本發(fā)明涉及一種液壓設備，特別是涉及一種能夠?qū)σ簤焊讋討B(tài)運行特性進行測試的液壓綜合試驗臺。

背景技術(shù)：

液壓缸是用以實現(xiàn)往復直線運動的執(zhí)行元件，在工程機械等各類機械系統(tǒng)中得到了廣泛應用。因為對液壓缸特性的認知不足，低速工況下液壓缸驅(qū)動速度的非平穩(wěn)性，即爬行現(xiàn)象，一直是困擾工程技術(shù)人員的國際性難題?；瑒訉к壗M件是機床上重要的功能部件，機床的加工精度與導軌的特性密切相關(guān)。而在機床領(lǐng)域，由于對滑動導向系統(tǒng)的特性認識不清而出現(xiàn)的機床定位及跟蹤精度不高的現(xiàn)象也屢見不鮮。

因此，開發(fā)一種能夠?qū)σ簤焊?、滑軌組件進行低速工況測試與控制的綜合試驗臺尤為必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，其便于在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)進行綜合測試。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：一種工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，包括試驗臺本體、液壓系統(tǒng)及電氣測控系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)包括驅(qū)動系統(tǒng)單元及加載系統(tǒng)單元，

所述試驗臺本體包括被測液壓缸、加載液壓缸及對接機構(gòu)，所述被測液壓缸的柱塞與加載液壓缸的活塞由所述對接機構(gòu)連接；

所述驅(qū)動系統(tǒng)單元包括第一液壓泵及三組進液閥組，所述第一進液閥組包括依次相連的第一電磁換向閥、小通徑比例調(diào)速閥以及第一單向閥，第二進液閥組由依次相連的第二電磁換向閥、大通徑比例調(diào)速閥、第一整流板及第二單向閥組成，第三進液閥組包括依次相連的壓力補償器、伺服閥以及第三單向閥，所述第一液壓泵出油口連接所述第二電磁換向閥的p口，所述第一整流板連接所述第二電磁換向閥的a口，所述壓力補償器設置于所述伺服閥的a口、p口之間，所述壓力補償器另一端與所述第一電磁換向閥的b端口連接，所述三組進液閥組的出油口連接被測液壓缸的進油口，

所述加載系統(tǒng)單元向所述加載液壓缸供油，所述電氣測控系統(tǒng)根據(jù)反饋信號控制液壓系統(tǒng)的各閥組。

本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，其中，所述加載系統(tǒng)單元包括依次相連的第二液壓泵、第三電磁換向閥、比例減壓閥及第四單向閥，所述比例減壓閥連接所述第三電磁換向閥的b口，所述第四單向閥與加載液壓缸的進油腔連接，加載液壓缸的回油腔連通油箱。

本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，其中，所述加載液壓缸的回油腔連接并聯(lián)的二位二通電磁換向閥和帶第二整流板的可調(diào)節(jié)流閥，所述可調(diào)節(jié)流閥及二位二通電磁換向閥連接到三位四通電磁換向閥，在所述油箱和第一過濾器的出油口之間設置第一電磁溢流閥。

本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，其中，本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，其中，在所述第四單向閥出油口與油箱之間連接有相互串聯(lián)的可調(diào)節(jié)流閥、截止球閥及比例溢流閥，所述比例溢流閥與可調(diào)節(jié)流閥、截止球閥并聯(lián)，所述第三電磁換向閥的t口和油箱之間連接第二電磁溢流閥。

本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，其中，所述高壓沖擊負載單元包括依次相連的空壓機、空氣過濾器、及氣閥，氣閥連通氣液增壓缸的大腔，所述氣液增壓缸的小腔與第二過濾器連通。

本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，其中，所述電氣測控系統(tǒng)包括用于測量加載液壓缸的加載力的力傳感器，用于測量所述加載液壓缸活塞位移的位移傳感器，三個壓力傳感器，兩個流量傳感器，數(shù)據(jù)采集卡及工控機，三個壓力傳感器分別安裝于所述第一液壓泵出口、被測液壓缸進油口及加載液壓缸進油口，所述兩個流量傳感器分別安裝于被測液壓缸進油口和加載液壓缸進油口，所述各壓力傳感器、各流量傳感器及位移傳感器采集的信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡反饋至工控機，工控機根據(jù)反饋信號發(fā)出控制信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸出至各比例閥、伺服閥及電磁閥。

