一種雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，包括油箱、油泵、單向閥、高壓濾油器、壓力表、先導(dǎo)電磁溢流閥、比例調(diào)速閥、電磁換向閥、壓力傳感器、驅(qū)動(dòng)油缸、固定支架、拉壓力傳感器、懸浮滑塊連接件、位移傳感器、負(fù)載油缸、比例壓力閥、冷卻器、回油過(guò)濾器和管路。液壓系統(tǒng)通過(guò)比例壓力閥和比例調(diào)速閥分別控制負(fù)載力大小和位移量，該加載方式具有無(wú)級(jí)可調(diào)，可主動(dòng)、被動(dòng)加載，可拉壓雙向加載，能實(shí)現(xiàn)力的階躍響應(yīng)，建壓時(shí)間短等特點(diǎn)。本發(fā)明可廣泛用于為實(shí)驗(yàn)研究提供靈活加載的負(fù)載力、模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)擠壓力過(guò)程，為需要產(chǎn)生負(fù)載力的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供一種靈活可行的解決方案。
【專利說(shuō)明】一種雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，特別涉及一種用于為實(shí)驗(yàn)室提供靈活加載的負(fù)載力、模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)擠壓力過(guò)程的加載方式及其液壓系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在實(shí)驗(yàn)研究中，經(jīng)常需要為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供一定的負(fù)載，該負(fù)載產(chǎn)生的同時(shí)不僅包含一個(gè)力，還會(huì)產(chǎn)生一定的位移；如擠壓機(jī)的擠壓過(guò)程，擠壓的材料不僅會(huì)對(duì)擠壓機(jī)活動(dòng)橫梁有一個(gè)抵抗力，而且還會(huì)受到壓縮變形，該抵抗力隨著壓縮變形的增大有非線性增大的趨勢(shì)，因此在模擬加載的過(guò)程中，要求該負(fù)載力(抵抗力)能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)可調(diào)、響應(yīng)時(shí)間短。而一般的力加載方式如重力加載和彈簧加載，均無(wú)法為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供滿足要求的負(fù)載力和位移。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)可調(diào)、響應(yīng)時(shí)間短的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，包括油箱，驅(qū)動(dòng)油缸和負(fù)載油缸對(duì)中安裝在固定支架上，所述的驅(qū)動(dòng)油缸的活塞桿和所述的負(fù)載油缸的活塞桿分別與拉壓力傳感器兩端面固定連接形成雙頂缸結(jié)構(gòu)，還包括一個(gè)測(cè)定所述的雙頂缸結(jié)構(gòu)的活塞桿的實(shí)時(shí)位移值的位移傳感器；包括一個(gè)電磁換向閥，所述的電磁換向閥為三位四通電磁換向閥，驅(qū)動(dòng)油泵的出口與比例調(diào)速閥的進(jìn)口連接，所述的比例調(diào)速閥的出口與所述的電磁換向閥的一個(gè)進(jìn)口連接，所述的電磁換向閥的二個(gè)出口分別與所述的驅(qū)動(dòng)油缸的有桿腔和無(wú)桿腔連接，所述的驅(qū)動(dòng)油泵的出口還連接有先導(dǎo)電磁溢流閥；所述的負(fù)載油缸的有桿腔和無(wú)桿腔分別與第一負(fù)載油泵和第二負(fù)載油泵連接，所述的負(fù)載油缸的有桿腔連接有第一比例壓力閥，所述的負(fù)載油缸的無(wú)桿腔連接第二比例壓力閥；所述的驅(qū)動(dòng)油泵、第一負(fù)載油泵和第二負(fù)載油泵的進(jìn)口均與所述的油箱連接，所述的電磁換向閥的回油口、所述的先導(dǎo)電磁溢流閥的回油口、所述的第一比例壓力閥的回油口和所述的第二比例壓力閥的回油口均與所述的油箱連接；所述的先導(dǎo)電磁溢流閥的控制端、所述的電磁換向閥的控制端、所述的比例調(diào)速閥的控制端、第一比例壓力閥和第二比例壓力閥的控制信號(hào)與控制系統(tǒng)通信連接。
[0005]所述的驅(qū)動(dòng)油缸的有桿腔油口安裝有第二壓力傳感器，所述的驅(qū)動(dòng)油缸的無(wú)桿腔油口安裝有第一壓力傳感器，所述的第二壓力傳感器和所述的第一壓力傳感器與控制系統(tǒng)通信連接。
