一種液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)及測試方法，包括：供油系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和測控系統(tǒng)；供油系統(tǒng)包括：啟動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、比例變量泵、三位四通換向閥和液壓缸；加載系統(tǒng)包括：電源模塊、交流電機(jī)、定量馬達(dá)和加載液壓缸；測控系統(tǒng)包括控制柜和測力傳感器；加載液壓缸的活塞桿和液壓缸的活塞桿通過連接頭對頂連接。本發(fā)明通過比例變量泵調(diào)節(jié)雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸的速度，采用定量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)的方式來實(shí)現(xiàn)對液壓缸的加載和壓力控制。測試過程中被試液壓缸的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)加載液壓缸轉(zhuǎn)化為液壓能，進(jìn)而經(jīng)定量馬達(dá)和交流電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)現(xiàn)了無節(jié)流加載和能量回收，降低了系統(tǒng)的能源消耗，減小了油液的溫升。
【專利說明】
一種液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及液壓檢測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)及測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002 ]液壓缸(包括雙作用單級(jí)液壓缸、單作用多級(jí)液壓缸)是將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部件，是液壓控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行部件，在大型液壓伺服系統(tǒng)、建筑機(jī)械、工程機(jī)械、礦山機(jī)械設(shè)備中都得到了廣泛應(yīng)用。液壓缸通常都是工作于負(fù)荷大、工作環(huán)境惡劣的場合，因此液壓缸特性好壞將直接影響液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0003]米用加載缸對被試液壓缸進(jìn)行加載時(shí)，被試液壓缸的活塞桿驅(qū)動(dòng)加載液壓缸運(yùn)動(dòng)，最終能量通過加載液壓缸的加載溢流閥消耗掉，轉(zhuǎn)化為了油液的熱能。尤其是在進(jìn)行耐久性試驗(yàn)時(shí)，被試液壓缸的動(dòng)能被加載溢流閥轉(zhuǎn)換為油液的熱能，致使油溫快速上升，并造成能量的浪費(fèi)。
[0004]因此，需要開發(fā)一種液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，采用能量回收使油液在液壓缸的測試過程中溫度保持不變或變化很小，為液壓缸的性能測試準(zhǔn)確提供了基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)及測試方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，使油液在液壓缸的測試過程中溫度保持不變或變化很小，并減少液壓缸性能試驗(yàn)系統(tǒng)的能耗。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案:本發(fā)明提供了一種雙作用單級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，包括:供油系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和測控系統(tǒng)。
[0007]所述供油系統(tǒng)包括:啟動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、比例變量栗、三位四通換向閥和雙作用單級(jí)液壓缸，所述啟動(dòng)控制單元和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸和所述比例變量栗的輸入軸連接，所述比例變量栗的輸入口和油箱連接，所述比例變量栗的輸出口和所述三位四通換向閥的第一油口連接，所述三位四通換向閥的第二油口和油箱連接，所述三位四通換向閥的第三油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸的有桿腔油口連接，所述三位四通換向閥的第四油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸的無桿腔油口連接。
[0008]所述加載系統(tǒng)包括:電源模塊、交流電機(jī)、定量馬達(dá)和加載液壓缸，所述電源模塊和所述交流電機(jī)電連接，所述交流電機(jī)的輸入軸和所述定量馬達(dá)的輸出軸連接，所述定量馬達(dá)的輸入口和所述加載液壓缸的有桿腔油口及無桿腔油口通過由四個(gè)單向閥組成的整流橋連接，所述定量馬達(dá)的輸出口和油箱連接;所述加載液壓缸的活塞桿和所述雙作用單級(jí)液壓缸的活塞桿通過連接頭對頂連接。
