本發(fā)明涉及液壓伺服油缸測試領(lǐng)域，尤其是，本發(fā)明涉及一種適用于對板帶軋機液壓壓下或推上伺服油缸的靜態(tài)和動態(tài)性能進行測試的測試方法及其測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及液壓設(shè)備的在線靜態(tài)、動態(tài)測試方法，尤其適用于冶金行業(yè)的板帶軋機厚度自動控制agc(automaticgagecontrol)系統(tǒng)液壓壓下或推上伺服油缸的動、靜態(tài)測試。檢索詞包括液壓缸(hydrauliccylinder)、測試(test)。

在現(xiàn)代軋鋼設(shè)備中，軋機的輥縫的調(diào)節(jié)是利用液壓伺服系統(tǒng)來完成的。液壓伺服閥油缸是軋機壓下液壓伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一，其性能的好壞直接影響液壓伺服系統(tǒng)的正常工作，從而最終影響板帶材的質(zhì)量?，F(xiàn)有的對軋機agc壓下或推上伺服油缸的測試主要包括靜態(tài)測試和動態(tài)測試兩個方面，靜態(tài)測試主要包括伺服油缸的內(nèi)泄漏、外泄漏、帶載動摩擦力、啟動壓力等指標(biāo)，動態(tài)測試主要包括伺服油缸的頻寬的測試等。

在伺服油缸的測試過程中，諸如帶載動摩擦力測試和動態(tài)測試的過程中，往往是將agc伺服油缸放在一個封閉的加載機架內(nèi)，通過加載機架來給agc伺服油缸來加載。通常，在agc伺服油缸測試的過程中，為了保證伺服油缸的伸出桿能夠與加載機架的頂端接觸，通常在伺服油缸與加載加價之間放上一個中間墊塊來保證他們之間的緊密接觸，中間墊塊的高度根據(jù)伺服油缸的規(guī)格不同而變化。然而，在agc伺服油缸的測試過程中，測試系統(tǒng)的阻尼的大小對系統(tǒng)的性能和測試時的準(zhǔn)確性有很大的影響，是一個非常重要的參數(shù)。而在現(xiàn)有的對agc伺服油缸的測試中，測試系統(tǒng)的阻尼基本上是一個不變量、不能夠根據(jù)伺服液壓缸規(guī)格的不同而改變，而不同軋機的伺服油缸在工作時的阻尼是不同的，所以測試時的工況與伺服油缸工作時的工況不同，這就對伺服油缸的測試結(jié)果造成了很大影響。

為此，針對以上對agc伺服油缸的測試方法存在的問題，同時結(jié)合軋機agc伺服油缸工作現(xiàn)場的測試過程，本鄰域需要一種可變測試系統(tǒng)阻尼的agc伺服油缸測試方法。所述測試方法可根據(jù)所測試agc油缸實際工作的軋機系統(tǒng)的阻尼比大小，來設(shè)定測試系統(tǒng)的阻尼比與實際工作軋機系統(tǒng)的阻尼比相等，從而保證測試時的工況與實際油缸在軋機中工作的工況具有一致性，即保證測試系統(tǒng)的阻尼比與軋機系統(tǒng)的阻尼比與相等。這樣就能保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和實用性，給企業(yè)節(jié)省很大的設(shè)備投資，帶來巨大的經(jīng)濟效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有的對agc伺服油缸的測試過程中存在的問題，本發(fā)明同時結(jié)合工作現(xiàn)場的實際測試過程，提出了一種對于不同規(guī)格的agc伺服油缸測試過程，可以根據(jù)需要改變測試系統(tǒng)阻尼的一種agc伺服油缸測試方法，保證測試系統(tǒng)的阻尼比與軋機系統(tǒng)的阻尼比與相等，既能保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和實用性，又能節(jié)省很大的油缸測試設(shè)備投資，可帶來顯著的經(jīng)濟效益。

