CN213064104U - 动静疲劳试验机静态试验的伺服液压泵控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种动静疲劳试验机静态试验的伺服液压泵控制系统，属于材料力学试验装置技术领域。伺服电动机与径向柱塞泵连接，吸油过滤器一端与径向柱塞泵连接、另一端与吸油管连接，径向柱塞泵还分别与二通调速阀、电磁换向阀和叠加式溢流阀连接，二通调速阀与泄漏油管连接，电磁换向阀与液压缸连接，叠加式溢流阀与回油管连接，在叠加式溢流阀与回油管之间有压力表，泄漏油管、吸油管和回油管分别与油箱连接。优点是结构新颖，在进行静态加载试验时，显著提高动静疲劳试验机的加载精度，更符合试验要求，使得静态试验的载荷变化显著缓慢，静态试验的精度显著提高。

Description

动静疲劳试验机静态试验的伺服液压泵控制系统

技术领域

本实用新型属于材料力学试验装置技术领域，尤其涉及动静疲劳试验机静态试验的伺服液压泵控制系统。

背景技术

依据中华人民共和国国家计量技术规范JJF1011-2006《力值与硬度计量术语及定义》，材料试验机是指：对材料，零件和部件进行机械性能和工艺性能实验的设备。

材料试验所涉及的载荷是指加载到试样上的力，变形，位移等物理量。静态载荷是指随时间不变或变化极其缓慢载荷。与之相反的载荷叫做动态载荷，常见的动态载荷是疲劳载荷，即大小和方向随时间周期性有规律地变化，例如正弦曲线规律。

材料的压缩，拉伸，弯曲等力学性能试验，所加载的载荷都是静态载荷，称为静态力学性能试验。材料的疲劳试验中，加载的都是动态疲劳载荷，称为动态力学性能试验。以上两种试验对应的设备称为静态试验机和动态试验机。试验机采用的电液伺服控制系统，既可进行静态力学试验，也可进行动态疲劳试验，一般称为电液伺服动静疲劳试验机，以下简称动静疲劳试验机。

目前已有的动静疲劳试验机，其静态力学性能试验的控制元件，都是电液伺服阀。工作流程大致为：液压泵从油箱抽取液压油，将其转换为高压油；高压油液从液压泵出发，流经伺服阀，控制系统通过改变伺服阀阀芯的位置，相应地改变通过阀芯的油液的流量和压力；改变流量和压力之后的液压油从伺服阀流出，随后进入液压缸，驱动液压缸活塞产生直线位移；活塞带动活塞杆从液压缸内部伸出或者回缩；活塞杆的端部与压板连接，压板与被测试的试样直接接触，实现了载荷的加载。由于电液伺服阀响应速度快，调节速率高，可以短时间内大范围改变流入液压缸的流量和压力，从而实现活塞杆位移和试样所承受载荷的快速变化，满足动态加载的高速要求。然而，电液伺服阀的高响应速度和高调节速率，使其不适合对试样进行静态加载，因为静态加载试验要求试样所承受的载荷是极其缓慢变化的。而即使电液伺服阀芯的微小位移变化，也会导致载荷的迅速变化。因此，目前的动静疲劳试验机在进行静态试验的时候，精度较差。

发明内容

本实用新型提供一种动静疲劳试验机静态试验的伺服液压泵控制系统，以解决目前动静疲劳试验机在进行静态力学性能试验时，因采用电液伺服阀控制而产生的载荷变化不够缓慢、进而导致试验精度较差的问题。

本实用新型采取的技术方案是：伺服电动机与径向柱塞泵连接，吸油过滤器一端与径向柱塞泵连接、另一端与吸油管连接，径向柱塞泵还分别与二通调速阀、电磁换向阀和叠加式溢流阀连接，二通调速阀与泄漏油管连接，电磁换向阀与液压缸连接，叠加式溢流阀与回油管连接，在叠加式溢流阀与回油管之间有压力表，泄漏油管、吸油管和回油管分别与油箱连接。

所述液压缸采用双杆双作用活塞液压缸。

本实用新型的优点是结构新颖，将目前的动静疲劳试验机的静态试验系统的液压伺服阀控制系统，替换为液压泵伺服控制系统，目的是在进行静态加载试验时，显著提高动静疲劳试验机的加载精度，在静态加载实验中，伺服液压泵控制系统比伺服阀控制系统更稳定，更缓慢，更符合试验要求，其曲线与参考曲线更为吻合。证明该新型伺服泵控制系统的，加载精度高于伺服电磁阀控制系统，使得静态试验的载荷变化显著缓慢，静态试验的精度显著提高。

