RU2643197C1 - Block-modular hydraulic loader in stands of structural tests - Google Patents
Block-modular hydraulic loader in stands of structural tests Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643197C1 RU2643197C1 RU2016150015A RU2016150015A RU2643197C1 RU 2643197 C1 RU2643197 C1 RU 2643197C1 RU 2016150015 A RU2016150015 A RU 2016150015A RU 2016150015 A RU2016150015 A RU 2016150015A RU 2643197 C1 RU2643197 C1 RU 2643197C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- control unit
- block
- loader
- hydraulic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к области экспериментальной техники, в частности к нагружателям гидравлическим, и может быть использовано преимущественно в стендах прочностных испытаний натурных конструкций, в том числе авиационных, в которых на объект испытаний воздействуют непосредственно или опосредовано, например, через систему рычагов, блоков, демпфирующих устройств, испытательных столов и т.п.The claimed invention relates to the field of experimental engineering, in particular to hydraulic loaders, and can be used mainly in stands for strength tests of full-scale structures, including aircraft, in which the test object is directly or indirectly affected, for example, through a system of levers, blocks, damping devices, test tables, etc.
Из уровня техники известен гидроцилиндр нагружения, шток которого связан со штоком испытуемого объекта жесткой кинематической связью, в которой между штоками установлен датчик нагрузки, при этом рабочие полости гидроцилиндра нагружения соединены с электрогидравлическим преобразователем, два входа которого двумя параллельными цепями соединены с программируемым устройством управления (ППУ), причем одна из цепей включает первый электронный регулятор и первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который соединен с ППУ, а вторая цепь включает второй электронный регулятор и второй ЦАП, который соединен со вторым выходом ППУ (патент №74470 на полезную модель «Испытательный стенд для создания регулируемых динамичных нагрузок», дата подачи 14.02.2008 г., опубликовано 27.06.2008 г.).The loading cylinder is known from the prior art, the rod of which is connected to the rod of the test object by a rigid kinematic connection in which a load sensor is installed between the rods, while the working cavities of the loading cylinder are connected to an electro-hydraulic converter, two inputs of which are connected to a programmable control device by two parallel circuits (PPU ), and one of the circuits includes the first electronic controller and the first digital-to-analog converter (DAC), which is connected to the control panel, and the second circuit This turns the second electronic controller and a second DAC, which is connected to a second PUF output (№74470 patent for utility model of "test rig for creation of controlled stress dynamic", filing date 14.02.2008, published 27.06.2008).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является гидроцилиндр, входящий в любой из каналов многоканальной системы нагружения и воспроизводящий нагрузку на конструкцию, при этом гидроцилиндр связан с сервоклапаном, через динамометр с нагружаемой конструкцией и через нормирующий усилитель с локальным блоком управления в виде микропроцессора, содержащего генератор синусоидального сигнала задания нагрузок, который через полевой шинный интерфейс подключен к удаленному блоку управления (патент №2303804 на изобретение «Многоканальная система нагружения», дата подачи 02.08.2005 г., опубликовано 27.07.2007 г.).The closest technical solution to the claimed invention is a hydraulic cylinder included in any of the channels of the multi-channel loading system and reproducing the load on the structure, while the hydraulic cylinder is connected to a servo valve through a dynamometer with a loaded structure and through a normalizing amplifier with a local control unit in the form of a microprocessor containing a generator a sinusoidal signal for setting loads, which is connected via a fieldbus interface to a remote control unit (patent No. 2303804 on the invention s "Multi-channel loading system", the filing date of 02.08.2005, published on 27.07.2007, the).
Недостатки известных систем связаны с низкой степенью унификации, обусловленной жестким неизменяемым конструктивным построением канала нагружения, что препятствует процедуре изменения связей между элементами (реконфигурации).The disadvantages of the known systems are associated with a low degree of unification due to the rigid unchanged structural design of the loading channel, which impedes the procedure for changing the connections between the elements (reconfiguration).
Известные технические решения ненадежны. Так, например, снижение свойств и параметров устройства по патенту №74470 связано со сложностью организации каналов передачи данных и использованием шинного интерфейса, которые также затрудняют монтаж и обслуживание системы. Обратная связь предусмотрена только по одному параметру - силе.Known technical solutions are unreliable. So, for example, the decrease in the properties and parameters of the device according to patent No. 74470 is associated with the complexity of organizing data transmission channels and using the bus interface, which also complicate the installation and maintenance of the system. Feedback is provided for only one parameter - power.
