大量的热量。为保证系统的安全，电液伺服试验系统还需采用冷却方式进行散热，而大型构件疲劳试验加载力值极大，试验要求次数多，试验周期较长，试验消耗的功率及冷却散热均会耗费大量的电能，造成严重的电能浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液压疲劳试验装置，均值加载缸仅依靠第一蓄能器组和第二蓄能器组便能实现长时间持续加载均值力，解决了现有电液伺服试验系统加载过程中耗费电能较大的技术问题，利于实现节能。

本发明所提供的液压疲劳试验装置，包括：

用于对待测件加载均值力的均值加载缸；

用于对待测件加载幅值力的幅值加载缸；

分别与均值加载缸的右油腔和左油腔对应相连的第一蓄能器组和第二蓄能器组；

当仅幅值加载缸供油时，第一蓄能器组和第二蓄能器组分别用于对应调节均值加载缸的右油腔和左油腔的压力，均值加载缸持续保持设定压力。

优选的，还包括：

用于供应油液的进油管路；

连接于进油管路与均值加载缸之间的第一控制阀；

连接于进油管路与幅值加载缸之间的第二控制阀；

其中，均值加载缸和幅值加载缸二者的活塞杆相固连；

当第一控制阀和第二控制阀均打开时，进油管路分别为均值加载缸和幅值加载缸供油，均值加载缸和幅值加载缸二者分别进行加载；

当第一控制阀关闭且第二控制阀打开时，进油管路仅为幅值加载缸供油。

优选的，第一控制阀为比例阀，还包括与第一控制阀相连的回油管路；

当第一控制阀切换至第一位置时，进油管路与均值加载缸的左油腔相连通，回油管路与均值加载缸的右油腔相连通；

当第一控制阀切换至第二位置时，均值加载缸的右油腔和左油腔相连通并均与进油管路和回油管路连通；

当第一控制阀切换至第三位置时，进油管路与均值加载缸的右油腔相连通，回油管路与均值加载缸的左油腔相连通；

当第一控制阀切换至第三位置时，均值加载缸的右油腔和左油腔不连通并均不与进油管路和回油管路连通。

优选的，第二控制阀为伺服阀，回油管路与第二控制阀相连；

当第二控制阀切换至第一位置时，进油管路与幅值加载缸的左油腔相连通，回油管路与幅值加载缸的右油腔相连通；

当第二控制阀切换至第二位置时，幅值加载缸的右油腔和左油腔不连通并均不与进油管路和回油管路连通；

当第二控制阀切换至第三位置时，进油管路与幅值加载缸的右油腔相连通，回油管路与幅值加载缸的左油腔相连通。

优选的，进油管路设有高压蓄能器，回油管路设有低压蓄能器。

优选的，还包括：

设于进油管路并用于检测进油管路的进油压力的油压检测件；

报警器；

分别与油压检测件和报警器相连的控制器；当油压检测件检测到进油管路的进油压力超过预设压力时，控制器根据油压检测件反馈的信号启动报警器。

优选的，还包括：

分别与进油管路和回油管路相连的油箱；

设于油箱与进油管路之间的油泵；

与油泵相连的驱动电机；

设于油箱并用于检测油箱油温的油温检测件；

油温检测件和驱动电机均与控制器相连；当油温检测件检测到油箱的油温高于预设油温时，控制器根据油温检测件反馈的信号启动报警器并控制驱动电机停转。

优选的，还包括位于油泵的出油口并设于进油管路的进油单向阀。

优选的，还包括位于油泵的进油口并设于进油管路的吸油过滤器。

优选的，还包括连接于进油管路与油箱之间的溢流管路，溢流管路设有溢流阀和压力表。

优选的，进油管路设有至少一组进油过滤器，回油管路设有回油过滤器。

相对于背景技术，本发明所提供的液压疲劳试验装置包括均值加载缸、幅值加载缸、第一蓄能器组和第二蓄能器组，均值加载缸的右油腔和左油腔分别对应连接有第一蓄能器组和第二蓄能器组。

