CN201795928U - 一种具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台 - Google Patents

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张登友
段宁
刘会兵
鲁嘉
袁康
王联
蒋显全
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Abstract

本实用新型公开了一种具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台，包括机械台架，还设有高低温试验箱、温度控制系统和测控系统所，所述的机械台架为U形机械台架；所述的U形机械台架由变频器、变频调速电机、减速器、联轴器、凸轮机构、电流驱动器、底座、螺杆机构构成；高低温试验箱与温度控制系统连接；U形机械台架与测控系统所连接。本实用新型机械台架采用U型结构，使用方便；高低温试验箱上下两半可打开，使用方便；温度稳定性好、精度高，温度可在-40℃～80℃范围内任意设定；测控系统设定疲劳试验次数，工控机控制变频器停止输出；电流驱动器输出直流驱动电流0～5A，能满足目前已知的各种磁流变阻尼器的性能试验。

Description

一种具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台
技术领域
本实用新型涉及一种试验设备，特别涉及一种具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台。
背景技术
磁流变阻尼器是一种半主动减振器件，其阻尼力随着线圈电流的大小连续可调，磁流变阻尼器调节范围宽、响应速度快、能耗低，被广泛运用于汽车、桥梁、建筑等结构减振控制领域中，对结构减振具有重要的作用。在高低温环境温度下磁流变阻尼器的性能将发生变化，从而对减振效果产生影响。为了测试磁流变阻尼器的性能，便出现了油压减振器试验台，但是，目前国内的油压减振器试验台只能测试磁流变阻尼器在常温环境下运行的性能，不能满足于测试高低温环境温度下运行的性能。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台，它能够测试磁流变阻尼器在高低温环境温度下的性能变化，通过对测试结果的分析和研究，进一步了解了磁流变阻尼器的温度特性，为磁流变液和磁流变阻尼器的设计、改进提供理论数据。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台，包括机械台架，其特征在于：还设有高低温试验箱、温度控制系统和测控系统所，所述的机械台架为U形机械台架；
所述的U形机械台架由变频器、变频调速电机、减速器、联轴器、凸轮机构、电流驱动器、底座、螺杆机构构成，变频器、变频调速电机、减速器、联轴器、凸轮机构、电流驱动器、螺杆机构均安装于U型机械台架的底座上，电机的输出轴与减速机相连，减速器的输出轴与联轴器相连，联轴器与凸轮机构相连，凸轮机构固定在底座上，凸轮机构的摇臂的端部连接有左夹头，在左夹头的正对面设有右夹头，右夹头与螺杆连接，螺杆与螺杆座连接，螺杆座固定在底座上；被测的磁流变阻尼器的两端分别固定在左夹头、右夹头上，磁流变阻尼器与固定在U形机械台架上的电流驱动器连接，磁流变阻尼器置于高低温试验箱中；磁流变阻尼器温度测试时，把高低温试验箱推入机械台架的U型口，磁流变阻尼器从试验箱两端的测试孔穿出；
高低温试验箱与温度控制系统连接；
U形机械台架与测控系统所连接。
优选的，所述的高低温试验箱由上半箱体、下半箱体构成，上半箱体、下半箱体的一端通过合页连接在一起，上半箱体和下半箱体的内部构成内腔，在高低温试验箱左右端面设有测试孔，测试孔设在上半箱体与下半箱体之间的结合部，并与内腔连通。
高低温试验箱是一内腔为圆柱体，外壳为长方体并两端开孔的试验箱，试验箱上下两半对称，一端通过合页连接在一起。
优选的，所述的温度控制系统由自增压液氮容器、液氮输出管、排液阀、电磁阀、线圈、温度控制仪、温度传感器、加热器构成，排液阀、电磁阀设在液氮输出管上，电磁阀通过线圈与温度控制仪连接，温度控制仪分别与温度传感器、加热器连接，温度传感器、液氮输出管分别与高低温试验箱的内腔连接；加热器与高低温试验箱连接。
优选的，所述的测控系统所由拉压力传感器、位移传感器、计数器、数据采集卡、第一串行通信口RS232/485、第二串行通信口RS232/485、工控机构成，拉压力传感器与U形机械台架的右夹头连接，位移传感器连接在U形机械台架中凸轮机构摇臂的上方，计数器连接在U形机械台架中左夹头的上方；数据采集卡的一端分别与拉压力传感器、位移传感器连接，数据采集卡的另一端与工控机连接；计数器通过第一串行通信口RS232/485与工控机连接；工控机通过第二串行通信口RS232/485与U形机械台架的变频器连接。