[0006]所述的位移傳感器采用磁懸浮滑塊式的位移傳感器；所述的磁懸浮滑塊式的位移傳感器包括磁懸浮滑塊和傳感器基座，所述的磁懸浮滑塊通過(guò)懸浮滑塊連接件與所述的拉壓力傳感器固定連接，使其與所述的拉壓力傳感器作同步直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述的磁懸浮滑塊與所述的傳感器基座保持3-5mm距離。
[0007]所述的負(fù)載油缸的有桿腔油口安裝有第三壓力傳感器，所述的負(fù)載油缸的無(wú)桿腔油口安裝有第四壓力傳感器，所述的第三壓力傳感器和所述的第四壓力傳感器與控制系統(tǒng)通信連接。
[0008]所述的電磁換向閥為“O”型中位機(jī)能的三位四通電磁換向閥。
[0009]所述的先導(dǎo)電磁溢流閥包括先導(dǎo)二位二通電磁閥和溢流閥，所述的先導(dǎo)二位二通電磁閥與控制系統(tǒng)通信連接。
[0010]所述的驅(qū)動(dòng)油泵的出口安裝有第一壓力表，所述的驅(qū)動(dòng)油缸的有桿腔油口安裝有第三壓力表，所述的驅(qū)動(dòng)油缸的無(wú)桿腔油口安裝有第二壓力表，所述的負(fù)載油缸的有桿腔油口安裝有第四壓力表，所述的負(fù)載油缸的無(wú)桿腔油口安裝有第五壓力表。
[0011]所述的驅(qū)動(dòng)油泵的出口安裝有第一單向閥和第一高壓濾油器，所述的第一負(fù)載油泵的出口安裝有第二單向閥和第二高壓濾油器，所述的第二負(fù)載油泵的出口安裝有第三單向閥和第三高壓濾油器。
[0012]所述的電磁換向閥的回油口、所述的先導(dǎo)電磁溢流閥的回油口、所述的第一比例壓力閥的回油口和所述的第二比例壓力閥的回油口通過(guò)冷卻器和回油過(guò)濾器與所述的油箱連接。
[0013]流回油箱的油液均經(jīng)過(guò)冷卻器進(jìn)行冷卻，防止溢流損失導(dǎo)致液壓系統(tǒng)溫升過(guò)大。
[0014]流回油箱的油液均經(jīng)過(guò)回油過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，清潔油液。
[0015]采用上述技術(shù)方案的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)分為驅(qū)動(dòng)部分和負(fù)載部分；驅(qū)動(dòng)部分包括油箱、驅(qū)動(dòng)油泵、第一單向閥、高壓過(guò)濾器、第一壓力表、第二壓力表、第三壓力表、先導(dǎo)電磁溢流閥、比例調(diào)速閥、電磁換向閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、驅(qū)動(dòng)油缸、冷卻器、回油過(guò)濾器；負(fù)載部分包括油箱、第一負(fù)載油泵、第二負(fù)載油泵、第二單向閥、第三單向閥、第二高壓濾油器、第三高壓濾油器、第四壓力表、第五壓力表、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、負(fù)載油缸、第一比例壓力閥、第二比例壓力閥、冷卻器、回油過(guò)濾器。
[0016]負(fù)載油缸的有桿腔和無(wú)桿腔分別采用第一負(fù)載油泵和第二負(fù)載油泵獨(dú)立控制，兩腔的壓力和流量互不干擾，使得兩腔壓力和流量的調(diào)節(jié)更加靈活、可靠。
[0017]位移傳感器采用磁懸浮滑塊式的位移傳感器；磁懸浮滑塊通過(guò)懸浮滑塊連接件與拉壓力傳感器固定連接，使其與拉壓力傳感器作同步直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磁懸浮滑塊與傳感器基座保持3_5mm距離,通過(guò)磁感應(yīng)產(chǎn)生輸出電信號(hào),從而測(cè)定雙頂缸活塞桿的實(shí)時(shí)位移值；通過(guò)位移傳感器測(cè)得的位移值，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)比例調(diào)速閥的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞桿位移的閉環(huán)控制，滿足控制要求。
[0018]雙頂缸結(jié)構(gòu)始終設(shè)定為由驅(qū)動(dòng)油缸推動(dòng)負(fù)載油缸動(dòng)作。
[0019]拉壓力傳感器既可測(cè)兩油缸活塞桿間的拉壓力，又是雙頂缸結(jié)構(gòu)兩活塞桿的連接件。
[0020]液壓系統(tǒng)的負(fù)載力由負(fù)載部分調(diào)節(jié)；負(fù)載油缸的有桿腔的壓力P1由第一比例壓力閥調(diào)定，負(fù)載油缸無(wú)桿腔的壓力P2由第二比例壓力閥調(diào)定；負(fù)載油缸的有桿腔的活塞面積為A1，負(fù)載油缸的無(wú)桿腔的活塞面積為A2,當(dāng)雙頂缸活塞桿作勻速運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，該液壓系統(tǒng)負(fù)載力F按公式F = P2A2-P1A1計(jì)算，通過(guò)設(shè)定第一比例壓力閥和第二比例壓力閥的控制信號(hào)，即可得到系統(tǒng)最大負(fù)載力范圍內(nèi)的任意負(fù)載力值，實(shí)現(xiàn)負(fù)載力的無(wú)級(jí)可調(diào)。