[0009]所述測控系統(tǒng)包括控制柜、測力傳感器和溫度傳感器，所述控制柜和所述測力傳感器、所述溫度傳感器、所述電源模塊及所述啟動(dòng)控制單元電連接，所述測力傳感器設(shè)計(jì)在所述雙作用單級(jí)液壓缸的活塞桿和所述加載液壓缸的活塞桿之間，所述溫度傳感器設(shè)置在所述油箱上。
[0010]優(yōu)選的，所述電源模塊包括:AC/DC整流模塊和DC/AC逆變模塊，所述AC/DC整流模塊通過直流母線和DC/AC逆變模塊連接;所述啟動(dòng)控制單元和所述直流母線電連接，或，所述啟動(dòng)控制單元和供電網(wǎng)電連接。
[0011]優(yōu)選的，所述加載系統(tǒng)還包括:輔助液壓栗和輔助電機(jī)，所述輔助電機(jī)的輸出軸和所述輔助液壓栗的輸入軸連接，所述輔助液壓栗的輸入口和油箱連接，所述輔助液壓栗的輸出口和所述加載液壓缸的有桿腔油口及無桿腔油口通過所述整流橋連接。
[0012]優(yōu)選的，所述供油系統(tǒng)還包括至少一個(gè)單向節(jié)流閥，所述單向節(jié)流閥設(shè)置在所述三位四通換向閥的第三油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸的有桿腔油口之間，和/或，所述單向節(jié)流閥設(shè)置在所述三位四通換向閥的第四油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸的無桿腔油口之間。
[0013]優(yōu)選的，所述測控系統(tǒng)還包括至少一個(gè)壓力傳感器，所述壓力傳感器和所述控制柜電連接，所述壓力傳感器設(shè)置在所述雙作用單級(jí)液壓缸的有桿腔油口、所述雙作用單級(jí)液壓缸的無桿腔油口、所述加載液壓缸的有桿腔油口、所述加載液壓缸的無桿腔油口和/或所述比例變量栗的輸出口處。
[0014]優(yōu)選的，所述測控系統(tǒng)還包括流量計(jì)，所述流量計(jì)設(shè)置在所述三位四通換向閥的第二油口和油箱之間。
[0015]本發(fā)明還提供了一種多級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，包括:供油系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和測控系統(tǒng)。
[00? 6]所述供油系統(tǒng)包括:啟動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、比例變量栗、三位四通換向閥和多級(jí)液壓缸，所述啟動(dòng)控制單元和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸和所述比例變量栗的輸入軸連接，所述比例變量栗的輸入口和油箱連接，所述比例變量栗的輸出口和所述三位四通換向閥的第二油口連接，所述三位四通換向閥的第四油口和所述多級(jí)液壓缸的油口連接。
[0017]所述加載系統(tǒng)包括:電源模塊、交流電機(jī)、定量馬達(dá)和加載液壓缸，所述電源模塊和所述交流電機(jī)電連接，所述交流電機(jī)的輸入軸和所述定量馬達(dá)的輸出軸連接，所述定量馬達(dá)的輸入口和所述三位四通換向閥的第一油口連接，所述定量馬達(dá)的輸出口和油箱連接;所述加載液壓缸的油口和所述三位四通換向閥的第三油口連接，所述加載液壓缸的活塞桿和所述多級(jí)液壓缸的活塞桿通過連接頭對頂連接。
[0018]所述測控系統(tǒng)包括控制柜、測力傳感器和溫度傳感器，所述控制柜和所述測力傳感器、所述溫度傳感器、所述電源模塊及所述啟動(dòng)控制單元電連接，所述測力傳感器設(shè)計(jì)在所述多級(jí)液壓缸的活塞桿和所述加載液壓缸的活塞桿之間，所述溫度傳感器設(shè)置在所述油箱上。
[0019]優(yōu)選的，所述電源模塊包括:AC/DC整流模塊和DC/AC逆變模塊，所述AC/DC整流模塊通過直流母線和DC/AC逆變模塊連接;所述啟動(dòng)控制單元和所述直流母線電連接，或，所述啟動(dòng)控制單元和供電網(wǎng)電連接。
[0020]優(yōu)選的，所述供油系統(tǒng)還包括至少一個(gè)單向節(jié)流閥，所述單向節(jié)流閥設(shè)置在所述三位四通換向閥的第三油口和所述加載液壓缸之間，和/或，所述單向節(jié)流閥設(shè)置在所述三位四通換向閥的第四油口和所述多級(jí)液壓缸的油口之間。
[0021]采用如上述技術(shù)方案中任一所述液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)的液壓缸測試方法，包括如下步驟:
[0022]負(fù)載效率試驗(yàn):
[0023]調(diào)節(jié)比例變量栗的斜盤角度使雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸保持勻速運(yùn)動(dòng)，控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電源模塊調(diào)節(jié)交流電機(jī)的扭矩，使測力傳感器測量到的值不低于設(shè)定值，測力傳感器將測量到的值輸送到測控系統(tǒng)，測控系統(tǒng)記錄測力傳感器的值，并計(jì)算出雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸在不同壓力下的負(fù)載效率，繪制負(fù)載效率特性曲線。
