專利名稱：一種液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種靜壓及振動復合試驗裝置，具體涉及的是一種液壓管及其連接接 頭的靜壓及振動復合試驗裝置。
背景技術：
液壓管及其連接接頭在工作條件下的由于機械振動易引起疲勞，為確定液壓管及 接頭組合體承受疲勞的能力，需要對該組合體做靜壓條件下的振動試驗。現(xiàn)有的振動試驗 裝置是將試驗件放在振動臺上，充上壓力，整個試驗件隨著振動臺振動，現(xiàn)有試驗裝置的缺 點是振動頻率范圍小、振幅小、數(shù)據采集困難且精度不高，振動的波形選擇小，最主要的缺 點是并沒有模擬管連接件的實際工況。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，該裝 置能對液壓管及其連接接頭組合體做靜壓條件下的振動試驗，從而滿足對液壓管及其連接 接頭組合體的模擬實際工況的試驗要求。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗 裝置，其用于對測試件進行復合試驗，其特點是，包含液壓泵站、測試組件、液壓控制分流裝 置、伺服油缸、高頻伺服閥及數(shù)據采集控制系統(tǒng)；上述的測試組件包含固定閥塊及振動閥塊；所述的液壓泵站通過液壓油提供靜壓力，其通過液壓軟管及管接頭與固定閥塊和 液壓控制分流裝置)分別連接；所述的液壓控制分流裝置通過液壓軟管及管接頭與高頻伺服閥連接；所述的高頻伺服閥設置在伺服油缸上；所述的數(shù)據采集控制系統(tǒng)通過電纜線和數(shù)據線分別與液壓控制分流裝置、伺服油 缸和高頻伺服閥連接；所述的測試件由待測試的液壓管及連接接頭組成，該測試件一端與固定閥塊的一 端固定連接，該測試件的另一端與振動閥塊的一端連接；所述的振動閥塊的另一端與伺服油缸的活塞桿連接；伺服油缸帶動振動閥塊上下往復振動，同時也帶動測試件振動，液壓泵站通過固 定閥塊向測試件提供靜壓力。上述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其中，液壓泵站包含振 動泵組件、增壓泵組件和輔助附件；所述的振動泵組件包含振動泵組、比例溢流閥和溢流閥，該振動泵組件通過液壓 控制分流裝置為伺服油缸提供液壓油源，使伺服油缸的活塞進行往復工作，帶動測試件進 行振動；所述的比例溢流閥與振動泵組連接，調節(jié)該比例溢流閥進行泵組的工作壓力的調節(jié)；溢流閥設定了泵組的安全壓力。上述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其中，增壓泵組件通過 固定閥塊向被測試件提供靜壓力，該增壓泵組件包含依次連接的增壓泵組、比例溢流閥、溢 流閥、換向閥和增壓器；所述的比例溢流閥與增壓泵組連接，調節(jié)該比例溢流閥進行泵組的工作壓力的調 節(jié)；溢流閥設定了泵組的安全壓力；所述的增壓器與固定閥塊的另一端連接；所述的換向閥和增壓器對測試件進行增壓加壓。上述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其中，液壓泵站還包含 輔助組件；所述的輔助組件包含過濾器、冷卻器和過濾器，過濾器保證進入伺服油缸的油液 清潔，冷卻器對回油油液進行冷卻，過濾器對回油油液進行精密過濾。上述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其中，測試組件還包含 試驗臺架；所述的試驗臺架與地面固定連接用于支撐測試組件、伺服油缸和高頻伺服閥；所 述的試驗臺架通過固定連接元件與固定閥塊、伺服油缸和高頻伺服閥固定連接。上述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其中，液壓控制分流裝 置包含通過液壓管路連接的比例減壓閥、換向閥、液控單向閥和蓄能器，該液壓控制分流裝 置保證進入伺服油缸及高頻伺服閥的油液的壓力與流量平穩(wěn)，并實現(xiàn)伺服油缸及高頻伺服 閥的高低壓工作狀態(tài)。