附图说明

图1是本实用新型的系统示意图。

具体实施方式

伺服电动机10与径向柱塞泵3连接，吸油过滤器2一端与径向柱塞泵3连接、另一端与吸油管12连接，径向柱塞泵3还分别与二通调速阀5、电磁换向阀7和叠加式溢流阀9连接，二通调速阀5与泄漏油管4连接，电磁换向阀7与液压缸6连接，叠加式溢流阀9与回油管11连接，在叠加式溢流阀9与回油管11之间有压力表8，泄漏油管4、吸油管12和回油管11分别与油箱1连接；

所述液压缸6采用双杆双作用活塞液压缸。

工作原理

伺服电动机10转动，带动径向柱塞泵3转动，液压泵从油箱1中抽取低压油，低压油沿着吸油管12，首先经过吸油过滤器2，转变为清洁的低压油，随后进入径向柱塞泵3，被转换为高压油；转换后的高压油进入电磁换向阀7，进行方向控制后，进入液压缸6，采用双杆双作用活塞液压缸，推动液压缸6内部的活塞产生直线位移，带动活塞杆从液压缸6的两侧端部伸出或缩回，活塞杆端部与试样直接接触，导致试样的受力、变形和位移，最终进而完成载荷的加载；

泄漏油管4的作用是将从二通调速阀5泄漏的液压油流回油箱1，压力表8的作用是指示主油路的压力；叠加式溢流阀9的作用是设定主油路的最高压力，保证系统安全，当主油路压力高于设定的最高压力，叠加式溢流阀9开启，放出一部分油，从回油管11流回油箱，主油路压力随之降低到安全范围；

载荷的控制，即载荷根据试验方法有规律地缓慢增加或保持不变，实现流程如下：控制系统根据试验方法，通过伺服电动机驱动，实时改变伺服电动机的转速，进而改变与其相连的径向柱塞泵3的转速，径向柱塞泵3转速的微小改变，导致其输出油液流量的微小改变，改变流量后的液压油经历一系列环节进入液压缸6，导致液压缸活塞及与之相连的活塞杆的直线运动速度的微小缓慢改变。

本实用新型的控制与电液伺服阀控制系统的静态试验控制原理对比：

(a)相同点：本实用新型与伺服阀控制都是靠改变流入液压缸的油液的流量来改变活塞的运动速度，进而改变载荷；

(b)不同点：电液伺服阀控系统，流量改变环节在伺服阀，通过阀芯的位移来改变液压油的流量，液压油随后进入液压缸，控制活塞杆运动，进而改变载荷。但伺服阀阀芯的微小位移，能导致流量的突然改变，进而导致载荷的突然改变，不符合静态试验的缓慢要求。而本实用新型采用的伺服泵控制系统，流量改变环节在液压泵，通过控制伺服电动机的转速的微小改变，可以实现流出液压泵的流量的缓慢改变，最终实现流入液压缸的流量的缓慢改变。

因此，从原理上来讲，在静态加载实验中，本实用新型比伺服阀控制系统更稳定，更缓慢，更符合试验要求。

经本实用新型与电液伺服阀控制系统的控制对比试验证明：对同一个试样的同一种试验方法，以理想的载荷-时间曲线为参考，本实用新型采用的液压泵伺服控制系统，其曲线与参考曲线更为吻合，证明本实用新型加载精度高于伺服电磁阀控制系统。

Claims (2)

1.一种动静疲劳试验机静态试验的伺服液压泵控制系统，其特征在于：伺服电动机与径向柱塞泵连接，吸油过滤器一端与径向柱塞泵连接、另一端与吸油管连接，径向柱塞泵还分别与二通调速阀、电磁换向阀和叠加式溢流阀连接，二通调速阀与泄漏油管连接，电磁换向阀与液压缸连接，叠加式溢流阀与回油管连接，在叠加式溢流阀与回油管之间有压力表，泄漏油管、吸油管和回油管分别与油箱连接。

2.根据权利要求1所述的一种动静疲劳试验机静态试验的伺服液压泵控制系统，其特征在于：所述液压缸采用双杆双作用活塞液压缸。

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