[0024]高溫試驗(yàn):
[0025]加熱油箱中的油液至900C，向雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸內(nèi)輸入90 0C的工作油液，控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電源模塊調(diào)節(jié)交流電機(jī)的扭矩，使測力傳感器測量到的值不低于設(shè)定值，測控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)三位四通換向閥進(jìn)行換向，使雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸全行程往復(fù)運(yùn)行Ih;檢測雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸是否出現(xiàn)損壞。
[0026]耐久性試驗(yàn):
[0027]控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電源模塊調(diào)節(jié)交流電機(jī)的扭矩，使測力傳感器測量到的值不低于設(shè)定值，調(diào)節(jié)比例變量栗的斜盤角度使雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸以設(shè)計(jì)允許的最高速度連續(xù)運(yùn)行，速度誤差不大于± 10%，一次連續(xù)運(yùn)行不低于Sh;雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸的零件不得進(jìn)行調(diào)整，記錄累計(jì)行程。
[0028]根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果:本發(fā)明通過調(diào)節(jié)比例變量栗的斜盤角度實(shí)現(xiàn)對雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸的速度調(diào)節(jié)，通過采用定量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)的方式來實(shí)現(xiàn)對雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸的加載，通過控制交流電機(jī)的扭矩可實(shí)現(xiàn)加載液壓缸加載腔的壓力控制，從而實(shí)現(xiàn)對雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸的加載，加載方式靈活，無節(jié)流元件耗能，降低了系統(tǒng)的節(jié)流損失，防止了油液的溫升，并同時(shí)將油液的液壓能轉(zhuǎn)化為電能，回收到試驗(yàn)系統(tǒng)的供電網(wǎng)上，降低了系統(tǒng)的能源消耗。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)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(shí)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(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本發(fā)明公開的雙作用單級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明公開的另一雙作用單級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明公開的多級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明公開的另一多級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖；
[0034]其中，I為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，2為比例變量栗，3為壓力傳感器，4為溫度傳感器，5為定量馬達(dá)，6為交流電機(jī)，7為DC/AC逆變模塊，8為AC/DC整流模塊，9為三位四通換向閥，1為單向節(jié)流閥，11為控制柜，12為雙作用單級(jí)液壓缸，13為測力傳感器，14為連接頭，15為加載液壓缸，16為啟動(dòng)控制單元，17為流量計(jì)，18為輔助電機(jī)，19為輔助液壓栗，20為多級(jí)液壓缸。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036]本發(fā)明的目的是提供一種液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)及測試方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，使油液在液壓缸的測試過程中溫度保持不變或變化很小，并減少液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)的能耗。