当仅幅值加载缸供油时，在幅值加载缸进行幅值力加载时，第一蓄能器组和第二蓄能器组分别与均值加载缸的右油腔和左油腔单独连通，使第一蓄能器组和第二蓄能器组二者分别对应调节均值加载缸的右油腔和左油腔的压力，进而使均值加载缸的右油腔和左油腔之间的压力实现平衡，并确保均值加载缸持续保持设定压力，也即均值加载缸在幅值加载缸加载幅值力的过程中维持压力不变，避免因幅值加载缸的活塞杆移动而使均值加载缸所加载的均值力出现异常。

由上述可知，本发明中均值加载缸仅依靠第一蓄能器组和第二蓄能器组便能实现长时间持续加载均值力，均值力的加载过程中，无需因保持恒定的均值力而消耗大量电能，更无需因冷却而消耗电能，能节省大量电能，利于实现节能。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施例所提供的液压疲劳试验装置的液压原理图。

附图标记如下：

均值加载缸101、幅值加载缸102、进油管路103、第一控制阀104、第二控制阀105、第一蓄能器组106、第二蓄能器组107、回油管路108、高压蓄能器109、低压蓄能器110、油压检测件111、油箱112、油泵113、驱动电机114、油温检测件115、进油单向阀116、吸油过滤器117、溢流管路118、溢流阀119、压力表120、进油过滤器121、回油过滤器122和空气呼吸器123。

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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

首先，需要说明的是，文中的左右等方位词，均以附图1的当前视图为准。

本发明实施例公开了一种液压疲劳试验装置，如图1所示，包括均值加载缸101、幅值加载缸102、第一蓄能器组106和第二蓄能器组107。

均值加载缸101用于对待测件加载均值力，幅值加载缸102用于对待测件加载幅值力。第一蓄能器组106和第二蓄能器组107二者分别与均值加载缸101的右油腔和左油腔对应相连，用于调节均值加载缸101的压力。第一蓄能器组106和第二蓄能器组107均有多组蓄能器并联而成，每组蓄能器的结构及工作原理具体可参考现有技术。

具体地，当均值加载缸101的右油腔压力升高时，右油腔内的油液流入第一蓄能器组106，第一蓄能器组106被压缩蓄能；当均值加载缸101的右油腔压力降低时，第一蓄能器组106内被压缩的气体膨胀，第一蓄能器组106内蓄积的油液再压入右油腔。同样地，均值加载缸101的左油腔与第二蓄能器组107之间的压力调节方式可参考第一蓄能器组106，在此不再赘述。

当仅幅值加载缸102供油时，在幅值加载缸102进行幅值力加载时，第一蓄能器组106和第二蓄能器组107分别与均值加载缸101的右油腔和左油腔单独连通，使第一蓄能器组106和第二蓄能器组107二者分别对应调节均值加载缸101的右油腔和左油腔的压力，进而使均值加载缸101的右油腔和左油腔之间的压力实现平衡，并确保均值加载缸101持续保持设定压力，也即均值加载缸101在幅值加载缸102加载幅值力的过程中维持压力不变，避免因幅值加载缸102的活塞杆移动而使均值加载缸101所加载的均值力出现异常。

综上所述，本发明中均值加载缸101仅依靠第一蓄能器组106和第二蓄能器组107便能实现长时间持续加载均值力，均值力的加载过程中，无需因保持恒定的均值力而消耗大量电能，更无需因冷却而消耗电能，能节省大量电能，利于实现节能。

上述液压疲劳试验装置还包括进油管路103、第一控制阀104和第二控制阀105，进油管路103用于供应油液。第一控制阀104连接于进油管路103与均值加载缸101之间，用于控制进油管路103与均值加载缸101之间的油路通断及油路切换。第二控制阀105连接于进油管路103与幅值加载缸102之间，用于控制进油管路103与幅值加载缸102之间的油路通断及油路切换。

需要说明的是，均值加载缸101和幅值加载缸102二者的活塞杆相固连，使二者的活塞杆保持同步动作。当然，均值加载缸101和幅值加载缸102二者的分布方式不限于此，其他类似方式，不影响实现本发明的目的。