本發(fā)明提供一種操作簡便、自動化程度高、測試精度高和根據(jù)需要動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)摩擦阻尼來使測試時的阻尼比值與實際工作時的阻尼比相等的測試原理和測試方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的可變阻尼的伺服油缸性能測試方法采用以下技術(shù)方案：

一種可變阻尼的伺服油缸性能測試方法，適用于agc伺服油缸動態(tài)和靜態(tài)特性測試系統(tǒng)可動態(tài)改變測試系統(tǒng)阻尼的測試，采用這樣一種測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)主要包括：agc伺服油缸加載系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、信號采集及處理系統(tǒng)，其特征在于，所述測試方法包括步驟如下：

步驟1)收集agc伺服油缸實際工作軋機系統(tǒng)的阻尼比：ξh(0<ξh<1.0)；

步驟2)設(shè)置連接于油缸和測試機架之間、用于傳遞加載力的中間墊塊，收集加載機架內(nèi)液壓側(cè)撐板與中間墊塊之間的庫倫摩擦阻尼系數(shù)：c0(0<c0<1.0)，收集加載阻尼液壓缸的規(guī)格參數(shù)：d1/d1-l1；(d1，d1，l1分別表示加載阻尼液壓缸的活塞直徑、活塞桿直徑、活塞最大行程，單位：m)

步驟3)通過工控機、信號處理系統(tǒng)根據(jù)工況設(shè)定初始電磁比例減壓閥的壓力值為：p0(p0<測試系統(tǒng)最高工作壓力)；

步驟4)計算加載阻尼液壓缸無桿腔的面積：

計算中間墊塊與側(cè)撐板之間的庫倫摩擦阻尼力(單位：牛頓n)：

ff0＝p0×a0×c0(2)；

(a0表示加載阻尼液壓缸無桿腔的面積，單位：m²)

步驟5)利用測試信號處理系統(tǒng)對伺服閥發(fā)出相應(yīng)的信號，采集系統(tǒng)的伺服油缸活塞位移、壓力信號，根據(jù)采集的實驗數(shù)據(jù)，對測試系統(tǒng)采用系統(tǒng)辨識的方法，辨識此時(電磁比例減壓閥壓力為p0)測試系統(tǒng)的阻尼比：ξ0；

步驟6)進一步的，改變電磁比例減壓閥的壓力為：p1(單位：pa)，計算此時中間墊塊所受的庫倫摩擦阻尼力：ff1(單位：n)，用系統(tǒng)辨識的方法再次辨識出測試系統(tǒng)的實際阻尼比：ξ1；

步驟7)重復(fù)步驟6)，測試出一系列電磁比例減壓閥的壓力：pi，及其對應(yīng)的庫倫摩擦阻尼力ffi、辨識實際測試系統(tǒng)的阻尼比為：ξi；

步驟8)比較測試系統(tǒng)的阻尼比ξi與實際軋機系統(tǒng)的阻尼比ξh，直到ξh與ξi直到ξh與ξi的相對偏差在設(shè)定的范圍內(nèi)為止，即(這里可取)；

步驟9)通過已測得的測試系統(tǒng)阻尼比ξi與庫倫摩擦阻尼力ffi的關(guān)系推算出測試系統(tǒng)阻尼比為ξh時，對應(yīng)的庫倫摩擦阻尼力的大小為：ffh，反推計算出此時電磁比例壓力閥的壓力值：

步驟10)調(diào)整電磁比例減壓閥壓力值為：ph(ph<測試系統(tǒng)最高工作壓力)，即使測試系統(tǒng)的阻尼比與實際工作軋機系統(tǒng)的阻尼比相等，然后再對agc伺服油缸進行靜態(tài)和動態(tài)的性能測試。