[0037]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0038]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種雙作用單級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，包括:供油系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和測控系統(tǒng)。
[0039]所述供油系統(tǒng)包括:啟動(dòng)控制單元16、驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、比例變量栗2、三位四通換向閥9和雙作用單級(jí)液壓缸12，所述啟動(dòng)控制單元16和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I電連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I的輸出軸和所述比例變量栗2的輸入軸連接，所述比例變量栗2的輸入口和油箱連接，所述比例變量栗2的輸出口和所述三位四通換向閥9的第一油口連接，所述三位四通換向閥9的第二油口和油箱連接，所述三位四通換向閥9的第三油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸12的有桿腔油口連接，所述三位四通換向閥9的第四油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸12的無桿腔油口連接。優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I為交流變頻電機(jī)、交流伺服電機(jī)或直流伺服電機(jī)。
[0040]所述加載系統(tǒng)包括:電源模塊、交流電機(jī)6、定量馬達(dá)5和加載液壓缸15，所述電源模塊和所述交流電機(jī)6電連接，所述交流電機(jī)6的輸入軸和所述定量馬達(dá)5的輸出軸連接，所述定量馬達(dá)5的輸入口和所述加載液壓缸15的有桿腔油口及無桿腔油口通過由四個(gè)單向閥組成的整流橋連接，所述定量馬達(dá)5的輸出口和油箱連接;所述加載液壓缸15的活塞桿和所述雙作用單級(jí)液壓缸12的活塞桿通過連接頭14對頂連接。所述整流橋的單向閥兩個(gè)為一組，每組的兩個(gè)單向閥所允許的流向相反且并聯(lián)設(shè)置，其中一組單向閥和所述加載液壓缸15的有桿腔油口連接，另一組單向閥和所述加載液壓缸15的無桿腔油口連接，兩組單向閥并聯(lián)設(shè)置。
[0041]所述測控系統(tǒng)包括控制柜11、測力傳感器13和溫度傳感器4，所述控制柜11和所述測力傳感器13、所述溫度傳感器4、所述電源模塊及所述啟動(dòng)控制單元16電連接，所述測力傳感器13設(shè)計(jì)在所述雙作用單級(jí)液壓缸12的活塞桿和所述加載液壓缸15的活塞桿之間，所述溫度傳感器4設(shè)置在所述油箱上。
[0042]優(yōu)選的，所述電源模塊包括:AC/DC整流模塊8和DC/AC逆變模塊7，所述AC/DC整流模塊8通過直流母線和DC/AC逆變模塊7連接;所述啟動(dòng)控制單元16和所述直流母線電連接，所述啟動(dòng)控制單元16包括逆變器，用于使驅(qū)動(dòng)電機(jī)I變頻軟啟動(dòng);或，所述動(dòng)控制單元16和供電網(wǎng)電連接，此時(shí)所述啟動(dòng)控制單元16為直接啟動(dòng)控制單元。
[0043]優(yōu)選的，所述加載系統(tǒng)還包括:輔助液壓栗19和輔助電機(jī)18，所述輔助電機(jī)18的輸出軸和所述輔助液壓栗19的輸入軸連接，所述輔助液壓栗19的輸入口和油箱連接，所述輔助液壓栗19的輸出口和所述加載液壓缸15的有桿腔油口及無桿腔油口通過所述整流橋連接，用于對加載液壓缸15進(jìn)行補(bǔ)油，防止加載液壓缸15被吸空。
[0044]優(yōu)選的，所述供油系統(tǒng)還包括至少一個(gè)單向節(jié)流閥10，所述單向節(jié)流閥10設(shè)置在所述三位四通換向閥9的第三油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸12的有桿腔油口之間，和/或，所述單向節(jié)流閥10設(shè)置在所述三位四通換向閥9的第四油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸12的無桿腔油口之間。
[0045]優(yōu)選的，所述測控系統(tǒng)還包括至少一個(gè)壓力傳感器3，所述壓力傳感器3和所述控制柜11電連接，所述壓力傳感器3設(shè)置在所述雙作用單級(jí)液壓缸12的有桿腔油口、所述雙作用單級(jí)液壓缸12的無桿腔油口、所述加載液壓缸15的有桿腔油口、所述加載液壓缸15的無桿腔油口和/或所述比例變量栗2的輸出口處。
[0046]優(yōu)選的，所述測控系統(tǒng)還包括流量計(jì)17，所述流量計(jì)17設(shè)置在所述三位四通換向閥9的第二油口和油箱之間。
[0047]優(yōu)選的，雙作用單級(jí)液壓缸12和/或加載液壓缸15的作用腔口配置壓力表及壓力表開關(guān)，用以顯示雙作用單級(jí)液壓缸12和/或加載液壓缸15的作用腔內(nèi)的壓力。
[0048]優(yōu)選的，所述加載系統(tǒng)還包括至少一個(gè)單向閥，所述單向閥設(shè)置在所述加載液壓缸15至所述定量馬達(dá)5之間的管路上。優(yōu)選的，所述輔助液壓栗19至所述加載液壓缸15之間的管路上設(shè)有單向閥。