当第一控制阀104和第二控制阀105均打开时，进油管路103分别为均值加载缸101和幅值加载缸102供油，均值加载缸101和幅值加载缸102二者的活塞杆同步动作，均值加载缸101对待测件加载均值力，幅值加载缸102对待测件加载幅值力。需要注意的是，在均值加载缸101加载均值力的过程中，第一蓄能器组106和第二蓄能器组107均充有规定压力的油液。

当第一控制阀104关闭且第二控制阀105打开时，进油管路103与均值加载缸101不连通，但与幅值加载缸102连通，进油管路103仅为幅值加载缸102供油，在幅值加载缸102进行幅值力加载时，第一蓄能器组106和第二蓄能器组107分别与均值加载缸101的右油腔和左油腔单独连通，使第一蓄能器组106和第二蓄能器组107二者分别对应调节均值加载缸101的右油腔和左油腔的压力，进而使均值加载缸101的右油腔和左油腔之间的压力实现平衡，并确保均值加载缸101持续保持设定压力，也即均值加载缸101在幅值加载缸102加载幅值力的过程中维持压力不变，避免因幅值加载缸102的活塞杆移动而使均值加载缸101所加载的均值力出现异常。

上述液压疲劳试验装置还包括分别与第一控制阀104和第二控制阀105相连的回油管路108，使油液能沿回油管路108回流至油箱112。

第一控制阀104为比例阀，其阀芯的工作位置可根据控制信号实现连续调整。

当第一控制阀104的工作状态切换设定值达到第一设定值时，第一控制阀104切换至第一位置，进油管路103与均值加载缸101的左油腔相连通，回油管路108与均值加载缸101的右油腔相连通，进油管路103的油液经第一控制阀104流入均值加载缸101的左油腔，均值加载缸101的右油腔内的油液经第一控制阀104流入回油管路108。

当第一控制阀104的工作状态切换设定值达到第二设定值时，第一控制阀104切换至第二位置，均值加载缸101的右油腔和左油腔相连通，且均值加载缸101的右油腔和左油腔均与进油管路103和回油管路108连通，此时均值加载缸101处于卸载状态，其右油腔和左油腔的压力均为零。

当第一控制阀104的工作状态切换设定值达到第三设定值时，第一控制阀104切换至第三位置，此时第一控制阀104打开，进油管路103与均值加载缸101的右油腔相连通，回油管路108与均值加载缸101的左油腔相连通，进油管路103的油液经第一控制阀104流入均值加载缸101的右油腔，均值加载缸101的左油腔内的油液经第一控制阀104流入回油管路108，此时均值加载缸101处于加载状态。

当第一控制阀104的工作状态切换设定值达到第四设定值时，第一控制阀104切换至第四位置，此时第一控制阀104关闭，均值加载缸101的右油腔和左油腔不连通，且均值加载缸101的右油腔和左油腔均不与进油管路103和回油管路108连通，使均值加载缸101持续保持加载状态。

文中的第一设定值、第二设定值、第三设定值和第四设定值为第一控制阀104的阀芯处于四个不同位置处的工作状态切换设定值，四个设定值均可以根据第一控制阀104的型号及管路压力进行设置，在此不做具体限定。

第二控制阀105为伺服阀，其阀芯的工作位置也可根据控制信号实现连续调整。

当第二控制阀105切换至第一位置时，此时第二控制阀105打开，进油管路103与幅值加载缸102的左油腔相连通，回油管路108与幅值加载缸102的右油腔相连通，进油管路103的油液经第二控制阀105流入幅值加载缸102的左油腔，幅值加载缸102的右油腔内的油液经第二控制阀105流入回油管路108。

当第二控制阀105切换至第二位置时，此时第二控制阀105关闭，幅值加载缸102的右油腔和左油腔不连通，且二加载缸的右油腔和左油腔均不与进油管路103和回油管路108连通。