本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，其中，在所述被測液壓缸和加載液壓缸的進油口處均設置蓄能器。

本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，其中，所述第一、第二液壓泵的出口均設置單向閥。

本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，其中，所述第一液壓泵出油口連接第一過濾器，所述第一過濾器連接于第一液壓泵出口的單向閥與所述第二電磁換向閥的p口之間，所述第二液壓泵的出油口設置第二過濾器，第二過濾器的出油口連接所述第二液壓泵出口的單向閥。

本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺，其中，所述試驗臺本體還包括導軌和在所述導軌上滑動的滑塊，所述滑塊和對接機構(gòu)之間設置力傳感器，所述力傳感器連接到所述數(shù)據(jù)采集卡。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：采用上述方案后，由于本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)包括液壓泵及三組進液閥組，采用三組調(diào)速閥配合實現(xiàn)較寬的調(diào)速范圍，實現(xiàn)的最高速度與最低速度之比可達5000，并且通過電氣測控系統(tǒng)實行速度閉環(huán)控制提高了調(diào)速精度，可以實現(xiàn)速度、壓力等因素變化時液壓缸特性的測試；

另外，由于本發(fā)明的液壓系統(tǒng)采用加載泵單獨供油、比例溢流閥與比例減壓閥配合調(diào)壓以及蓄能器穩(wěn)壓，減緩了油液壓縮性對加載力的不利影響，有效保證了加載力的連續(xù)性和穩(wěn)定性；采用可調(diào)節(jié)流閥克服低壓時比例溢流閥和比例壓力閥調(diào)節(jié)死區(qū)對加載力穩(wěn)定性的不利影響；

還有，本發(fā)明的加載系統(tǒng)不僅可以通過調(diào)整負載端比例溢流閥的電壓實現(xiàn)各類波形沖擊負載的施加，而且系統(tǒng)中包含了一套氣液增壓系統(tǒng)，實現(xiàn)負載壓力的提升，通過氣液增壓缸活塞位移的反饋控制，可方便快捷地調(diào)整沖擊載荷的壓力；

再有，本發(fā)明的測控系統(tǒng)提供了多種工作模式測試與控制并行的集成功能，覆蓋了試驗臺開發(fā)的基本和特殊的測控需求，實現(xiàn)了同時對液壓缸和滑動導軌特性測試以及直線運動控制的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺的液壓系統(tǒng)原理圖；

圖2為本發(fā)明工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺包括試驗臺本體的電氣測控系統(tǒng)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

本發(fā)明一種工程機械液壓缸動態(tài)性能綜合測試平臺包括試驗臺本體、液壓系統(tǒng)及電氣測控系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)包括驅(qū)動系統(tǒng)單元、加載系統(tǒng)單元及高壓沖擊負載單元，如圖1所示，驅(qū)動系統(tǒng)單元包括第一液壓泵2、第一過濾器6及三組進液閥組，第一進液閥組包括依次相連的第一電磁換向閥10、小通徑比例調(diào)速閥11以及第一單向閥，第二進液閥組由依次相連的第二電磁換向閥14、大通徑比例調(diào)速閥12、第一整流板13及第二單向閥17組成；第三進液閥組包括依次相連的壓力補償器15、伺服閥16以及第三單向閥，第一液壓泵2出油口經(jīng)第一過濾器6與三組進液閥組相連，其中第一過濾器6的出油口連接第二電磁換向閥14的p口，第一整流板13連接第二電磁換向閥14的a口，壓力補償器15設置于伺服閥16的a口、p口之間，壓力補償器15另一端與第一電磁換向閥10的b端口連接，三組進液閥組的出油口連接被測液壓缸21的進油口，由于進液閥組由并聯(lián)的比例調(diào)速閥和伺服閥控制進入被測液壓缸的油液流量，從而使被測液壓缸的前進速度可調(diào)范圍較寬；加載系統(tǒng)單元包括依次相連的第二液壓泵42、第二過濾器44、第三電磁換向閥40、比例減壓閥37、第四單向閥，第二過濾器44的出油口連接第三電磁換向閥40的t口，比例減壓閥37連接第三電磁換向閥40的b口，第四單向閥與加載液壓缸29的進油腔連接，可調(diào)節(jié)流閥33、截止球閥34、比例溢流閥35、第二電磁溢流閥41連接在進油路的旁路，在第四單向閥出油口與油箱之間連接有相互串聯(lián)的可調(diào)節(jié)流閥33、截止球閥34及比例溢流閥35，比例溢流閥35與可調(diào)節(jié)流閥33、截止球閥34并聯(lián)，第二電磁溢流閥41連接在第三電磁換向閥40的t口和油箱1之間；高壓沖擊負載單元包括空壓機45、空氣過濾器46、氣閥47及氣液增壓缸48，由空壓機45產(chǎn)生的壓縮空氣依次通過空氣過濾器46、氣閥47進入氣液增壓缸48的大腔，氣液增壓缸48的小腔與第二過濾器44連通，加載液壓缸回油腔連接并聯(lián)的二位二通電磁換向閥36和帶第二整流板38的可調(diào)節(jié)流閥39，可調(diào)節(jié)流閥39及二位二通電磁換向閥36連接到三位四通電磁換向閥40，在油箱1和第一過濾器6的出油口之間設置第一電磁溢流閥5。