[0049]優(yōu)選的，所述比例變量栗2的輸出口和定量馬達(dá)5的輸入口均設(shè)置有安全閥，用作系統(tǒng)的超壓安全保護(hù)。
[0050]本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)I帶動(dòng)比例變量栗2工作，比例變量栗2通過三位四通換向閥9驅(qū)動(dòng)雙作用單級(jí)液壓缸12的活塞桿運(yùn)動(dòng)，改變比例變量栗2的斜盤傾角調(diào)節(jié)比例變量栗2的排量，根據(jù)雙作用單級(jí)液壓缸12活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度=流量/液壓缸活塞截面積，就可以實(shí)現(xiàn)對雙作用單級(jí)液壓缸12的活塞桿的速度控制。三位四通換向閥9可以實(shí)現(xiàn)對雙作用單級(jí)液壓缸12不同腔的供油，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雙作用單級(jí)液壓缸12的活塞桿運(yùn)動(dòng)方向的改變。加載液壓缸15的回油通過定量馬達(dá)5帶動(dòng)交流電機(jī)6發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了將系統(tǒng)的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽c傳統(tǒng)加載方法相比，在額定工況下系統(tǒng)的效率可提高80%以上。
[0051]如圖3和圖4所示，本發(fā)明還提供了一種多級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，包括:供油系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和測控系統(tǒng)。
[0052]所述供油系統(tǒng)包括:啟動(dòng)控制單元16、驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、比例變量栗2、三位四通換向閥9和多級(jí)液壓缸20，所述啟動(dòng)控制單元16和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I電連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I的輸出軸和所述比例變量栗2的輸入軸連接，所述比例變量栗2的輸入口和油箱連接，所述比例變量栗2的輸出口和所述三位四通換向閥9的第二油口連接，所述三位四通換向閥9的第四油口和所述多級(jí)液壓缸20的油口連接。優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I為交流變頻電機(jī)、交流伺服電機(jī)或直流伺服電機(jī)。
[0053]所述加載系統(tǒng)包括:電源模塊、交流電機(jī)6、定量馬達(dá)5和加載液壓缸15，所述電源模塊和所述交流電機(jī)6電連接，所述交流電機(jī)6的輸入軸和所述定量馬達(dá)5的輸出軸連接，所述定量馬達(dá)5的輸入口和所述三位四通換向閥9的第一油口連接，所述定量馬達(dá)5的輸出口和油箱連接;所述加載液壓缸15的油口和所述三位四通換向閥9的第三油口連接，所述加載液壓缸15的活塞桿和所述多級(jí)液壓缸20的活塞桿通過連接頭14對頂連接。
[0054]所述測控系統(tǒng)包括控制柜11、測力傳感器13和溫度傳感器4，所述控制柜11和所述測力傳感器13、所述溫度傳感器4、所述電源模塊及所述啟動(dòng)控制單元16電連接，所述測力傳感器13設(shè)計(jì)在所述多級(jí)液壓缸20的活塞桿和所述加載液壓缸15的活塞桿之間，所述溫度傳感器4設(shè)置在所述油箱上。
[0055]優(yōu)選的，所述電源模塊包括:AC/DC整流模塊8和DC/AC逆變模塊7，所述AC/DC整流模塊8通過直流母線和DC/AC逆變模塊7連接;所述啟動(dòng)控制單元16和所述直流母線電連接，所述啟動(dòng)控制單元16包括逆變器，用于使驅(qū)動(dòng)電機(jī)I變頻軟啟動(dòng);或，所述動(dòng)控制單元16和供電網(wǎng)電連接，此時(shí)所述啟動(dòng)控制單元16為直接啟動(dòng)控制單元。
[0056]優(yōu)選的，所述供油系統(tǒng)還包括至少一個(gè)單向節(jié)流閥10，所述單向節(jié)流閥10設(shè)置在所述三位四通換向閥9的第三油口和所述加載液壓缸15之間，和/或，所述單向節(jié)流閥10設(shè)置在所述三位四通換向閥9的第四油口和所述多級(jí)液壓缸20的油口之間。
[0057]優(yōu)選的，所述加載液壓缸15可根據(jù)需要采用雙作用單級(jí)液壓缸12、單作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸20，用來實(shí)現(xiàn)對被試的雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20更好地加載。
[0058]優(yōu)選的，所述比例變量栗2的輸出口和定量馬達(dá)5的輸入口均設(shè)置有安全閥，用作系統(tǒng)的超壓安全保護(hù)。