Надежность системы по патенту №2303804 снижается из-за необходимости постоянной работы редукционного клапана, особенно в условиях динамической нагрузки, и параллельного управления двумя сервоприводами на одном объекте (редукционный клапан и сервораспределитель).The reliability of the system according to patent No. 2303804 is reduced due to the need for constant operation of the pressure reducing valve, especially under dynamic load conditions, and parallel control of two servos at one object (pressure reducing valve and servo distributor).
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, является повышение степени унификации устройства за счет создания универсальной блочно-модульной конструкции.The technical result, the achievement of which the claimed technical solution is aimed, is to increase the degree of unification of the device by creating a universal block-modular design.
Указанный технический результат достигается тем, что блочно-модульный нагружатель гидравлический в стендах прочностных испытаний, включающий, гидроцилиндр, связанный с клапаном управления и снабженный, по меньшей мере, одним датчиком контролируемого параметра, узлами крепления, блоком управления, связанным с автоматизированной системой управления, согласно изобретению представляет собой автономно-управляемый гидроцилиндр двустороннего действия, на котором с возможностью переустановки размещены, блок управления и выполненные с возможностью присоединения дополнительных устройств узлы крепления, при этом каждое из упомянутых устройств и узлов исполнено в виде отдельного модуля, а связь блока управления, датчиков и автоматизированной системы управления выполнена проводной и/или беспроводной.The specified technical result is achieved in that the modular hydraulic loader in the stands of strength tests, including a hydraulic cylinder connected to the control valve and equipped with at least one sensor of a controlled parameter, attachment points, a control unit associated with an automated control system, according to The invention is an autonomous-controlled double-acting hydraulic cylinder on which, with the possibility of reinstallation, the control unit and the possibility of connecting additional devices, attachment points, each of the mentioned devices and units being implemented as a separate module, and the communication of the control unit, sensors and the automated control system is wired and / or wireless.
В качестве датчика контролируемого параметра может быть использован любой из перечисленных: или датчик силы, или датчик положения, или датчик деформации, или датчик скорости, или датчик ускорения, или датчик давления, или датчик расхода, или т.п., проводной или беспроводной связью соединенные с автоматизированной системой управления (АСУ).As a sensor of a controlled parameter, any of the following can be used: either a force sensor, or a position sensor, or a deformation sensor, or a speed sensor, or an acceleration sensor, or a pressure sensor, or a flow sensor, or the like, wired or wireless connected to an automated control system (ACS).
Блок управления и автоматизированная система управления, представляющие собой совокупность датчиков, ЭВМ (на чертеже не показаны), и исполнительного устройства, в качестве которого применяют гидроцилиндр двустороннего действия, и клапан (клапаны) управления образуют нагружатель гидравлический, имеющий обратную связь по любой из следующих величин: сигнал, поступающий от датчика контролируемого параметра; сигнал, обработанный по определенному алгоритму, в котором в качестве переменных величин задан сигнал, поступивший с датчика контролируемого параметра.The control unit and the automated control system, which are a combination of sensors, a computer (not shown in the drawing), and an actuator, which is used as a double-acting hydraulic cylinder, and the control valve (s) form a hydraulic loader that has feedback according to any of the following values : signal from the sensor of the monitored parameter; a signal processed according to a certain algorithm, in which the signal received from the sensor of the controlled parameter is set as variable values.
В качестве узлов крепления может быть использован, например, шарнирный, фланцевый, или иной узел, выполненные с возможностью монтажа, как со стороны поршневой, так и со стороны штоковой полости гидроцилиндра, что повышает степень унификации изделия. При этом каждый такой узел выполнен с возможностью присоединения к нему любого устройства, включая датчик, или блок управления, или дополнительные узлы крепления и т.п.As attachment points, for example, a hinge, flange, or other assembly made with the possibility of mounting both from the piston side and from the rod end of the hydraulic cylinder, which increases the degree of product unification, can be used. Moreover, each such node is configured to attach to it any device, including a sensor, or a control unit, or additional attachment points, etc.