[0021]上述液壓系統(tǒng)中雙頂缸活塞桿的運(yùn)行速度由驅(qū)動(dòng)部分調(diào)節(jié)；雙頂缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度由進(jìn)入驅(qū)動(dòng)油缸的油液流量決定，其流量通過(guò)比例調(diào)速閥調(diào)定。
[0022]驅(qū)動(dòng)油缸的無(wú)桿腔油口安裝有第一壓力傳感器，第一壓力傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)油缸無(wú)桿腔內(nèi)的油壓；驅(qū)動(dòng)油缸的有桿腔油口安裝有第二壓力傳感器，第二壓力傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)油缸有桿腔內(nèi)的油壓；負(fù)載油缸的有桿腔油口安裝有第三壓力傳感器，所述第三壓力傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載油缸的有桿腔內(nèi)的油壓；負(fù)載油缸的無(wú)桿腔油口安裝有第四壓力傳感器，所述第四壓力傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載油缸的無(wú)桿腔內(nèi)的油壓；通過(guò)第三壓力傳感器和第四壓力傳感器測(cè)得的油壓，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)第一比例壓力閥和第二比例壓力閥的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載力的閉環(huán)控制，滿足控制要求。
[0023]第一壓力表、第二壓力表、第三壓力表、第四壓力表和第五壓力表用于壓力檢測(cè)值的實(shí)時(shí)顯示。
[0024]驅(qū)動(dòng)油泵、第一負(fù)載油泵和第二負(fù)載油泵出口的油液分別經(jīng)過(guò)第一高壓濾油器、第二高壓濾油器和第三高壓濾油器進(jìn)行過(guò)濾，清潔油液，防止油液中的雜質(zhì)對(duì)液壓系統(tǒng)中的比例閥等元器件造成損壞。
[0025]驅(qū)動(dòng)油泵、第一負(fù)載油泵和第二負(fù)載油泵是定量泵，或是變量泵。
[0026]先導(dǎo)電磁溢流閥是先導(dǎo)電磁溢流閥，或是比例壓力閥。
[0027]本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0028]本發(fā)明通過(guò)比例壓力閥和比例調(diào)速閥分別控制負(fù)載力大小和位移量，能準(zhǔn)確模擬擠壓材料受力擠壓變形的過(guò)程，且該加載方式具有無(wú)級(jí)可調(diào)，可主動(dòng)、被動(dòng)加載，可拉壓雙向加載，能實(shí)現(xiàn)力的階躍響應(yīng)，建壓時(shí)間短等特點(diǎn)，使得需要為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供負(fù)載力的各種實(shí)驗(yàn)研究能更加方便、準(zhǔn)確、可靠的進(jìn)行。
[0029]綜上所述，本發(fā)明提出的一種由雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，通過(guò)比例壓力閥和比例調(diào)速閥分別控制負(fù)載力大小和位移量，該加載方式具有無(wú)級(jí)可調(diào)，可主動(dòng)、被動(dòng)加載，可拉壓雙向加載，能實(shí)現(xiàn)力的階躍響應(yīng)，建壓時(shí)間短等特點(diǎn)。本發(fā)明可廣泛用于為實(shí)驗(yàn)研究提供靈活加載的負(fù)載力、模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)擠壓力過(guò)程，為需要產(chǎn)生負(fù)載力的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供一種靈活可行的解決方案。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0032]參見(jiàn)圖1，雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，包括油箱1，驅(qū)動(dòng)油缸10和負(fù)載油缸15對(duì)中安裝在固定支架11上，驅(qū)動(dòng)油缸10的活塞桿和負(fù)載油缸15的活塞桿分別與拉壓力傳感器12兩端面固定連接形成雙頂缸結(jié)構(gòu)，還包括一個(gè)測(cè)定雙頂缸結(jié)構(gòu)的活塞桿的實(shí)時(shí)位移值的位移傳感器14 ;包括一個(gè)電磁換向閥8,電磁換向閥8為三位四通電磁換向閥，電磁換向閥8設(shè)有左電磁鐵8-1和右電磁鐵8-2，對(duì)應(yīng)兩電磁鐵不同的通電狀況，電磁換向閥8可以處于左、中、右三個(gè)不同的工作位置。