[0059]本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)I帶動(dòng)比例變量栗2工作，比例變量栗2通過三位四通換向閥9驅(qū)動(dòng)多級(jí)液壓缸20的活塞桿或者加載液壓缸15運(yùn)動(dòng)，改變比例變量栗2的斜盤傾角調(diào)節(jié)比例變量栗2的排量，根據(jù)液壓缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度=流量/液壓缸活塞截面積，就可以實(shí)現(xiàn)對液壓缸的活塞桿的速度控制。三位四通換向閥9可以實(shí)現(xiàn)對多級(jí)液壓缸20或加載液壓缸15供油，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多級(jí)液壓缸20的活塞桿運(yùn)動(dòng)方向的改變。多級(jí)液壓缸20或加載液壓缸15的回油通過三位四通換向閥9驅(qū)動(dòng)定量馬達(dá)5轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)交流電機(jī)6發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了將系統(tǒng)的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，與傳統(tǒng)加載方法相比，在額定工況下系統(tǒng)的效率可提高80 %以上。
[0060]采用如上述技術(shù)方案中任一所述液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)的液壓缸測試方法，包括如下步驟:
[0061 ]負(fù)載效率試驗(yàn):
[0062]調(diào)節(jié)比例變量栗2的斜盤角度使雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20保持勻速運(yùn)動(dòng)，控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電源模塊調(diào)節(jié)交流電機(jī)6的扭矩，使測力傳感器13測量到的值不低于設(shè)定值，測力傳感器13將測量到的值輸送到測控系統(tǒng)，測控系統(tǒng)記錄測力傳感器13的值，并計(jì)算出雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20在不同壓力下的負(fù)載效率，繪制負(fù)載效率特性曲線。
[0063]高溫試驗(yàn):
[0064]加熱油箱中的油液至90°C，向雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20內(nèi)輸入90°C的工作油液，控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電源模塊調(diào)節(jié)交流電機(jī)6的扭矩，使測力傳感器13測量到的值不低于設(shè)定值，測控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)三位四通換向閥9進(jìn)行換向，使雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20全行程往復(fù)運(yùn)行Ih;檢測雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20是否出現(xiàn)損壞。
[0065]耐久性試驗(yàn):
[0066]控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電源模塊調(diào)節(jié)交流電機(jī)6的扭矩，使測力傳感器13測量到的值不低于設(shè)定值，調(diào)節(jié)比例變量栗2的斜盤角度使雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20以設(shè)計(jì)允許的最高速度連續(xù)運(yùn)行，速度誤差不大于± 10 %，一次連續(xù)運(yùn)行不低于Sh;雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20的零件不得進(jìn)行調(diào)整，記錄累計(jì)行程。
[0067]根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果:本發(fā)明通過調(diào)節(jié)比例變量栗2的斜盤角度實(shí)現(xiàn)對雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20的速度調(diào)節(jié)，通過采用定量馬達(dá)5驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)6的方式來實(shí)現(xiàn)對雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20的加載，通過控制交流電機(jī)6的扭矩可實(shí)現(xiàn)加載液壓缸15加載腔的壓力控制，從而實(shí)現(xiàn)對雙作用單級(jí)液壓缸12或多級(jí)液壓缸20的加載，加載方式靈活，無節(jié)流元件耗能，降低了系統(tǒng)的節(jié)流損失，防止了油液的溫升，并同時(shí)將油液的液壓能轉(zhuǎn)化為電能，回收到試驗(yàn)系統(tǒng)的供電網(wǎng)上，降低了系統(tǒng)的能源消耗。