具體工作模式如下：系統(tǒng)控制電源啟動后，第一液壓泵2、第二液壓泵42啟動，經(jīng)被測液壓缸21及加載液壓缸29回流的液壓油分別經(jīng)電磁溢流閥5、41回油箱1，其中快速模式工作過程如下：第一電磁溢流閥5中的電磁鐵y1得電，第一液壓泵2出油經(jīng)第一液壓泵2出油口的單向閥、第一過濾器6、第二電磁換向閥14經(jīng)第一整流板13進入大通徑比例調(diào)速閥12，輸出的液壓油再經(jīng)第一整流板13、第二單向閥17進入被測液壓缸21；低速模式工作過程：第一電磁換向閥10的y3b端得電，第一液壓泵2出油經(jīng)第一液壓泵2出油口的單向閥、第一過濾器6、第一電磁換向閥10右位進入小通徑比例調(diào)速閥11，再經(jīng)第一單向閥進入被測液壓缸21；極低速模式工作過程：第一電磁換向閥10的y3a端得電，第一液壓泵2出油經(jīng)第一液壓泵2出油口的單向閥、第一過濾器6、第一電磁換向閥10左位、壓力補償器15進入伺服閥16，伺服閥16輸出的液壓油經(jīng)第三單向閥進入被測液壓缸21。

對于上述三種速度工作模式，加載系統(tǒng)單元的第二液壓泵42出油，第三電磁換向閥40的y6b端得電，油液經(jīng)過第二過濾器44、第三電磁換向閥40、比例減壓閥37、第四單向閥進入加載液壓缸29；加載液壓缸29左腔出油經(jīng)二位二通電磁換向閥36、第三電磁換向閥40右位、第二電磁溢流閥41回油箱。在回程階段，加載系統(tǒng)單元的第二液壓泵42出油仍然經(jīng)過第二過濾器44、第三電磁換向閥40、比例減壓閥37、第四單向閥進入加載液壓缸29；而加載液壓缸29左腔出油經(jīng)第二整流板38、可調(diào)節(jié)流閥39以及第三電磁換向閥40右位回油箱1；與此同時，第二電磁換向閥14的y4a端得電，第二單向閥17反向開啟，油液自被測液壓缸21經(jīng)過第二單向閥17、第一整流板13、小通徑比例流量閥12、第二電磁換向閥14左位，再由散熱器7、第三過濾器4回油箱1。由于回程階段可調(diào)節(jié)流閥39提供背壓，保證了被測液壓缸21回程的平穩(wěn)性。

進行中低壓(25mpa以下)沖擊負載實驗時，關(guān)閉氣閥47，按指定波形調(diào)整比例溢流閥35的輸入電壓，即可實現(xiàn)各類形狀沖擊負載的施加；進行高壓沖擊負載實驗時，打開氣閥47，按指定波形調(diào)整比例溢流閥35的輸入電壓，通過氣液增壓缸48活塞位移的反饋控制，即可實現(xiàn)各類形狀高壓沖擊負載的施加。

為了抑制在封閉空間內(nèi)由于油液壓縮性導致的加載力不連續(xù)，第二液壓泵42持續(xù)不斷地向加載液壓缸29輸出油液，由比例溢流閥35和比例減壓閥37配合調(diào)節(jié)加載液壓缸29進油腔的壓力。由于比例溢流閥35和比例減壓閥37在低壓時存在調(diào)節(jié)死區(qū)等壓力非線性特點，設置可調(diào)節(jié)流閥33和截止閥34實現(xiàn)低壓時壓力穩(wěn)定連續(xù)可調(diào)。在被測液壓缸21和加載液壓缸29的進油口處均設置蓄能器18、30，減少壓力脈動對測試結(jié)果的影響。