Гидроцилиндр снабжен съемными элементами крепления, являющимися его неотъемлемой частью и с помощью которых на гидроцилиндре монтируют блок управления и дополнительную оснастку, причем установка оснастки и блока управления может быть реализована как со стороны штоковой, так и поршневой полостей гидроцилиндра. Элементы крепления могут быть изготовлены в виде фланцев, резьбовых переходных или иных переходных элементов.The hydraulic cylinder is equipped with removable fastening elements, which are its integral part and with the help of which the control unit and additional equipment are mounted on the hydraulic cylinder, and the installation of the equipment and the control unit can be implemented both from the rod and piston cavities of the hydraulic cylinder. Fastening elements can be made in the form of flanges, threaded transitional or other transitional elements.
Блок управления, в котором могут быть объединены гидравлический блок управления и защиты (БУиЗ), клапан управления, проводной или беспроводной связью соединенные с автоматизированной системой управления (АСУ). При этом АСУ может как входить в состав блока управления, в том числе частично, так и быть установленной вне блока управления, но быть связанной с ним проводной/беспроводной связью. Блок управления дополнительно может содержать электронный блок управления, связанный с АСУ.A control unit in which a hydraulic control and protection unit (BUiZ), a control valve, wired or wireless, connected to an automated control system (ACS) can be combined. In this case, the ACS can both be part of the control unit, including partially, and be installed outside the control unit, but be connected to it via wired / wireless communication. The control unit may further comprise an electronic control unit associated with the ACS.
Каждое устройство и узел, входящие в состав заявляемого блочно-модульного нагружателя гидравлического, выполнено в виде отдельного модуля, что значительно расширяет возможности по реконфигурации - изменению связей между конструктивными элементами, что, в свою очередь, влияет на повышение степени унификации изделия, расширяет его технологические возможности по применению в стендовом оборудовании, а также существенно сокращает время на проведение монтажных/демонтажных работ.Each device and assembly included in the inventive block-modular hydraulic loader is made in the form of a separate module, which greatly expands the possibilities for reconfiguration - changing the connections between structural elements, which, in turn, affects the degree of unification of the product, extends its technological opportunities for use in bench equipment, and also significantly reduces the time for installation / dismantling.
Предлагаемое к защите техническое решение поясняется чертежами, гдеThe technical solution proposed for protection is illustrated by drawings, where
Фиг. 1-7 - блок-схемы с вариантами конфигурации блочно-модульного нагружателя гидравлического.FIG. 1-7 are block diagrams with configuration options for a modular hydraulic loader.
Нагружатель гидравлический, применяемый в стендах прочностных испытаний и присоединяемый к объекту испытаний, содержит гидроцилиндр двустороннего действия 1, который снабжен, по меньшей мере, одним датчиком контролируемого параметра 2, который может быть установлен как со стороны поршневой полости гидроцилиндра (фиг. 2), так и со стороны штоковой полости (фиг. 3). В зависимости от поставленной технической задачи может быть выбрано и установлено несколько соответствующих датчиков контролируемого параметра, включая датчики силы, перемещения, деформации и т.п. На гидроцилиндре 1 с помощью элементов крепления смонтирован блок управления (БУ) 3, который, в свою очередь, проводной/беспроводной связью подключен к автоматизированной системе управления (АСУ) (на чертеже не показана) и датчику/датчикам контролируемого параметра. Применение гидроцилиндра двустороннего действия способствуют унификации конструкции нагружателя.A hydraulic loader, used in strength test benches and attached to the test object, contains a double-acting
На торцах гидроцилиндра 1 установлены узлы крепления 4, которые могут быть выполнены, например, шарнирными или фланцевыми, или иными соединительными узлами. Возможны варианты одновременного использования в нагружателе разнотипных узлов. Узлы крепления 4 унифицированы, что позволяет устанавливать их как со стороны поршневой, так и со стороны штоковой полости гидроцилиндра, а также присоединять к ним дополнительные устройства и/или узлы крепления. В блок управления 3 входит клапан управления и электронный блок управления (на чертеже не показаны), а также может входить гидравлический блок управления и защиты (БУиЗ) 3. Автоматизированная система управления (АСУ), датчики контролируемого параметра 2, блок управления 3 и гидроцилиндр 1 двустороннего действия образуют единичный канал нагружения.At the ends of the
Каждое устройство или узел, входящие в состав нагружателя выполнено в виде отдельного самостоятельного блока, который может быть без особых проблем смонтирован или демонтирован, перемещен с одной стороны цилиндра на другую, либо размещен рядом с цилиндром, в частности, блок управления, АСУ, датчики, что не только повышает степень унификации, но и значительно упрощает эксплуатацию и обслуживание устройства.Each device or assembly that is part of the loader is made in the form of a separate independent unit, which can be mounted or disassembled without any problems, moved from one side of the cylinder to the other, or placed next to the cylinder, in particular, the control unit, ACS, sensors, which not only increases the degree of unification, but also greatly simplifies the operation and maintenance of the device.