上述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其中，伺服油缸上還設 置有位移傳感器和力傳感器；所述的位移傳感器和力傳感器通過數(shù)據線與數(shù)據采集控制系統(tǒng)連接形成對伺服 油缸的閉環(huán)控制。上述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其中，數(shù)據采集控制系 統(tǒng)包含人機交互界面，該人機交互界面提供測試件的靜壓及振動復合試驗數(shù)據的選擇和設置。上述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其中，數(shù)據采集控制系 統(tǒng)還包含應急按鈕，該應急按鈕可在出現(xiàn)異常情況時控制伺服油缸和高頻伺服閥停止工作 并切斷壓力。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其優(yōu)點在于本發(fā)明通過液壓泵站提供試驗所需的靜壓 力，通過伺服油缸及高頻伺服閥提供試驗所需的振動，可同時對液壓管及其連接接頭進行 靜壓及撓動振動測試，結構簡單，試驗效果明顯；另外，本發(fā)明還提供人機交互界面，試驗人 員可以在屏幕上進行振動波形、振動頻率、振動幅度、力限制、位移限制、力和位移的控制轉 換、顯示范圍等的選擇和設置，以便對試驗結果有更直觀、更深入的了解與控制，從而確定 液壓管及其連接接頭承受疲勞的能力。
圖1是本發(fā)明的結構框圖；圖2是本發(fā)明的各部件的詳細結構及連接關系的示意圖。
具體實施例方式以下結合圖1和圖2，詳細說明本發(fā)明優(yōu)選的實施例。如圖1所示，圖1是本發(fā)明結構框圖。一種液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復 合試驗裝置，其用于對測試件203進行靜壓及撓動振動復合試驗，包含液壓泵站1、測試組 件2、液壓控制分流裝置3、伺服油缸4、高頻伺服閥5及數(shù)據采集控制系統(tǒng)6。液壓泵站1 包含泵組件、調壓增壓組件和輔助組件，其通過液壓軟管及管接頭與測試組件2和液壓控 制分流裝置3分別連接，液壓控制分流裝置3通過液壓軟管與集成高頻伺服閥的伺服油缸 4連接。數(shù)據采集控制系統(tǒng)6通過電纜線和數(shù)據線分別與伺服油缸的位移傳感器和力傳感 器、高頻伺服閥5和液壓控制分流裝置3上的電磁閥連接。如圖2所示，圖2是本發(fā)明各部件的詳細結構及連接關系的示意圖。液壓泵站1為系統(tǒng)內各液壓元件提供液壓源，其通過液壓軟管與固定閥塊202和 液壓控制分流裝置3分別連接。液壓泵站1包含振動泵組件、增壓泵組件和輔助附件等。振動泵組件通過液壓控制分流裝置3為伺服油缸4提供液壓油源，使伺服油缸4 的活塞進行往復動作，從而帶動測試件203進行振動。振動泵組件包含通過液壓軟管及管接頭與振動泵組106依次連接的比例溢流閥 107和溢流閥108。比例溢流閥107與振動泵組106連接，溢流閥108與液壓控制分流裝置 3連接。振動泵組106采用比例壓力變量控制方式，根據不同的測試組件203，通過調節(jié)比 例溢流閥107進行振動泵組106的工作壓力的調節(jié)，當泵的工作壓力達到預定值后，其將會 自動減少油液排量以節(jié)能。溢流閥108可以保證系統(tǒng)安全，當油液壓力超過108的設定壓 力值時，該溢流閥108將會打開，使部分油液回流至油箱。增壓泵組件包含通過液壓軟管及管接頭依次連接的增壓泵組101、比例溢流閥 102、溢流閥103、換向閥104和增壓器105，比例溢流閥102與增壓泵組101連接，增壓器105 與固定閥塊202的另一端連接。增壓泵組101采用比例壓力變量控制方式，根據不同的測 試組件2，通過調節(jié)比例溢流閥102進行增壓泵組101的工作壓力的調節(jié)，當增壓泵組101 的工作壓力達到預定值后，其將會自動減少油液排量以節(jié)能。溢流閥103可以保證系統(tǒng)安 全，當油液壓力超過溢流閥103設定壓力值時，該溢流閥103將會打開，使部分油液回流至 油箱。通過激活換向閥104和增壓器105可以對測試件203進行增壓加壓。