驅(qū)動(dòng)油泵2-1的出口與比例調(diào)速閥7的進(jìn)口連接，比例調(diào)速閥7的出口與電磁換向閥8的一個(gè)進(jìn)口連接，電磁換向閥8的二個(gè)出口分別與驅(qū)動(dòng)油缸10的有桿腔和無(wú)桿腔連接，驅(qū)動(dòng)油泵2-1的出口還連接有先導(dǎo)電磁溢流閥6 ;負(fù)載油缸15的有桿腔和無(wú)桿腔分別與第一負(fù)載油泵2-2和第二負(fù)載油泵2-3連接，負(fù)載油缸15的有桿腔連接有第一比例壓力閥16-1，負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔連接第二比例壓力閥16-2 ;驅(qū)動(dòng)油泵2-1、第一負(fù)載油泵2-2和第二負(fù)載油泵2-3的進(jìn)口均與油箱I連接，電磁換向閥8的回油口、先導(dǎo)電磁溢流閥6的回油口、第一比例壓力閥16-1的回油口和第二比例壓力閥16-2的回油口均與油箱I連接；先導(dǎo)電磁溢流閥6的控制端、電磁換向閥8的控制端、比例調(diào)速閥7的控制端、第一比例壓力閥16-1和第二比例壓力閥16-2的控制信號(hào)與控制系統(tǒng)通信連接。
[0033]優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)油缸10的有桿腔油口安裝有第二壓力傳感器9-2，驅(qū)動(dòng)油缸10的無(wú)桿腔油口安裝有第一壓力傳感器9-1，第二壓力傳感器9-2和第一壓力傳感器9-1與控制系統(tǒng)通信連接；負(fù)載油缸15的有桿腔油口安裝有第三壓力傳感器9-3，負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔油口安裝有第四壓力傳感器9-4，第三壓力傳感器9-3和第四壓力傳感器9-4與控制系統(tǒng)通信連接。
[0034]優(yōu)選地，位移傳感器14采用磁懸浮滑塊式的位移傳感器；磁懸浮滑塊式的位移傳感器包括磁懸浮滑塊14-1和傳感器基座14-2，磁懸浮滑塊14-1通過(guò)懸浮滑塊連接件13與拉壓力傳感器12固定連接，使其與拉壓力傳感器12作同步直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磁懸浮滑塊14-1與傳感器基座14-2保持3-5mm距離。
[0035]優(yōu)選地，電磁換向閥8為“O”型中位機(jī)能的三位四通電磁換向閥。
[0036]具體地，先導(dǎo)電磁溢流閥6包括先導(dǎo)二位二通電磁閥6-1和溢流閥6-2，先導(dǎo)二位二通電磁閥6-1與控制系統(tǒng)通信連接。
[0037]進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)油泵2-1的出口安裝有第一壓力表5-1，驅(qū)動(dòng)油缸10的有桿腔油口安裝有第三壓力表5-3，驅(qū)動(dòng)油缸10的無(wú)桿腔油口安裝有第二壓力表5-2，負(fù)載油缸15的有桿腔油口安裝有第四壓力表5-4，負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔油口安裝有第五壓力表5-5。
[0038]進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)油泵2-1的出口安裝有第一單向閥3-1和第一高壓濾油器4-1，第一負(fù)載油泵2-2的出口安裝有第二單向閥3-2和第二高壓濾油器4-2，第二負(fù)載油泵2-3的出口安裝有第三單向閥3-3和第三高壓濾油器4-3。
[0039]進(jìn)一步地，電磁換向閥8的回油口、先導(dǎo)電磁溢流閥6的回油口、第一比例壓力閥16-1的回油口和第二比例壓力閥16-2的回油口通過(guò)冷卻器17和回油過(guò)濾器18與油箱I連接。
[0040]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
[0041]如圖1所不,液壓系統(tǒng)分為驅(qū)動(dòng)部分(圖1中虛線左側(cè))和負(fù)載部分(圖1中虛線右側(cè))；驅(qū)動(dòng)部分包括油箱1、驅(qū)動(dòng)油泵2-1、第一單向閥3-1、第一高壓濾油器4-1、第一壓力表5-1、第二壓力表5-2、第三壓力表5-3、先導(dǎo)電磁溢流閥6、比例調(diào)速閥7、電磁換向閥
8、第一壓力傳感器9-1、第二壓力傳感器9-2、驅(qū)動(dòng)油缸10、冷卻器17、回油過(guò)濾器18 ;負(fù)載部分包括油箱1、第一負(fù)載油泵2-2、第二負(fù)載油泵2-3、第二單向閥3-2、第三單向閥3-3、第二高壓濾油器4-2、第三高壓濾油器4-3、第四壓力表5-4、第五壓力表5-5、第三壓力傳感器
9-3、第四壓力傳感器9-4、負(fù)載油缸15、第一比例壓力閥16-1、第二比例壓力閥16_2、冷卻器17、回油過(guò)濾器18。