根據(jù)本發(fā)明所述一種可變阻尼的伺服油缸性能測試方法，其特征在于，

在步驟1)，因?qū)嶋H工作軋機系統(tǒng)的阻尼比理論計算往往與實際值存在很大的誤差，為獲取實際工作軋機系統(tǒng)的阻尼比，這里采用系統(tǒng)辨識的方法來確定實際軋機系統(tǒng)的阻尼比：ξh。

3.在步驟8)，如果實際軋機系統(tǒng)的阻尼比ξh與測試系統(tǒng)的阻尼比ξi相對偏差在設(shè)定的較小范圍內(nèi)，則停止辨識測試系統(tǒng)阻尼比ξi；如果ξh與ξi相對偏差不在設(shè)定的范圍內(nèi)則繼續(xù)重復(fù)步驟7)，直到ξh與ξi相對偏差在設(shè)定的范圍內(nèi)為止。

根據(jù)本發(fā)明所述一種可變阻尼的伺服油缸性能測試方法，其特征在于，

在步驟10)之后，對不同agc伺服油缸的測試，則可以實現(xiàn)測試系統(tǒng)的阻尼比與實際工作軋機系統(tǒng)的阻尼比相等，這樣使測試系統(tǒng)實現(xiàn)對于不同規(guī)格的agc伺服油缸可變阻尼的效果。

一種可變阻尼的伺服油缸性能測試系統(tǒng)，適用于agc伺服油缸動態(tài)和靜態(tài)特性測試系統(tǒng)可動態(tài)改變測試系統(tǒng)阻尼的測試，所述測試系統(tǒng)包括：agc伺服油缸加載系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、信號采集及處理系統(tǒng)，其特征在于，

所述的加載系統(tǒng)包括：設(shè)置于加載機架11內(nèi)、順序設(shè)置的加載阻尼液壓缸7、中間墊塊10、側(cè)撐板13，及位于中間墊塊10下部的agc伺服油缸12等，

所述液壓伺服系統(tǒng)為agc伺服油缸提供動力源，使伺服油缸伸出桿伸出或者縮回，由加載阻尼液壓缸對中間墊塊進行加載可以改變測試系統(tǒng)所受的摩擦阻力。

根據(jù)本發(fā)明所述一種可變阻尼的伺服油缸性能測試系統(tǒng)，其特征在于，

所述加載機架為閉式的加載機架，為agc伺服油缸提供加載力，使伺服油缸在帶有載荷的工況下進行測試，

所述液壓伺服系統(tǒng)為伺服油缸提供動力源，液壓伺服系統(tǒng)將測試系統(tǒng)的電控信號轉(zhuǎn)變成液壓伺服系統(tǒng)的液壓信號，來控制伺服油缸的動作和系統(tǒng)各個壓力的調(diào)整，

所述液壓伺服系統(tǒng)包括：液壓泵1、溢流閥2、電液伺服閥6、電磁比例溢流減壓閥5、電磁比例減壓閥3、三位四通電磁換向閥4，

所述的電液伺服閥6將信號處理系統(tǒng)發(fā)出的電信號轉(zhuǎn)變成液壓信號來控制伺服油缸的位移和壓力大小，使之形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明所述一種可變阻尼的伺服油缸性能測試系統(tǒng)，其特征在于，

所述的agc伺服油缸有桿腔輸入一個固定壓力的液壓壓力值，伺服油缸有桿腔的壓力大小通過電磁比例減壓溢流閥5進行設(shè)定、調(diào)整，

所述的液壓阻尼加載液壓缸的壓力通過電磁比例減壓閥3進行動態(tài)設(shè)定、調(diào)整，所以阻尼力大小的改變也是通過電磁比例減壓閥來控制，

所述加載阻尼液壓缸的加載與卸載過程通過三位四通電磁換向閥4控制，其控制信號通過信號處理系統(tǒng)給定，

整個液壓伺服系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力值通過溢流閥2進行調(diào)節(jié)，液壓泵1為系統(tǒng)提供系統(tǒng)所需的壓力及流量。

