專利名稱：全液壓伺服動(dòng)態(tài)平衡排氣頭控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液壓伺服控制技術(shù)的鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)的排氣頭控制，特別是全液
壓伺服動(dòng)態(tài)平衡排氣頭控制機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)的排氣頭是鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)的一個(gè)重要部件，其主要功用是①根據(jù)被試鋼管外徑規(guī)格，安裝相應(yīng)的試壓模具及試壓專用密封圈，實(shí)現(xiàn)被試鋼管排氣頭端試驗(yàn)用水的密封；②通過控制安裝于排氣頭上的排氣閥的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)被試鋼管內(nèi)空氣及時(shí)排除，保證試壓用水充填充分及試壓過程安全進(jìn)行。 排氣頭必須能夠沿被試鋼管長度方向在鋼管上料出料位置和試壓位置之間前后移動(dòng)，以便被試鋼管上料出料并滿足不同長度鋼管試壓的需要，實(shí)現(xiàn)鋼管試壓過程高效連續(xù)進(jìn)行。 現(xiàn)有鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)排氣頭的移動(dòng)，一般采用液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并由絲杠螺母承受試壓過程試驗(yàn)用水對排氣頭的作用力。試驗(yàn)用水壓力的急劇變化及試壓過程鋼管的形變極易造成絲杠與螺母抱死，一旦出現(xiàn)該種現(xiàn)象，不但被試鋼管內(nèi)的高壓試驗(yàn)水無法安全卸壓，而且脫開抱死的絲杠與螺母十分困難，無法實(shí)現(xiàn)鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)的安全生產(chǎn)及便利維護(hù)。 鑒于該種狀況，最新的鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)排氣頭移動(dòng)有改用油缸驅(qū)動(dòng)的，但新設(shè)備中的油缸僅用于實(shí)現(xiàn)排氣頭在鋼管上料出料位置和密封工作位置之間的移動(dòng)。鋼管試壓過程中，通過切斷油缸的進(jìn)、排油通路，依靠油缸內(nèi)密閉的油液的彈性變形力來平衡試驗(yàn)用水對排氣頭的作用力，而不再對排氣頭的實(shí)際位置變化做任何控制。由于油缸及其進(jìn)、排油通路無法達(dá)到絕對密封，而且油缸內(nèi)可能混有空氣，這就會(huì)造成試壓前期油缸提供的平衡力不足，出現(xiàn)排氣頭較大幅度的退讓現(xiàn)象，加劇了鋼管與試壓專用密封圈間的相對摩擦，降低了密封圈的使用壽命，增加了設(shè)備維護(hù)及生產(chǎn)成本。當(dāng)排氣頭退讓嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)試壓密封圈脫開被試鋼管而造成安全生產(chǎn)事故。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種響應(yīng)速度快、控制精度高、性能安全可靠，設(shè)備故障率低、維護(hù)操作安全簡便的全液壓伺服動(dòng)態(tài)平衡排氣頭控制機(jī)構(gòu)。 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，全液壓伺服動(dòng)態(tài)平衡排氣頭控制機(jī)構(gòu)，至少包括排氣頭位移傳感器、試驗(yàn)用水壓力傳感器、控制機(jī)構(gòu)和油缸機(jī)構(gòu)，其特征是油缸機(jī)構(gòu)采用一個(gè)活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸和油箱，在活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸的活塞腔及活塞桿腔均有平衡油缸壓力傳感器；控制機(jī)構(gòu)包括高壓油泵、伺服閥或高頻響比例閥和PLC或計(jì)算機(jī)；伺服閥或高頻響比例閥的回油口連接油箱， 一個(gè)工作油口連接活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸的柱塞腔和活塞桿腔；高壓油泵吸油口連接油箱、出油口與伺服閥或高頻響比例閥的供油口連接；PLC或計(jì)算機(jī)與高壓油泵、伺服閥或高頻響比例閥的電路控制系統(tǒng)連接。[0008] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過動(dòng)態(tài)平衡排氣頭因被試鋼管內(nèi)水壓變化及鋼管形變所引起的受力狀況和位置的變化，控制被試鋼管排氣頭端高壓水密封與鋼管相對位置處于設(shè)定的范圍之內(nèi)，保證排氣頭端高壓水密封的使用壽命及鋼管水壓試驗(yàn)過程的安全進(jìn)行。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是控制技術(shù)先進(jìn)、系統(tǒng)響應(yīng)速度快、性能安全可靠。最突出的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備故障率低、維護(hù)操作安全簡便。

下面結(jié)合實(shí)施例附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明[0010] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、油箱；2、高壓油泵；3、伺服閥或高頻響比例閥；4、試驗(yàn)用水壓力傳感器；5、排氣頭位移傳感器；6、平衡油缸壓力傳感器；7、活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸；8、排氣頭。