[0042]當(dāng)兩油缸活塞桿向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)油路為:驅(qū)動(dòng)油泵2-1從油箱I吸油，油液有依次經(jīng)過(guò)第一單向閥3-1、第一高壓濾油器4-1、比例調(diào)速閥7、電磁換向閥8左位至驅(qū)動(dòng)油缸10的無(wú)桿腔；驅(qū)動(dòng)部分回油路為:驅(qū)動(dòng)油缸10的有桿腔的油液，依次經(jīng)過(guò)電磁換向閥8左位、冷卻器17、回油濾油器18至油箱I ;驅(qū)動(dòng)油泵2-1出口多余的油液經(jīng)過(guò)先導(dǎo)電磁閥6、冷卻器17、回油過(guò)濾器18溢流至油箱I ;負(fù)載部分進(jìn)油路為:第一負(fù)載油泵2-2從油箱I吸油，油液依次經(jīng)過(guò)第二單向閥3-2、第二高壓濾油器4-2至負(fù)載油泵15的有桿腔進(jìn)行補(bǔ)油；第一負(fù)載油泵2-2出口多余的油液經(jīng)過(guò)第一比例壓力閥16-1、冷卻器17、回油過(guò)濾器18溢流至油箱I ;負(fù)載部分回油路為:負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔的油液，依次經(jīng)過(guò)第二比例壓力閥16-2冷卻器17、回油濾油器18至油箱I。
[0043]當(dāng)兩油缸活塞桿向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)油路為:驅(qū)動(dòng)油泵2-1從油箱I吸油，油液依次經(jīng)過(guò)第一單向閥3-1、第一高壓濾油器4-1、比例調(diào)速閥7、電磁換向閥8右位至驅(qū)動(dòng)油缸10的有桿腔；驅(qū)動(dòng)部分回油路為:驅(qū)動(dòng)油缸10的無(wú)桿腔的油液，依次經(jīng)過(guò)電磁換向閥8右位、冷卻器17、回油濾油器18至油箱I ;驅(qū)動(dòng)油泵2-1出口多余的油液經(jīng)過(guò)先導(dǎo)電磁閥
6、冷卻器17、回油過(guò)濾器18溢流至油箱I ;負(fù)載部分進(jìn)油路為:第二負(fù)載油泵2-3從油箱I吸油，油液依次經(jīng)過(guò)第三單向閥3-3、第三高壓濾油器4-3至負(fù)載油泵15的無(wú)桿腔進(jìn)行補(bǔ)油；第二負(fù)載油泵2-3出口多余的油液經(jīng)過(guò)第二比例壓力閥16-2、冷卻器17、回油過(guò)濾器18溢流至油箱I ;負(fù)載部分回油路為:負(fù)載油缸15的有桿腔的油液，依次經(jīng)過(guò)第一比例壓力閥16-1、冷卻器17、回油濾油器18至油箱I。
[0044]驅(qū)動(dòng)油缸10和負(fù)載油缸15安裝在固定支架11上，調(diào)整保持兩油缸對(duì)中，使兩油缸活塞桿分別與拉壓力傳感器12兩端面內(nèi)螺紋連接固定，形成雙頂缸結(jié)構(gòu)。
[0045]負(fù)載油缸15的有桿腔和無(wú)桿腔分別采用第一負(fù)載油泵2-2和第二負(fù)載油泵2-3獨(dú)立控制，兩腔的壓力和流量互不干擾，使得兩腔壓力和流量的調(diào)節(jié)更加靈活、可靠。
[0046]上述雙頂缸結(jié)構(gòu)始終設(shè)定為由驅(qū)動(dòng)油缸10推動(dòng)負(fù)載油缸15動(dòng)作。
[0047]上述系統(tǒng)包括拉壓力傳感器12，所述拉壓力傳感器12既可測(cè)兩油缸活塞桿間的拉壓力，又是雙頂缸結(jié)構(gòu)兩活塞桿的連接件。
[0048]上述液壓系統(tǒng)的負(fù)載力由負(fù)載部分調(diào)節(jié)；負(fù)載油缸15的有桿腔的壓力P1由第一比例壓力閥16-1調(diào)定，負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔的壓力P2由第二比例壓力閥16-2調(diào)定；負(fù)載油缸15的有桿腔的活塞面積為A1,負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔的活塞面積為A2,當(dāng)雙頂缸活塞桿作勻速運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，該液壓系統(tǒng)負(fù)載力F按公式F = P2A2-P1A1計(jì)算，通過(guò)設(shè)定第一比例壓力閥16-1和第二比例壓力閥16-2的控制信號(hào)，即可得到系統(tǒng)最大負(fù)載力范圍內(nèi)的任意負(fù)載力值，實(shí)現(xiàn)負(fù)載力的無(wú)級(jí)可調(diào)。
[0049]上述液壓系統(tǒng)中雙頂缸活塞缸的運(yùn)行速度由驅(qū)動(dòng)部分調(diào)節(jié)；雙頂缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度由進(jìn)入驅(qū)動(dòng)油缸的油液流量決定，其流量通過(guò)比例調(diào)速閥7調(diào)定。