[0068]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的系統(tǒng)而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。
[0069]本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)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(shí)，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(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙作用單級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:包括:供油系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和測控系統(tǒng)； 所述供油系統(tǒng)包括:啟動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、比例變量栗、三位四通換向閥和雙作用單級(jí)液壓缸，所述啟動(dòng)控制單元和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸和所述比例變量栗的輸入軸連接，所述比例變量栗的輸入口和油箱連接，所述比例變量栗的輸出口和所述三位四通換向閥的第一油口連接，所述三位四通換向閥的第二油口和油箱連接，所述三位四通換向閥的第三油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸的有桿腔油口連接，所述三位四通換向閥的第四油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸的無桿腔油口連接； 所述加載系統(tǒng)包括:電源模塊、交流電機(jī)、定量馬達(dá)和加載液壓缸，所述電源模塊和所述交流電機(jī)電連接，所述交流電機(jī)的輸入軸和所述定量馬達(dá)的輸出軸連接，所述定量馬達(dá)的輸入口和所述加載液壓缸的有桿腔油口及無桿腔油口通過由四個(gè)單向閥組成的整流橋連接，所述定量馬達(dá)的輸出口和油箱連接;所述加載液壓缸的活塞桿和所述雙作用單級(jí)液壓缸的活塞桿通過連接頭對頂連接； 所述測控系統(tǒng)包括控制柜、測力傳感器和溫度傳感器，所述控制柜和所述測力傳感器、所述溫度傳感器、所述電源模塊及所述啟動(dòng)控制單元電連接，所述測力傳感器設(shè)計(jì)在所述雙作用單級(jí)液壓缸的活塞桿和所述加載液壓缸的活塞桿之間，所述溫度傳感器設(shè)置在所述油箱上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙作用單級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊包括:AC/DC整流模塊和DC/AC逆變模塊，所述AC/DC整流模塊通過直流母線和DC/AC逆變模塊連接;所述啟動(dòng)控制單元和所述直流母線電連接，或，所述啟動(dòng)控制單元和供電網(wǎng)電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙作用單級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述加載系統(tǒng)還包括:輔助液壓栗和輔助電機(jī)，所述輔助電機(jī)的輸出軸和所述輔助液壓栗的輸入軸連接，所述輔助液壓栗的輸入口和油箱連接，所述輔助液壓栗的輸出口和所述加載液壓缸的有桿腔油口及無桿腔油口通過所述整流橋連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙作用單級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述供油系統(tǒng)還包括至少一個(gè)單向節(jié)流閥，所述單向節(jié)流閥設(shè)置在所述三位四通換向閥的第三油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸的有桿腔油口之間，和/或，所述單向節(jié)流閥設(shè)置在所述三位四通換向閥的第四油口和所述雙作用單級(jí)液壓缸的無桿腔油口之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙作用單級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述測控系統(tǒng)還包括至少一個(gè)壓力傳感器，所述壓力傳感器和所述控制柜電連接，所述壓力傳感器設(shè)置在所述雙作用單級(jí)液壓缸的有桿腔油口、所述雙作用單級(jí)液壓缸的無桿腔油口、所述加載液壓缸的有桿腔油口、所述加載液壓缸的無桿腔油口和/或所述比例變量栗的輸出口處。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙作用單級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述測控系統(tǒng)還包括流量計(jì)，所述流量計(jì)設(shè)置在所述三位四通換向閥的第二油口和油箱之間。