Осуществление изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения.The implementation of the invention is confirmed by examples of specific performance.
Перед началом испытаний нагружатель устанавливают на объекте испытаний и подключают к источнику гидропитания (на чертеже не показан).Before testing, the loader is installed on the test object and connected to a hydropower supply (not shown in the drawing).
В режиме испытаний от АСУ, формирующей управляющие сигналы, на входящий в состав блока управления 3 клапан управления, который, в свою очередь, связан с гидроцилиндром, поступает сигнал любой формы, например, о величине нагрузки и времени выхода на нее. Как вариант, АСУ может одновременно получать управляющий сигнал от поставщика задачи верхнего уровня. В этом случае сигналы имеют различный функциональный характер. Основная управляющая АСУ может находиться как в составе электронного блока управления (фиг. 1), так и быть вынесена на верхний уровень (фиг. 2), а также может быть установлена удаленно. В первом случае блок управления с верхнего уровня получает сигналы основного задания (макрозадачи), а АСУ обрабатывает сигналы от датчиков контролируемого параметра, управляет клапаном управления и решает все текущие задачи, необходимые для достижения макрозадач. Во втором случае вся работа АСУ вынесена на верхний уровень, а электронный блок блока управления является ретранслятором сигнала, поступившего от АСУ. В случае отсутствия в блоке управления электронного блока сигнал напрямую передается на клапан управления. В АСУ также поступают сигналы, транслируемые от датчиков. На основе поступившего сигнала АСУ направляет сигнал на клапан управления, который инициирует или прямое, или обратное перемещение штока гидроцилиндра, посредством которого происходит нагружение объекта испытаний, с которым гидроцилиндр сопряжен.In test mode, from the control system generating control signals, a control valve, which, in turn, is connected to the hydraulic cylinder, is included in the
Блок управления, получая сигналы от датчиков контролируемого параметра, реализует функции регулирования. Линии обратной связи и иные сигналы используют для осуществления дополнительного контроля состояния нагружателя и обнаружения аварийных ситуаций в случае превышения критических перемещений или заданных нагрузок. В случае возникновения таких ситуаций сигнал с датчика 2 передается в АСУ, в которой полученный сигнал обрабатывается, в случае необходимости корректируется и в виде новой уставки передается линиям управления.The control unit, receiving signals from the sensors of the controlled parameter, implements the regulation function. Feedback lines and other signals are used to perform additional monitoring of the condition of the loader and to detect emergency situations in case of exceeding critical movements or specified loads. In the event of such situations, the signal from
В зависимости от поставленных технических задач нагружатель может быть дополнительно оборудован различными блоками защиты и управления, цифровыми системами управления, системами сбора информации и телеметрии, а также проводными/беспроводными коммуникациями, соединяющими все элементы в единую конструкцию.Depending on the assigned technical tasks, the loader can be additionally equipped with various protection and control units, digital control systems, information collection and telemetry systems, as well as wired / wireless communications connecting all the elements in a single design.
Предлагаемое устройство управляется независимой АСУ, что также позволяет рационально распределить и унифицировать выполнение соответствующих функций.The proposed device is controlled by an independent ACS, which also allows you to rationally distribute and unify the implementation of the relevant functions.