本实用新型一种具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台的有益效果是，机械台架采用U型结构，方便配合高低温试验箱测试磁流变阻尼器温度性能；高低温试验箱上下两半可打开，磁流变阻尼器能方便地在试验箱中拆装；温度控制系统采用液氮制冷，温度控制仪加热、制冷控制量同时输出，温度稳定性好、精度高，温度可在-40℃～80℃范围内任意设定；测控系统中设置计数器，磁流变阻尼器做疲劳试验测试时，达到设定疲劳试验次数，工控机控制变频器停止输出；电流驱动器输出直流驱动电流0～5A，能满足目前已知的各种磁流变阻尼器的性能试验。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型高低温试验箱的结构示意图；
图3是本实用新型温度控制系统的结构示意图；
图4是本实用新型测控系统构成框图的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
参见图1、图2、图3、图4，一种具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台，包括机械台架1，其特征在于：还设有高低温试验箱2、温度控制系统3和测控系统所4，所述的机械台架1为U形机械台架；
参见图1，所述的U形机械台架1由变频器11、变频调速电机12、减速器13、联轴器14、凸轮机构15、电流驱动器16、底座17、螺杆机构18构成，变频器11、变频调速电机12、减速器13、联轴器14、凸轮机构15、电流驱动器16、螺杆机构18均安装于U型机械台架1的底座17上，电机12的输出轴与减速机13相连，减速器13的输出轴与联轴器14相连，联轴器14与凸轮机构15相连，凸轮机构15固定在底座17上，凸轮机构15的摇臂151的端部连接有左夹头18，在左夹头18的正对面设有右夹头19，右夹头19与螺杆110连接，螺杆110与螺杆座111连接，螺杆座111固定在底座17上；被测的磁流变阻尼器7的两端分别固定在左夹头18、右夹头19上，磁流变阻尼器7与固定在U形机械台架1上的电流驱动器16连接，磁流变阻尼器7置于高低温试验箱2中；磁流变阻尼器7温度测试时，把高低温试验箱推入机械台架1的U型口，磁流变阻尼器7从试验箱两端的测试孔24穿出；
高低温试验箱2与温度控制系统3连接；
U形机械台架1与测控系统所4连接。
磁流变阻尼器7做测试试验时，测控系统所4中的工控机47设定需要测试的速度，设定值通过第二串行通信口RS232/485 46传送给变频器11，进而控制变频调速电机12以相应的频率运行，变频调速电机12带动减速器13，经减速后带动凸轮机构15运转，凸轮机构15把偏心旋转运动转换为往复直线运动，从而带动磁流变阻尼器7运行。
参见图2，所述的高低温试验箱2由上半箱体21、下半箱体22构成，上半箱体21、下半箱体22的一端通过合页连接在一起，上半箱体21和下半箱体22的内部构成内腔23，在高低温试验箱2左右端面设有测试孔24，测试孔24设在上半箱体21与下半箱体22之间的结合部，并与内腔24连通。
本实用新型温度控制系统构成框图参见图3，所述的温度控制系统3由自增压液氮容器31、液氮输出管32、排液阀33、电磁阀34、线圈35、温度控制仪36、温度传感器37、加热器38构成，排液阀33、电磁阀34设在液氮输出管32上，电磁阀34通过线圈35与温度控制仪36连接，温度控制仪36分别与温度传感器37、加热器38连接，温度传感器37、液氮输出管32分别与高低温试验箱2的内腔23连接；加热器38与高低温试验箱2连接。
温度控制系统3制冷剂采用液氮，打开自增压液氮容器31的增压阀，自增压液氮容器31中充装的液氮部分被汽化自增压后输出低温氮气，打开与自增压液氮容器31连接的排液阀33，通过控制与排液阀33连接的电磁阀34的通断，从而控制低温氮气通过液氮输出管32排放到高低温试验箱2内腔23中。加热器38采用红外线加热方式，带绝缘保护套管的加热器38紧密包围在内腔23周围，并与内腔23管壁间隔25mm。温度控制仪36接受来自温度传感器37的信号，跟设定温度值比较后，经PID调节输出控制液氮电磁阀34的开闭和加热器38电流的大小，从而使内腔温度稳定在设定温度值。本温度控制系统的控温范围为-40℃～80℃，控温精度达到±1℃。
本实用新型测控系统构成框图参见图4，所述的测控系统所4由拉压力传感器41、位移传感器42、计数器43、数据采集卡44、第一串行通信口RS232/48545、第二串行通信口RS232/48546、工控机47构成，拉压力传感器41与U形机械台架1的右夹头19连接，位移传感器42连接在U形机械台架1中凸轮机构15摇臂151的上方，计数器43连接在U形机械台架1中左夹头18的上方；数据采集卡44的一端分别与拉压力传感器41、位移传感器42连接，数据采集卡44的另一端与工控机47连接；计数器43通过第一串行通信口RS232/48545与工控机47连接；工控机47通过第二串行通信口RS232/48546与U形机械台架1的变频器11连接。