7.一種多級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:包括:供油系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和測控系統(tǒng)； 所述供油系統(tǒng)包括:啟動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、比例變量栗、三位四通換向閥和多級(jí)液壓缸，所述啟動(dòng)控制單元和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸和所述比例變量栗的輸入軸連接，所述比例變量栗的輸入口和油箱連接，所述比例變量栗的輸出口和所述三位四通換向閥的第二油口連接，所述三位四通換向閥的第四油口和所述多級(jí)液壓缸的油口連接； 所述加載系統(tǒng)包括:電源模塊、交流電機(jī)、定量馬達(dá)和加載液壓缸，所述電源模塊和所述交流電機(jī)電連接，所述交流電機(jī)的輸入軸和所述定量馬達(dá)的輸出軸連接，所述定量馬達(dá)的輸入口和所述三位四通換向閥的第一油口連接，所述定量馬達(dá)的輸出口和油箱連接;所述加載液壓缸的油口和所述三位四通換向閥的第三油口連接，所述加載液壓缸的活塞桿和所述多級(jí)液壓缸的活塞桿通過連接頭對頂連接； 所述測控系統(tǒng)包括控制柜、測力傳感器和溫度傳感器，所述控制柜和所述測力傳感器、所述溫度傳感器、所述電源模塊及所述啟動(dòng)控制單元電連接，所述測力傳感器設(shè)計(jì)在所述多級(jí)液壓缸的活塞桿和所述加載液壓缸的活塞桿之間，所述溫度傳感器設(shè)置在所述油箱上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊包括:AC/DC整流模塊和DC/AC逆變模塊，所述AC/DC整流模塊通過直流母線和DC/AC逆變模塊連接;所述啟動(dòng)控制單元和所述直流母線電連接或，所述啟動(dòng)控制單元和供電網(wǎng)電連接。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多級(jí)液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述供油系統(tǒng)還包括至少一個(gè)單向節(jié)流閥，所述單向節(jié)流閥設(shè)置在所述三位四通換向閥的第三油口和所述加載液壓缸之間，和/或，所述單向節(jié)流閥設(shè)置在所述三位四通換向閥的第四油口和所述多級(jí)液壓缸的油口之間。10.采用如權(quán)利要求1至9中任一所述液壓缸試驗(yàn)系統(tǒng)的液壓缸測試方法，其特征在于:包括如下步驟: 負(fù)載效率試驗(yàn): 調(diào)節(jié)比例變量栗的斜盤角度使雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸保持勻速運(yùn)動(dòng)，控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電源模塊調(diào)節(jié)交流電機(jī)的扭矩，使測力傳感器測量到的值不低于設(shè)定值，測力傳感器將測量到的值輸送到測控系統(tǒng)，測控系統(tǒng)記錄測力傳感器的值，并計(jì)算出雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸在不同壓力下的負(fù)載效率，繪制負(fù)載效率特性曲線； 高溫試驗(yàn): 加熱油箱中的油液至90 °C，向雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸內(nèi)輸入90 0C的工作油液，控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電源模塊調(diào)節(jié)交流電機(jī)的扭矩，使測力傳感器測量到的值不低于設(shè)定值，測控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)三位四通換向閥進(jìn)行換向，使雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸全行程往復(fù)運(yùn)行Ih;檢測雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸是否出現(xiàn)損壞； 耐久性試驗(yàn): 控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電源模塊調(diào)節(jié)交流電機(jī)的扭矩，使測力傳感器測量到的值不低于設(shè)定值，調(diào)節(jié)比例變量栗的斜盤角度使雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸以設(shè)計(jì)允許的最高速度連續(xù)運(yùn)行，速度誤差不大于± 10 %，一次連續(xù)運(yùn)行不低于Sh;雙作用單級(jí)液壓缸或多級(jí)液壓缸的零件不得進(jìn)行調(diào)整，記錄累計(jì)行程。
【文檔編號(hào)】F15B19/00GK105952713SQ201610524818
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】鄭戍華, 王向周, 彭熙偉
【申請人】北京理工大學(xué)