[0050]上述先導(dǎo)二位二通電磁閥6-1電磁鐵得電，先導(dǎo)電磁溢流閥6的溢流壓力為0，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)油泵2-1即為空載啟動(dòng)；控制第一比例壓力閥16-1的輸入信號(hào)為0，啟動(dòng)第一負(fù)載油泵2-2即為空載啟動(dòng)；控制第二比例壓力閥16-2的輸入信號(hào)為0，啟動(dòng)第二負(fù)載油泵2-3即為空載啟動(dòng)。
[0051]空載啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)油泵2-1，使電磁換向閥8處于中位，先導(dǎo)二位二通電磁閥6-1電磁鐵失電，手動(dòng)調(diào)節(jié)溢流閥6-2的壓力為一固定值，驅(qū)動(dòng)油泵2-1出口油液壓力達(dá)到設(shè)定值后通過(guò)先導(dǎo)電磁溢流閥6溢流至油箱I ;空載啟動(dòng)第二負(fù)載油泵2-3，設(shè)定第二比例壓力閥16-2控制輸入信號(hào)為一固定值，負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔的壓力即為某一固定值；空載啟動(dòng)第一負(fù)載油泵2-2，設(shè)定第一比例壓力閥16-1控制輸入信號(hào)為O，對(duì)負(fù)載油缸15的有桿腔進(jìn)行補(bǔ)油；使電磁換向閥8的左電磁鐵8-1通電，電磁換向閥8處于左位工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)油泵
2-1出口油液進(jìn)入驅(qū)動(dòng)油泵10的無(wú)桿腔，即實(shí)現(xiàn)主動(dòng)壓力的加載。
[0052]空載啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)油泵2-1，使電磁換向閥8處于中位，先導(dǎo)二位二通電磁閥6-1電磁鐵失電，手動(dòng)調(diào)節(jié)溢流閥6-2的壓力為一固定值，驅(qū)動(dòng)油泵2-1出口油液壓力達(dá)到設(shè)定值后通過(guò)先導(dǎo)電磁溢流閥6溢流至油箱I ;空載啟動(dòng)第一負(fù)載油泵2-2，設(shè)定第一比例壓力閥16-1控制輸入信號(hào)為一固定值，負(fù)載油缸15的有桿腔的壓力即為某一固定值；空載啟動(dòng)第二負(fù)載油泵2-3，設(shè)定第二比例壓力閥16-2控制輸入信號(hào)為0，對(duì)負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔進(jìn)行補(bǔ)油；使電磁換向閥8的左電磁鐵8-2通電，電磁換向閥8處于右位工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)油泵
2-1出口油液進(jìn)入驅(qū)動(dòng)油泵10的有桿腔，即實(shí)現(xiàn)主動(dòng)拉力的加載。
[0053]空載啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)油泵2-1，使電磁換向閥8處于中位，先導(dǎo)二位二通電磁閥6-1電磁鐵失電，手動(dòng)調(diào)節(jié)溢流閥6-2的壓力為一固定值，驅(qū)動(dòng)油泵2-1出口油液壓力達(dá)到設(shè)定值后通過(guò)先導(dǎo)電磁溢流閥6溢流至油箱I ;第二負(fù)載油泵2-3不啟動(dòng)，設(shè)定第二比例壓力閥16-2控制輸入信號(hào)為一固定值；空載啟動(dòng)第一負(fù)載油泵2-2，設(shè)定第一比例壓力閥16-1控制輸入信號(hào)為O,對(duì)負(fù)載油缸15的有桿腔進(jìn)行補(bǔ)油；使電磁換向閥8的左電磁鐵8-1通電，電磁換向閥8處于左位工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)油泵2-1出口油液進(jìn)入驅(qū)動(dòng)油泵10的無(wú)桿腔，即實(shí)現(xiàn)被動(dòng)壓力的加載。
[0054]空載啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)油泵2-1，使電磁換向閥8處于中位，先導(dǎo)二位二通電磁閥6-1電磁鐵失電，手動(dòng)調(diào)節(jié)溢流閥6-2的壓力為一固定值，驅(qū)動(dòng)油泵2-1出口油液壓力達(dá)到設(shè)定值后通過(guò)先導(dǎo)電磁溢流閥6溢流至油箱I ;第一負(fù)載油泵2-2不啟動(dòng)，設(shè)定第一比例壓力閥16-1控制輸入信號(hào)為一固定值；空載啟動(dòng)第二負(fù)載油泵2-3,設(shè)定第二比例壓力閥16-2控制輸入信號(hào)為O,對(duì)負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔進(jìn)行補(bǔ)油；使電磁換向閥8的左電磁鐵8-2通電，電磁換向閥8處于右位工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)油泵2-1出口油液進(jìn)入驅(qū)動(dòng)油泵10的有桿腔，即實(shí)現(xiàn)被動(dòng)拉力的加載。