Модульно-блочное построение конструкции способствует повышению степени унификации изделия, возможности при необходимости присоединения дополнительных устройств в виде, например, датчиков, блоков управления, узлов крепления или иных гидроцилиндров. Значительно упрощается монтаж/демонтаж и обслуживание нагружателя гидравлического в стендах прочностных испытаний.Modular-block construction of the structure enhances the degree of product unification, the possibility, if necessary, of connecting additional devices in the form of, for example, sensors, control units, attachment points or other hydraulic cylinders. Installation / disassembly and maintenance of the hydraulic loader in strength test stands is greatly simplified.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016150015A RU2643197C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Block-modular hydraulic loader in stands of structural tests |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016150015A RU2643197C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Block-modular hydraulic loader in stands of structural tests |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2643197C1 true RU2643197C1 (en) | 2018-01-31 |
Family
ID=61173536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016150015A RU2643197C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Block-modular hydraulic loader in stands of structural tests |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2643197C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114278647A (en) * | 2021-12-23 | 2022-04-05 | 济南瑞原液压气动设备有限公司 | Loading test device of servo hydraulic cylinder |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU74470A1 (en) * | 1945-07-27 | 1948-11-30 | П.Ф. Зубец | Automatic gearbox for aircraft engine supercharger |
RU2058541C1 (en) * | 1990-09-21 | 1996-04-20 | Владимир Александрович Комаров | Mobile plant for excitation of resonance oscillation in aircraft structures |
RU2303804C2 (en) * | 2005-08-02 | 2007-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Multi-channel loading system |
RU2361042C1 (en) * | 2007-12-24 | 2009-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Ripper - bulldoser |
-
2016
- 2016-12-19 RU RU2016150015A patent/RU2643197C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU74470A1 (en) * | 1945-07-27 | 1948-11-30 | П.Ф. Зубец | Automatic gearbox for aircraft engine supercharger |
RU2058541C1 (en) * | 1990-09-21 | 1996-04-20 | Владимир Александрович Комаров | Mobile plant for excitation of resonance oscillation in aircraft structures |
RU2303804C2 (en) * | 2005-08-02 | 2007-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Multi-channel loading system |
RU2361042C1 (en) * | 2007-12-24 | 2009-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Ripper - bulldoser |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114278647A (en) * | 2021-12-23 | 2022-04-05 | 济南瑞原液压气动设备有限公司 | Loading test device of servo hydraulic cylinder |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2539594B1 (en) | Device and method for controlling a fluid actuator | |
CN108170152B (en) | Active control method for aircraft course restraining point error | |
RU2643197C1 (en) | Block-modular hydraulic loader in stands of structural tests | |
CN106285013A (en) | Steel strand wires group's anchor monoblock type automatic synchronization control method | |
US20130253897A1 (en) | Process control system | |
CN102991726A (en) | Loading system and method for airplane structure test | |
RU172981U1 (en) | BLOCK MODULAR HYDRAULIC LOADER IN STRENGTH TESTS STANDS | |
CN112962850B (en) | Construction method for integrally lifting upper layer and lower layer of spoke type double-layer cable net structure | |
CN208517944U (en) | A kind of Metro station excavation bracing members axle power autocompensation installation | |
CN101957601A (en) | Safety monitoring and integrated control system for large and complex structural construction process | |
WO2005042393A3 (en) | Diagnostic system for cranes | |
KR101152365B1 (en) | Gantry with auto-adjusting prestressing | |
JP2012176645A (en) | Electronic device integrity monitoring apparatus | |
CN103523684B (en) | Hoisting coupling device with cooperation of multiple cranes and detection method | |
DE102016111763A1 (en) | Modular hydraulic braking system and a method for data transmission for a rail vehicle | |
US11454261B2 (en) | System and method including a fluidic actuator and a pressurized fluid provision device | |
EP3567290B1 (en) | Monitoring system for monitoring the operating states of a movable component | |
RU188632U1 (en) | Electro-hydraulic drive of the loading device | |
RU200792U1 (en) | Servo-hydraulic drive | |
RU2303804C2 (en) | Multi-channel loading system | |
RU191471U1 (en) | Aircraft dynamical load testing machine | |
CN110296887B (en) | Space structure multi-plane complex load loading test system and test method | |
CN109406182B (en) | Segment load control system for simulating interaction between tunnel and soil body | |
CN213415981U (en) | Punch press converter hoist device | |
Pacheco et al. | Automation robustness of scaffolding systems strengthened with organic prestressing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MF41 | Cancelling an invention patent (total invalidation of the patent) |
Effective date: 20210726 |