輔助組件包含過濾器109、冷卻器110和過濾器111，過濾器109保證進入伺服油 缸5的油液清潔，冷卻器110對回油油液進行冷卻，過濾器111對回油油液進行精密過濾。測試組件2由試驗臺架201、固定閥塊202和振動閥塊204組成。試驗臺架201通 過膨脹螺釘與地面固定，用于支撐固定閥塊202、測試件203、伺服油缸4及高頻伺服閥5。 試驗臺架201通過螺釘與固定閥塊202連接，伺服油缸4及高頻伺服閥5也通過螺釘與試驗 臺架201連接。測試件203由液壓管和連接接頭組成。根據試驗要求，測試件203的液壓 管和連接接頭可以更換為不同尺寸和規(guī)格產品。測試件203 —端通過法蘭和螺釘與固定閥 塊202連接，在試驗過程中保持固定不動狀態(tài)，測試件203的另一端與振動閥塊204連接， 振動閥塊204的左側面通過螺釘與測試件203連接。振動閥塊204頂面與伺服油缸4的活 塞桿連接。液壓控制分流裝置3的主要功能是保證進入伺服油缸4及高頻伺服閥5的油液的壓力與流量平穩(wěn)，并實現(xiàn)伺服油缸4及高頻伺服閥5的高低壓工作狀態(tài)，其包含通過液壓管 路連接的比例減壓閥303、換向閥306、液控單向閥307和蓄能器308。液壓控制分流裝置3 通過液壓軟管及管接頭與高頻伺服閥5連接，當換向閥306單獨帶電時，伺服油缸4及高頻 伺服閥5處于低壓工作狀態(tài)，低壓工作狀態(tài)是為試驗做準備的，在這種狀態(tài)下進行伺服油 缸4與測試件203的連接，調試伺服油缸4緩慢伸縮到試驗的初始位置。當換向閥306和 比例減壓閥303同時帶電時，伺服油缸4及高頻伺服閥5從低壓緩慢升至高壓，當高壓穩(wěn)定 后，由于之前產生的壓力波動使伺服油缸4的位置發(fā)生變動，此時再對伺服油缸4的進行設 定使其達到初始位置，液控單向閥307和蓄能器308的作用是緩慢地使伺服系統(tǒng)從低壓狀 態(tài)過渡到高壓狀態(tài)，減少壓力變化的沖擊。伺服油缸4 一端用螺釘固定于試驗臺架201上，振動閥塊204的頂面與液壓伺服 油缸4固定連接。伺服油缸4上集成有位移傳感器401和力傳感器402，位移傳感器401、 力傳感器402和液壓控制分流器上的電磁閥通過線纜與數(shù)據采集控制系統(tǒng)6連接，在系統(tǒng) 6上輸入振動的要求(振幅、頻率等)系統(tǒng)6會將要求轉換成命令信號給伺服閥，并通過傳 感器接收油缸的振動參數(shù)，將參數(shù)與輸入要求進行比較，調整輸出命令，讓油缸的振動無限 接近要求，油缸和控制系統(tǒng)之間就形成了一個閉環(huán)控制，整個過程是個動態(tài)的過程。高頻伺服閥5直接安裝在伺服油缸4上，免去了中間管線，使振動的精度更高，高 頻伺服閥5通過數(shù)據線與數(shù)據采集控制系統(tǒng)6連接，能實現(xiàn)0-200HZ的頻率響應。數(shù)據采集控制系統(tǒng)6用于對高頻伺服閥5和伺服油缸4進行測量與控制，通過線 纜分別與伺服油缸4和高頻伺服閥5連接。本發(fā)明提供的數(shù)據采集控制系統(tǒng)6包含人機交 互界面和應急按鈕，試驗人員可以在屏幕上進行振動波形的選擇、振動頻率的設置、振動幅 度的調整、力限制、位移限制、力和位移的控制轉換、顯示范圍等的選擇和設置。應急按鈕可 在出現(xiàn)異常情況時控制伺服油缸4和高頻伺服閥5停止工作并切斷壓力。使用本發(fā)明進行試驗時，具體準備過程如下1、預安裝將測試組件2安裝到試驗臺架201上；2、提供壓力啟動液壓泵站1的增壓泵組101和振動泵組106，分別通過比例溢流 閥102和比例溢流閥107調節(jié)增壓泵組101和振動泵組106的工作壓力；通過數(shù)據采集控 制系統(tǒng)6對液壓控制分流裝置3的換向閥306進行激活，使其單獨帶電，這時的伺服油缸4 及高頻伺服閥5組成的伺服系統(tǒng)處于低壓工作狀態(tài)，通過數(shù)據采集控制系統(tǒng)6上面的旋鈕 調節(jié)伺服油缸4的活塞桿的伸出長度，使其與測試件203連接起來，再調整活塞桿的伸出長 度，將試驗件調整到水平位置，也就是測試的初始位置。