根據(jù)本發(fā)明所述一種可變阻尼的伺服油缸性能測試系統(tǒng)，其特征在于，

所述信號采集及處理系統(tǒng)包括：壓力傳感器8、磁尺9、信號采集及處理系統(tǒng)、工控機等。進一步的，其特征是采集系統(tǒng)的壓力、位移信號，信號處理系統(tǒng)將信號放大、運算，然后給液壓控制閥發(fā)出相關(guān)的指令信號。

所述的加載系統(tǒng)其特征是它主要包括：加載機架加載阻尼液壓缸⑦、中間墊塊⑩、側(cè)撐板agc伺服油缸等，進一步的，其特征在于液壓伺服系統(tǒng)為agc伺服油缸提供動力源，使伺服油缸伸出桿伸出或者縮回，閉式的加載機架為agc伺服油缸提供加載力，使伺服油缸在帶有載荷的工況下進行測試。加載阻尼液壓缸其特征是通過對中間墊塊進行加載從而為測試系統(tǒng)提供測試時的可變阻尼力，最終使測試系統(tǒng)的阻尼比與實際工作軋機的阻尼比相等。

所述的液壓伺服系統(tǒng)其特征是它包括液壓泵①、溢流閥②、電液伺服閥⑥、電磁比例溢流減壓閥⑤、電磁比例減壓閥③、三位四通電磁換向閥④等，進一步的，其特征還在于液壓伺服系統(tǒng)為伺服油缸提供動力源，液壓伺服系統(tǒng)將測試系統(tǒng)的電控信號轉(zhuǎn)變成液壓伺服系統(tǒng)的液壓信號，來控制伺服油缸的動作和系統(tǒng)各個壓力的調(diào)整。所述的電液伺服閥⑥將信號處理系統(tǒng)發(fā)出的電信號轉(zhuǎn)變成液壓信號來控制伺服油缸的位移和壓力大小，使之形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。所述的agc伺服油缸有桿腔輸入一個固定壓力的液壓壓力值，伺服油缸有桿腔的壓力大小通過電磁比例減壓溢流閥⑤進行設(shè)定、調(diào)整。

所述的液壓阻尼加載液壓缸的壓力通過電磁比例減壓閥③進行動態(tài)設(shè)定、調(diào)整，所以阻尼力大小的改變也是通過電磁比例減壓閥來控制。液壓阻尼加載液壓缸的加載與卸載過程通過三位四通電磁換向閥④控制，其控制信號通過信號處理系統(tǒng)給定。整個液壓伺服系統(tǒng)的系 統(tǒng)壓力值通過溢流閥②進行調(diào)節(jié)，液壓泵①為系統(tǒng)提供系統(tǒng)所需的壓力及流量。

所述的信號采集及處理系統(tǒng)其特征是它包括：壓力傳感器⑧、磁尺⑨、信號采集及處理系統(tǒng)、工控機等。進一步的，其特征是采集系統(tǒng)的壓力、位移信號，信號處理系統(tǒng)將信號放大、運算，然后給液壓控制閥發(fā)出相關(guān)的指令信號。

針對在agc伺服油缸動態(tài)、靜態(tài)測試中的問題，本發(fā)明可以根據(jù)測試伺服油缸的不同來改變測試系統(tǒng)的阻尼比大小，從而使agc伺服油缸在測試過程中可根據(jù)測試工況和工作軋機的不同改變阻尼的大小，從而更能放映出agc伺服油缸真實的性能特征，使agc伺服油缸的靜態(tài)和動態(tài)性能的測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。本發(fā)明的成果，可以提高測試結(jié)果的精確度，為企業(yè)節(jié)省更多的測試成本，也為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種可變阻尼的伺服油缸性能測試系統(tǒng)原理圖。