具體實(shí)施方式如圖1所示，全液壓伺服動(dòng)態(tài)平衡排氣頭控制機(jī)構(gòu)，至少包括排氣頭位移傳感器5、試驗(yàn)用水壓力傳感器4、控制機(jī)構(gòu)和油缸機(jī)構(gòu)，油缸機(jī)構(gòu)采用一個(gè)活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7和油箱1 ，在活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7的活塞腔及活塞桿腔有平衡油缸壓力傳感器6，通過排氣頭8位置傳感器信號，控制系統(tǒng)控制排氣頭8實(shí)現(xiàn)空程移動(dòng)，通過平衡油缸壓力傳感器6提供的信號和試驗(yàn)用水壓力傳感器4信號，實(shí)現(xiàn)其動(dòng)態(tài)受力平衡及位置控制。[0013] 排氣頭8采用一個(gè)活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7來實(shí)現(xiàn)其空程移動(dòng)，并通過該活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7實(shí)現(xiàn)其動(dòng)態(tài)受力平衡及位置控制。排氣頭8動(dòng)態(tài)平衡控制的活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7無充液閥，但在其活塞腔及活塞桿腔均設(shè)置有平衡油缸壓力傳感器6。伺服閥或高頻響比例閥3共兩路輸出，分別與活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7的活塞腔及活塞桿腔相連接 排氣頭8空程移動(dòng)時(shí)，伺服閥或高頻響比例閥3對活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7不起控制作用。通過通用控制元件(圖1中未示出)對活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7的控制，實(shí)現(xiàn)排氣頭8的空程前進(jìn)、后退和停止。排氣頭8到達(dá)密封工作位置后，在鋼管整個(gè)試壓過程中，電氣PLC或計(jì)算機(jī)將通過控制單元停止對活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7的控制，此階段排氣頭8的受力平衡及位置控制完全由高壓油泵2、伺服閥或高頻響比例閥3、活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7等實(shí)現(xiàn)。 鋼管試壓過程中，伺服閥或高頻響比例閥3的開口大小及油流方向由電氣PLC或計(jì)算機(jī)通過控制單元進(jìn)行控制，根據(jù)對活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸7的活塞腔及活塞桿腔進(jìn)行供油或排油控制，實(shí)現(xiàn)鋼管水壓試驗(yàn)過程中排氣頭8的前進(jìn)、后退和停止，控制排氣頭8受力狀況的平衡，保證排氣頭8的位置處于設(shè)定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求全液壓伺服動(dòng)態(tài)平衡排氣頭控制機(jī)構(gòu)，至少包括排氣頭位移傳感器(5)、試驗(yàn)用水壓力傳感器(4)、控制機(jī)構(gòu)和油缸機(jī)構(gòu)，其特征是油缸機(jī)構(gòu)采用一個(gè)活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸(7)和油箱(1)，在活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸(7)的活塞腔及活塞桿腔均有平衡油缸壓力傳感器(6)；控制機(jī)構(gòu)包括高壓油泵(2)、伺服閥或高頻響比例閥(3)和PLC或計(jì)算機(jī)；伺服閥或高頻響比例閥(3)的回油口連接油箱(1)，一個(gè)工作油口連接活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸(7)的柱塞腔和活塞桿腔；高壓油泵(2)吸油口連接油箱(1)、出油口與伺服閥或高頻響比例閥(3)的供油口連接；PLC或計(jì)算機(jī)與高壓油泵(2)、伺服閥或高頻響比例閥(3)的電路控制系統(tǒng)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及液壓伺服控制技術(shù)的鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)的排氣頭控制，特別是全液壓伺服動(dòng)態(tài)平衡排氣頭控制機(jī)構(gòu)，至少包括排氣頭位移傳感器、試驗(yàn)用水壓力傳感器、控制機(jī)構(gòu)和油缸機(jī)構(gòu)，其特征是油缸機(jī)構(gòu)采用一個(gè)活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸和油箱，在活塞式空程移動(dòng)及平衡油缸的活塞腔及活塞桿腔均有平衡油缸壓力傳感器；控制機(jī)構(gòu)包括高壓油泵、伺服閥或高頻響比例閥和PLC或計(jì)算機(jī)。它響應(yīng)速度快、控制精度高、性能安全可靠，設(shè)備故障率低、維護(hù)操作安全。
文檔編號F15B21/08GK201507508SQ20092030993
公開日2010年6月16日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者李培力, 楊大祥, 王冬梅 申請人:中國重型機(jī)械研究院有限公司