3、再次調節(jié)通過數(shù)據采集控制系統(tǒng)6對液壓控制分流裝置3的換向閥306和比 例減壓閥303進行激活，使二者同時帶電，此時伺服油缸4及高頻伺服閥5將從低壓緩慢升 至高壓，當高壓穩(wěn)定后，由于之前產生的壓力波動使伺服油缸4的位置發(fā)生變動，此時再對 伺服油缸4的進行設定使其達到初始位置；4、設置參數(shù)通過數(shù)據采集控制系統(tǒng)6設置試驗所需振動的幅度、頻率、波形和 力及位移的限制值，在試驗中如果伺服油缸4的位移和力超過了該設置值，系統(tǒng)將會報警 并切斷伺服系統(tǒng)壓力，當其他異常情況出現(xiàn)時，按下應急按鈕，伺服系統(tǒng)自動停止并切斷壓 力；5、增壓激活換向閥104，讓增壓器105工作，通過調節(jié)比例溢流閥102將測試件203的測試壓力調至需要的值；6、開始試驗在數(shù)據采集控制系統(tǒng)6上激活試驗，系統(tǒng)開始振動及靜壓復合試驗， 振動過程及受壓情況將記錄在系統(tǒng)內，系統(tǒng)將記錄下測試件203所能承受的最大的振動幅 值和最大的靜壓力。本發(fā)明在對液壓管及其連接接頭進行試驗時，伺服油缸會帶動振動閥塊上下往復 振動，同時也帶動測試件往復運動，液壓油由液壓泵站通過固定閥塊進入測試件為其提供 靜壓力。本發(fā)明通過液壓泵站提供試驗所需的靜壓力，通過伺服油缸及高頻伺服閥提供試 驗所需的振動，可同時對任意的液壓管及其連接接頭進行靜壓及振動測試，結構簡單，試驗 效果明顯；另外，本發(fā)明還提供人機交互界面，試驗人員可以在屏幕上進行振動波形、振動 頻率、振動幅度、力限制、位移限制、力和位移的控制轉換、顯示范圍等的選擇和設置，以便 對試驗結果有更直觀、更深入的了解與控制，從而確定液壓管及其連接接頭承受疲勞的能 力。盡管本發(fā)明的內容已經通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的 描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
一種液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其用于對測試件(203)進行復合試驗，特征在于，包含液壓泵站(1)、測試組件(2)、液壓控制分流裝置(3)、伺服油缸(4)、高頻伺服閥(5)及數(shù)據采集控制系統(tǒng)(6)；所述的測試組件(2)包含固定閥塊(202)及振動閥塊(204)；所述的液壓泵站(1)通過液壓油提供靜壓力，其通過液壓軟管及管接頭與固定閥塊(202)和液壓控制分流裝置(3)分別連接；所述的液壓控制分流裝置(3)通過液壓軟管及管接頭與高頻伺服閥(5)連接；所述的高頻伺服閥(5)設置在伺服油缸(4)上；所述的數(shù)據采集控制系統(tǒng)(6)通過電纜線和數(shù)據線分別與液壓控制分流裝置(3)、伺服油缸(4)和高頻伺服閥(5)連接；所述的測試件(203)由待測試的液壓管及連接接頭組成，該測試件(203)一端與固定閥塊(202)的一端固定連接，該測試件(203)的另一端與振動閥塊(204)的一端連接；所述的振動閥塊(204)的另一端與伺服油缸(4)的活塞桿連接；伺服油缸帶動振動閥塊上下往復振動，同時也帶動測試件振動，液壓泵站通過固定閥塊向測試件提供靜壓力。
2.如權利要求1所述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其特征在 于，所述的液壓泵站(1)包含振動泵組件、增壓泵組件和輔助附件；所述的振動泵組件包含振動泵組(106)、比例溢流閥(107)和溢流閥(108)，該振動泵 組件通過液壓控制分流裝置(3)為伺服油缸(4)提供液壓油源，使伺服油缸(4)的活塞進 行往復工作，帶動測試件(203)進行振動；所述的比例溢流閥(107)與振動泵組(106)連接，調節(jié)該比例溢流閥(107)進行泵組 (106)的工作壓力的調節(jié)；溢流閥(108)設定了泵組的安全壓力。