测控系统所4中的拉压力传感器41和位移传感器42测量信号分别送入数据采集卡44，数据采集卡44采集到的数据通过PCI数据总线传输到工控机47中，在工控机47中实时显示磁流变阻尼器7的示功曲线。计数器43测得的试验次数通过第一串行通信口RS232转RS485445传送到工控机47中，在工控机47中实时显示，达到设定的试验运行次数，工控机47控制变频器11停止输出。电流驱动器16输出直流驱动电流0～5A，测试时可任意调节输出电流。
工控机47的COM端口通过RS-232转RS-485接口连接到计数器43和变频器11，磁流变阻尼器7测试试验次数和试验速度可在工控机47的机软件中设定。
虽然结合了附图描述了本实用新型的实施方式，但本领域的普通技术人员可以在所附权利要求的范围内作出各种变形或修改。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台，包括机械台架(1)，其特征在于：还设有高低温试验箱(2)、温度控制系统(3)和测控系统所(4)，所述的机械台架(1)为U形机械台架；
所述的U形机械台架(1)由变频器(11)、变频调速电机(12)、减速器(13)、联轴器(14)、凸轮机构(15)、电流驱动器(16)、底座(17)、螺杆机构(18)构成，变频器(11)、变频调速电机(12)、减速器(13)、联轴器(14)、凸轮机构(15)、电流驱动器(16)、螺杆机构(18)均安装于U型机械台架(1)的底座(17)上，电机(12)的输出轴与减速机(13)相连，减速器(13)的输出轴与联轴器(14)相连，联轴器(14)与凸轮机构(15)相连，凸轮机构(15)固定在底座(17)上，凸轮机构(15)的摇臂(151)的端部连接有左夹头(18)，在左夹头(18)的正对面设有右夹头(19)，右夹头(19)与螺杆(110)连接，螺杆(110)与螺杆座(111)连接，螺杆座(111)固定在底座(17)上；被测的磁流变阻尼器(7)的两端分别固定在左夹头(18)、右夹头(19)上，磁流变阻尼器(7)与固定在U形机械台架(1)上的电流驱动器(16)连接，磁流变阻尼器(7)置于高低温试验箱(2)中；
高低温试验箱(2)与温度控制系统(3)连接；
U形机械台架(1)与测控系统所(4)连接。
2.根据权利要求1所述的具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台，其特征在于：所述的高低温试验箱(2)由上半箱体(21)、下半箱体(22)构成，上半箱体(21)、下半箱体(22)的一端通过合页连接在一起，上半箱体(21)和下半箱体(22)的内部构成内腔(23)，在高低温试验箱(2)左右端面设有测试孔(24)，测试孔(24)设在上半箱体(21)与下半箱体(22)之间的结合部，并与内腔(24)连通。
3.根据权利要求1或2所述的具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台，其特征在于：所述的温度控制系统(3)由自增压液氮容器(31)、液氮输出管(32)、排液阀(33)、电磁阀(34)、线圈(35)、温度控制仪(36)、温度传感器(37)、加热器(38)构成，排液阀(33)、电磁阀(34)设在液氮输出管(32)上，电磁阀(34)通过线圈(35)与温度控制仪(36)连接，温度控制仪(36)分别与温度传感器(37)、加热器(38)连接，温度传感器(37)、液氮输出管(32)分别与高低温试验箱(2)的内腔(23)连接；加热器(38)与高低温试验箱(2)连接。
4.根据权利要求1所述的具有高低温环境试验的磁流变阻尼器试验台，其特征在于：所述的测控系统所(4)由拉压力传感器(41)、位移传感器(42)、计数器(43)、数据采集卡(44)、第一串行通信口RS232/485(45)、第二串行通信口RS232/485(46)、工控机(47)构成，拉压力传感器(41)与U形机械台架(1)的右夹头(19)连接，位移传感器(47)连接在U形机械台架(1)中凸轮机构(15)摇臂(151)的上方，计数器(43)连接在U形机械台架(1)中左夹头(18)的上方；数据采集卡(44)的一端分别与拉压力传感器(41)、位移传感器(42)连接，数据采集卡(44)的另一端与工控机(47)连接；计数器(43)通过第一串行通信口RS232/485(45)与工控机(47)连接；工控机(47)通过第二串行通信口RS232/485(46)与U形机械台架(1)的变频器(11)连接。
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