当第二控制阀105切换至第三位置时，进油管路103与幅值加载缸102的右油腔相连通，回油管路108与幅值加载缸102的左油腔相连通，进油管路103的油液经第二控制阀105流入幅值加载缸102的右油腔，幅值加载缸102的左油腔内的油液经第二控制阀105流入回油管路108。

进油管路103设有高压蓄能器109，用于在进油管路103压力增高时蓄能。回油管路108设有低压蓄能器110，用于在回油管路108压力减小时蓄能。高压蓄能器109和低压蓄能器110二者的结构及工作原理均可参考现有技术。

上述液压疲劳试验装置还包括油压检测件111、报警器和控制器，油压检测件111设于进油管路103，用于检测进油管路103的进油压力，可以是压力传感器。控制器分别与油压检测件111和报警器相连。当油压检测件111检测到进油管路103的进油压力超过预设压力时，意味着进油管路103的压力过高，控制器根据油压检测件111反馈的信号启动报警器，提醒相关人员及时检查油路。文中预设压力是指进油管路103的最大进油压力。

上述液压疲劳试验装置还包括油箱112、油泵113、驱动电机114和油温检测件115，油箱112分别与进油管路103和回油管路108相连，用于储存油液。油泵113设于油箱112与进油管路103之间，为油液的流动提供动力。驱动电机114与油泵113相连，用于驱动油泵113。油温检测件115设于油箱112内，用于检测油箱112油温，可以是温度传感器。油温检测件115和驱动电机114均与控制器相连。

当油温检测件115检测到油箱112的油温高于预设油温时，控制器根据油温检测件115反馈的信号启动报警器，提醒相关人员，并同时控制驱动电机114停转，避免油温过高而影响液压元件的使用寿命。文中的预设油温是指油箱112在确保各液压元件正常工作的前提下的最高油温。

上述液压疲劳试验装置还包括位于油泵113的出油口并设于进油管路103的进油单向阀116，确保油液在进油管路103内单向流动。

上述液压疲劳试验装置还包括位于油泵113的进油口并设于进油管路103的吸油过滤器117，用于过滤流入油泵113的油液，避免油泵113堵塞。

上述液压疲劳试验装置还包括连接于进油管路103与油箱112之间的溢流管路118，溢流管路118设有溢流阀119，当进油管路103的压力大于溢流阀119的开启压力时，油液从溢流管路118溢流，避免进油管路103的压力过高。溢流管路118还设有压力表120，用于实时观测进油管路103的压力。

进油管路103设有至少一组进油过滤器121，用于过滤进油管路103的油液。具体地，进油管路103设有两组进油过滤器121，其中一组位于进油单向阀116与油泵113之间，另一组位于高压蓄能器109与油压检测件111之间。回油管路108设有回油过滤器122，用于过滤流入油箱112的油液，避免油箱112的杂质过多。

油箱112内还可设置空气呼吸器123，空气呼吸器123的结构及工作原理具体可参考现有技术。

以上对本发明所提供的液压疲劳试验装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种液压疲劳试验装置，其特征在于，包括：

用于对待测件加载均值力的均值加载缸(101)；

用于对待测件加载幅值力的幅值加载缸(102)；

分别与所述均值加载缸(101)的右油腔和左油腔对应相连的第一蓄能器组(106)和第二蓄能器组(107)；

当仅所述幅值加载缸(102)供油时，所述第一蓄能器组(106)和所述第二蓄能器组(107)分别用于对应调节所述均值加载缸(101)的右油腔和左油腔的压力，所述均值加载缸(101)持续保持设定压力。

2.根据权利要求1所述的液压疲劳试验装置，其特征在于，还包括：

用于供应油液的进油管路(103)；

连接于所述进油管路(103)与所述均值加载缸(101)之间的第一控制阀(104)；

连接于所述进油管路(103)与所述幅值加载缸(102)之间的第二控制阀(105)；

其中，所述均值加载缸(101)和所述幅值加载缸(102)二者的活塞杆相固连；

当所述第一控制阀(104)和所述第二控制阀(105)均打开时，所述进油管路(103)分别为所述均值加载缸(101)和所述幅值加载缸(102)供油，所述均值加载缸(101)和所述幅值加载缸(102)二者分别进行加载；