[0055]驅(qū)動(dòng)油缸10的無(wú)桿腔油口安裝有第一壓力傳感器9-1，第一壓力傳感器9-1可以實(shí)時(shí)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)油缸10的無(wú)桿腔內(nèi)的油壓；驅(qū)動(dòng)油缸10的有桿腔油口安裝有第二壓力傳感器9-2，第二壓力傳感器9-2可以實(shí)時(shí)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)油缸10的有桿腔內(nèi)的油壓；負(fù)載油缸15的有桿腔油口安裝有第三壓力傳感器9-3，第三壓力傳感器9-3可以實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載油缸15有桿腔內(nèi)的油壓；負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔油口安裝有第四壓力傳感器9-4，第四壓力傳感器9-4可以實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載油缸15的無(wú)桿腔內(nèi)的油壓；通過(guò)第三壓力傳感器9-3和第四壓力傳感器
9-4測(cè)得的油壓，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)第一比例壓力閥16-1和第二比例壓力閥16-2的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載力的閉環(huán)控制，滿足控制要求。
[0056]上述驅(qū)動(dòng)油泵2-1、第一負(fù)載油泵2-2和第二負(fù)載油泵2-3出口的油液分別經(jīng)過(guò)第一高壓濾油器4-1、第二高壓濾油器4-2和第三高壓濾油器4-3進(jìn)行過(guò)濾，清潔油液，防止油液中的雜質(zhì)對(duì)液壓系統(tǒng)中的比例閥等元器件造成損壞。
[0057]流回油箱的油液均經(jīng)過(guò)冷卻器17進(jìn)行冷卻，防止溢流損失導(dǎo)致液壓系統(tǒng)溫升過(guò)大。
[0058]流回油箱的油液均經(jīng)過(guò)回油過(guò)濾器18進(jìn)行過(guò)濾，清潔油液。
[0059]驅(qū)動(dòng)油泵2-1、第一負(fù)載油泵2-2和第二負(fù)載油泵2-3可以是定量泵，也可以是變量泵。
[0060]通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，本發(fā)明提供的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)可以為實(shí)驗(yàn)研究提供靈活加載的負(fù)載力、模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)擠壓力過(guò)程，該加載方式具有無(wú)級(jí)可調(diào)，可主動(dòng)、被動(dòng)加載，可拉壓雙向加載，能實(shí)現(xiàn)力的階躍響應(yīng)，建壓時(shí)間短等特點(diǎn)。
[0061]以上所述，僅是本發(fā)明的交加實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或者修飾為等同變化的等效實(shí)例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，包括油箱(I)，其特征在于:驅(qū)動(dòng)油缸(10)和負(fù)載油缸(15)對(duì)中安裝在固定支架(11)上，所述的驅(qū)動(dòng)油缸(10)的活塞桿和所述的負(fù)載油缸(15)的活塞桿分別與拉壓力傳感器(12)兩端面固定連接形成雙頂缸結(jié)構(gòu)，還包括一個(gè)測(cè)定所述的雙頂缸結(jié)構(gòu)的活塞桿的實(shí)時(shí)位移值的位移傳感器(14);包括一個(gè)電磁換向閥(8)，所述的電磁換向閥(8)為三位四通電磁換向閥，驅(qū)動(dòng)油泵(2-1)的出口與比例調(diào)速閥(7)的進(jìn)口連接，所述的比例調(diào)速閥(7)的出口與所述的電磁換向閥(8)的一個(gè)進(jìn)口連接，所述的電磁換向閥(8)的二個(gè)出口分別與所述的驅(qū)動(dòng)油缸(10)的有桿腔和無(wú)桿腔連接，所述的驅(qū)動(dòng)油泵(2-1)的出口還連接有先導(dǎo)電磁溢流閥￠);所述的負(fù)載油缸(15)的有桿腔和無(wú)桿腔分別與第一負(fù)載油泵(2-2)和第二負(fù)載油泵(2-3)連接，所述的負(fù)載油缸(15)的有桿腔連接