第一、第二液壓泵2、42的出口均設置單向閥，其作用在于防止高壓油液倒流，防止液壓泵被損壞。

由于第一、第二整流板13、39的設置，當流體反向時整流板確保油液從流量閥的固定進口端進入閥體。

如圖1所示，電氣測控系統(tǒng)在第一液壓泵2出口、被測液壓缸21進油口和加載液壓缸29進油口分別安裝有一壓力傳感器8、19和31及一壓力表9、20、32，在被測液壓缸21進油口和加載液壓缸29進油口分別安裝一流量傳感器，在加載液壓缸29內(nèi)部安裝高精度磁致位移傳感器28，上述各壓力傳感器、各流量傳感器及位移傳感器采集的壓力、流量與位移信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡反饋至控制系統(tǒng)。

如圖2所示，試驗臺本體由測試油缸、加載液壓缸、對接機構(gòu)、滑塊、導軌等組成，如圖1所示，被測液壓缸21的柱塞與加載液壓缸29的活塞由對接機構(gòu)24可靠連接，對接機構(gòu)24與加載液壓缸21之間安裝輪輻式力傳感器25，位移傳感器28的導向部件與加載液壓缸29的活塞相連；壓力補償器15保持伺服閥16進出油口前后壓差恒定，在無法預知負載變化的情況下仍能保持輸出流量恒定。上述的壓力傳感器8、19、31，流量傳感器，位移傳感器28輸出信號線與數(shù)據(jù)采集卡模擬量輸入接口連接，小通徑比例流量閥11、大通徑比例流量閥12、伺服閥16、比例溢流閥35及比例減壓閥37的驅(qū)動板模擬量輸入接口均與數(shù)據(jù)采集卡模擬量輸出接口連接；限位開關(guān)22、27，行程開關(guān)23、26輸出接口通過中間繼電器與數(shù)據(jù)采集卡數(shù)字量輸入接口連接；各電磁鐵y1、y2、y3a、y3b、y4a、y4b、y5、y6a、y6b輸入接口通過中間繼電器與數(shù)據(jù)采集卡數(shù)字量輸出接口連接。

工控機發(fā)出控制信號，數(shù)據(jù)采集卡輸出模擬信號至比例閥或伺服閥驅(qū)動板(放大器)，輸出數(shù)字量信號至電磁閥組，從而控制閥組驅(qū)動液壓缸運動。被測液壓缸驅(qū)動活塞運動時，對接機構(gòu)通過拉壓力傳感器牽引滑塊沿導軌作直線運動，安裝于對接機構(gòu)與加載缸活塞桿之間的輪輻式力傳感器實時測量加載力的大小，力信號、位移信號、壓力信號及流量信號經(jīng)濾波處理后輸送至數(shù)據(jù)采集卡，然后傳遞至工控機進行后臺處理。為了保證試驗臺運行的安全性，設置行程開關(guān)和限位開關(guān)。當試驗臺完成一次測量，行程開關(guān)觸發(fā)產(chǎn)生的數(shù)字信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸入工控機，電機停止運行，程序停止采集信號。工控機對采集信號進行分析處理，存盤并編輯打印報告。

工控機通過軟件控制面板操控，軟件控制面板的設計既考慮動態(tài)測量的實時性要求，而且能夠方便操作。為此，軟件設置四種工作模式，即快速模式、低速模式、極低速模式、回程模式。面板設置停止和復位按鈕，對快速模式、低速模式和極低速模式三種模式設置二級參數(shù)輸入彈出面板，根據(jù)指令曲線設定跟蹤速度(常值、斜坡、三角波、正弦信號等類型)、加載缸壓力(常值、斜坡、三角波、正弦信號等類型)。各種模式實時顯示活塞位移、速度、加速度、力、壓力、流量等信號曲線。在系統(tǒng)運行過程中，當系統(tǒng)采集的數(shù)字量信號及模擬量信號不在正常范圍內(nèi)時，系統(tǒng)切斷主電源使液壓系統(tǒng)停止運行，在測控面板彈出告警窗口并顯示故障類型，給出故障部位及元器件，便于檢測與維修。

本發(fā)明中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。