当所述第一控制阀(104)关闭且所述第二控制阀(105)打开时，所述进油管路(103)仅为所述幅值加载缸(102)供油。

3.根据权利要求2所述的液压疲劳试验装置，其特征在于，所述第一控制阀(104)为比例阀，还包括与所述第一控制阀(104)相连的回油管路(108)；

当所述第一控制阀(104)切换至第一位置时，所述进油管路(103)与所述均值加载缸(101)的左油腔相连通，所述回油管路(108)与所述均值加载缸(101)的右油腔相连通；

当所述第一控制阀(104)切换至第二位置时，所述均值加载缸(101)的右油腔和左油腔相连通并均与所述进油管路(103)和所述回油管路(108)连通；

当所述第一控制阀(104)切换至第三位置时，所述进油管路(103)与所述均值加载缸(101)的右油腔相连通，所述回油管路(108)与所述均值加载缸(101)的左油腔相连通；

当所述第一控制阀(104)切换至第三位置时，所述均值加载缸(101)的右油腔和左油腔不连通并均不与所述进油管路(103)和所述回油管路(108)连通。

4.根据权利要求3所述的液压疲劳试验装置，其特征在于，所述第二控制阀(105)为伺服阀，所述回油管路(108)与所述第二控制阀(105)相连；

当所述第二控制阀(105)切换至第一位置时，所述进油管路(103)与所述幅值加载缸(102)的左油腔相连通，所述回油管路(108)与所述幅值加载缸(102)的右油腔相连通；

当所述第二控制阀(105)切换至第二位置时，所述幅值加载缸(102)的右油腔和左油腔不连通并均不与所述进油管路(103)和所述回油管路(108)连通；

当所述第二控制阀(105)切换至第三位置时，所述进油管路(103)与所述幅值加载缸(102)的右油腔相连通，所述回油管路(108)与所述幅值加载缸(102)的左油腔相连通。

5.根据权利要求2至4任一项所述的液压疲劳试验装置，其特征在于，所述进油管路(103)设有高压蓄能器(109)，所述回油管路(108)设有低压蓄能器(110)。

6.根据权利要求2至4任一项所述的液压疲劳试验装置，其特征在于，还包括：

设于所述进油管路(103)并用于检测所述进油管路(103)的进油压力的油压检测件(111)；

报警器；

分别与所述油压检测件(111)和所述报警器相连的控制器；当所述油压检测件(111)检测到所述进油管路(103)的进油压力超过预设压力时，所述控制器根据所述油压检测件(111)反馈的信号启动所述报警器。

7.根据权利要求6所述的液压疲劳试验装置，其特征在于，还包括：

分别与所述进油管路(103)和所述回油管路(108)相连的油箱(112)；

设于所述油箱(112)与所述进油管路(103)之间的油泵(113)；

与所述油泵(113)相连的驱动电机(114)；

设于所述油箱(112)并用于检测所述油箱(112)油温的油温检测件(115)；

所述油温检测件(115)和所述驱动电机(114)均与所述控制器相连；当所述油温检测件(115)检测到所述油箱(112)的油温高于预设油温时，所述控制器根据所述油温检测件(115)反馈的信号启动所述报警器并控制所述驱动电机(114)停转。

8.根据权利要求7所述的液压疲劳试验装置，其特征在于，还包括位于所述油泵(113)的出油口并设于所述进油管路(103)的进油单向阀(116)。

9.根据权利要求7所述的液压疲劳试验装置，其特征在于，还包括位于所述油泵(113)的进油口并设于所述进油管路(103)的吸油过滤器(117)。

10.根据权利要求7所述的液压疲劳试验装置，其特征在于，还包括连接于所述进油管路(103)与所述油箱(112)之间的溢流管路(118)，所述溢流管路(118)设有溢流阀(119)和压力表(120)。

11.根据权利要求2至4任一项所述的液压疲劳试验装置，其特征在于，所述进油管路(103)设有至少一组进油过滤器(121)，所述回油管路(108)设有回油过滤器(122)。