3.如權利要求2所述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其特征在 于，所述的增壓泵組件通過固定閥塊(202)向被測試件提供靜壓力，該增壓泵組件包含依 次連接的增壓泵組(101)、比例溢流閥(102)、溢流閥(103)、換向閥(104)和增壓器(105)；所述的比例溢流閥(102)與增壓泵組(101)連接，調節(jié)該比例溢流閥(102)進行泵組 (101)的工作壓力的調節(jié)；溢流閥(103)設定了泵組的安全壓力； 所述的增壓器(105)與固定閥塊(202)的另一端連接； 所述的換向閥(104)和增壓器(105)對測試件(203)進行增壓加壓。
4.如權利要求3所述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其特征在 于，所述的液壓泵站(1)還包含輔助組件；所述的輔助組件包含過濾器(109)、冷卻器(110) 和過濾器(111)，過濾器(109)保證進入伺服油缸(5)的油液清潔，冷卻器(110)對回油油 液進行冷卻，過濾器(111)對回油油液進行精密過濾。
5.如權利要求4所述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其特征在 于，所述的測試組件(2)還包含試驗臺架(201)；所述的試驗臺架(201)與地面固定連接用于支撐測試組件(2)、伺服油缸(4)和高頻伺 服閥(5)；所述的試驗臺架(201)通過固定連接元件與固定閥塊(202)、伺服油缸(4)和高 頻伺服閥(5)固定連接。
6.如權利要求5所述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其特征在于，所述的液壓控制分流裝置(3)包含通過液壓管路連接的比例減壓閥(303)、換向閥 (306)、液控單向閥(307)和蓄能器(308)，該液壓控制分流裝置(3)保證進入伺服油缸(4) 及高頻伺服閥(5)的油液的壓力與流量平穩(wěn)，并實現(xiàn)伺服油缸(4)及高頻伺服閥(5)的高 低壓工作狀態(tài)。
7.如權利要求6所述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其特征在 于，所述的伺服油缸(4)上還設置有位移傳感器(401)和力傳感器(402)；所述的位移傳感器(401)和力傳感器(402)通過數(shù)據線與數(shù)據采集控制系統(tǒng)(6)連接 形成對伺服油缸(4)的閉環(huán)控制。
8.如權利要求7所述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其特征在 于，所述的數(shù)據采集控制系統(tǒng)(6)包含人機交互界面，該人機交互界面提供測試件(203)的 靜壓及振動復合試驗數(shù)據的選擇和設置。
9.如權利要求8所述的液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，其特征在 于，所述的數(shù)據采集控制系統(tǒng)(6)還包含應急按鈕，該應急按鈕可在出現(xiàn)異常情況時控制 伺服油缸(4)和高頻伺服閥(5)停止工作并切斷壓力。
全文摘要
一種液壓管及其連接接頭的靜壓及振動復合試驗裝置，包含液壓泵站、測試組件、液壓控制分流裝置、伺服油缸、高頻伺服閥及數(shù)據采集控制系統(tǒng)。測試組件包含固定閥塊、振動閥塊及測試件，測試件由待測試的液壓管及連接接頭組成，該測試件一端與固定閥塊連接，另一端與振動閥塊的一端連接，振動閥塊的另一端與伺服油缸的活塞桿連接。液壓泵站提供液壓源，液壓控制分流裝置與集成有高頻伺服閥的伺服油缸連接。數(shù)據采集控制系統(tǒng)與液壓分流裝置、伺服油缸以及高頻伺服閥連接。伺服油缸帶動振動閥塊上下往復運動，實現(xiàn)整個測試件的撓動，液壓泵站通過固定閥塊向測試件提供靜壓力，即可實現(xiàn)同時對測試件進行靜壓測試和振動測試，結構簡單，試驗效果明顯。
文檔編號F15B19/00GK101865180SQ201010195469
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權日2010年6月8日
發(fā)明者周武, 黃作英 申請人:中舟海洋科技(上海)有限公司