有第一比例壓力閥(16-1)，所述的負(fù)載油缸(15)的無(wú)桿腔連接第二比例壓力閥(16-2);所述的驅(qū)動(dòng)油泵(2-1)、第一負(fù)載油泵(2-2)和第二負(fù)載油泵(2-3)的進(jìn)口均與所述的油箱(I)連接，所述的電磁換向閥(8)的回油口、所述的先導(dǎo)電磁溢流閥(6)的回油口、所述的第一比例壓力閥(16-1)的回油口和所述的第二比例壓力閥(16-2)的回油口均與所述的油箱⑴連接；所述的先導(dǎo)電磁溢流閥(6)的控制端、所述的電磁換向閥(8)的控制端、所述的比例調(diào)速閥(7)的控制端、第一比例壓力閥(16-1)和第二比例壓力閥(16-2)的控制信號(hào)與控制系統(tǒng)通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，其特征在于:所述的負(fù)載油缸(15)的有桿腔油口安裝有第三壓力傳感器(9-3)，所述的負(fù)載油缸(15)的無(wú)桿腔油口安裝有第四壓力傳感器(9-4)，所述的第三壓力傳感器(9-3)和所述的第四壓力傳感器(9-4)與控制系統(tǒng)通信連接；通過(guò)第三壓力傳感器(9-3)和第四壓力傳感器(9-4)測(cè)得的油壓，進(jìn)一步調(diào)節(jié)第一比例壓力閥(16-1)和第二比例壓力閥(16-2)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載力的閉環(huán)控制，滿足控制要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，其特征在于:所述的位移傳感器(14)采用磁懸浮滑塊式的位移傳感器；所述的磁懸浮滑塊式的位移傳感器包括磁懸浮滑塊(14-1)和傳感器基座(14-2)，所述的磁懸浮滑塊(14-1)通過(guò)懸浮滑塊連接件(13)與所述的拉壓力傳感器(12)固定連接，使其與所述的拉壓力傳感器(12)作同步直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述的磁懸浮滑塊(14-1)與所述的傳感器基座(14-2)保持3-5_距離；通過(guò)位移傳感器(14)測(cè)得的位移值，進(jìn)一步調(diào)節(jié)比例調(diào)速閥(7)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞桿位移的閉環(huán)控制，滿足控制要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)油缸(10)的有桿腔油口安裝有第二壓力傳感器(9-2)，所述的驅(qū)動(dòng)油缸(10)的無(wú)桿腔油口安裝有第一壓力傳感器(9-1)，所述的第二壓力傳感器(9-2)和所述的第一壓力傳感器(9-1)與控制系統(tǒng)通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，其特征在于:所述的電磁換向閥⑶為“O”型中位機(jī)能的三位四通電磁換向閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，其特征在于:所述的先導(dǎo)電磁溢流閥(6)包括先導(dǎo)二位二通電磁閥(6-1)和溢流閥￠-2)，所述的先導(dǎo)二位二通電磁閥(6-1)與控制系統(tǒng)通信連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)油泵(2-1)的出口安裝有第一壓力表(5-1)，所述的驅(qū)動(dòng)油缸(10)的有桿腔油口安裝有第三壓力表(5-3)，所述的驅(qū)動(dòng)油缸(10)的無(wú)桿腔油口安裝有第二壓力表(5-2)，所述的負(fù)載油缸(15)的有桿腔油口安裝有第四壓力表(5-4)，所述的負(fù)載油缸(15)的無(wú)桿腔油口安裝有第五壓力表(5-5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)油泵(2-1)的出口安裝有第一單向閥(3-1)和第一高壓濾油器(4-1)，所述的第一負(fù)載油泵(2-2)的出口安裝有第二單向閥(3-2)和第二高壓濾油器(4-2)，所述的第二負(fù)載油泵(2-3)的出口安裝有第三單向閥(3-3)和第三高壓濾油器(4-3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙頂缸結(jié)構(gòu)的加載方式及其液壓系統(tǒng)，其特征在于:所述的電磁換向閥(8)的回油口、所述的先導(dǎo)電磁溢流閥(6)的回油口、所述的第一比例壓力閥(16-1)的回油口和所述的第二比例壓力閥(16-2)的回油口通過(guò)冷卻器(17)和回油過(guò)濾器(18)與所述的油箱(I)連接。
【文檔編號(hào)】F15B11/17GK104179740SQ201410359071
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】譚建平, 周宇峰, 曾樂(lè), 許洪韜 申請(qǐng)人:中南大學(xué)