圖2為本發(fā)明的一種可變阻尼的伺服油缸性能測試系統(tǒng)的液壓阻尼加載液壓缸、側(cè)撐板與加載機架的連接形式示意圖。

圖中，1為液壓泵，2為溢流閥，3為電磁比例減壓閥，4為三位四通電磁換向閥，5為電磁比例溢流減壓閥，6為電液伺服閥，7為設(shè)置于加載機架11內(nèi)的液壓阻尼加載液壓缸，8為壓力傳感器，9為磁尺，10為中間墊塊，11為加載機架，12為位于中間墊塊10下部的agc伺服油缸，13為側(cè)撐板。

具體實施方式

實施例

為了進一步說明本發(fā)明技術(shù)的應(yīng)用過程，以某一規(guī)格的agc伺服油缸的測試為例，詳細(xì)介紹agc伺服油缸可變阻尼的測試方法：

a)在變阻尼加載系統(tǒng)中，給出側(cè)撐板與液壓阻尼加載液壓缸與測試機架的一種連接形式如圖2所示(不局限于這種形式)：

b)收集agc伺服油缸工作軋機系統(tǒng)的液壓阻尼比：ξh；

b1)實際工作軋機系統(tǒng)的阻尼比理論計算往往與實際值存在很大的誤差，所以，為了獲取實際工作系統(tǒng)的阻尼比，這里采用系統(tǒng)辨識的方法來確定實際軋機系統(tǒng)的阻尼比：

ξh＝0.52；

c)收集加載機架內(nèi)液壓側(cè)撐板與中間墊塊之間的摩擦阻尼系數(shù)：c0＝0.3，收集液壓阻尼加載液壓缸的規(guī)格參數(shù)活塞直徑d1、活塞桿直徑d1、活塞最大行程l1：

b1)計算加載阻尼液壓缸無桿腔的面積：

d)通過工控機、信號處理系統(tǒng)根據(jù)工況設(shè)定初始比例減壓閥③的壓力值為：p0＝3.0′10⁶pa；

e)計算中間墊塊與側(cè)撐板之間的庫倫摩擦阻尼力：

ff0＝p0×a0×c0＝3×10⁶×0.00785×0.3＝7.065×10³n(5)

f)利用測試信號處理系統(tǒng)對伺服閥發(fā)出信號，采集系統(tǒng)的位移、力信號，根據(jù)采集的實驗數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)辨識的方法，辨識出測試系統(tǒng)此時(壓力p0＝3.0′10⁶pa)的阻尼比：ξ0＝0.3；

g)進一步的，增大比例減壓閥③的壓力為：p1＝4.0′10⁶pa，計算此時中間墊塊所受的庫倫摩擦阻尼力為：ff1＝9.420×10³n，用系統(tǒng)辨識的方法再次辨識出測試系統(tǒng)的實際阻尼比為：ξ1＝0.45；

h)重復(fù)f)步驟，測出一系列比例減壓閥③的壓力：p2＝5.0′10⁶pa，及其對應(yīng)的庫倫摩擦阻尼力ff2＝11.775×10³、辨識實際測試系統(tǒng)的阻尼比：ξi＝0.55；

i)比較測試系統(tǒng)的阻尼比ξi與實際軋機系統(tǒng)的阻尼比ξh＝0.52，實際軋機系統(tǒng)的阻尼比ξh與測試系統(tǒng)的阻尼比ξi＝0.55之差在設(shè)定的5.0％范圍內(nèi)，則停止辨識測試系統(tǒng)阻尼比ξi；

j)通過已測得的測試系統(tǒng)阻尼比ξi與庫倫摩擦阻尼力ffi的關(guān)系推算出測試系統(tǒng)阻尼比為ξh時，對應(yīng)的庫倫摩擦阻尼力的大小為：ffh≈11.3×10³n，反推計算出此時比例壓力閥③的壓力值為：

k)調(diào)整比例減壓閥③壓力值為：ph＝4.8′10⁶pa，即使測試系統(tǒng)的阻尼比與實際工作軋機系統(tǒng)的阻尼比相等。

l)對不同agc伺服油缸的測試，則可以實現(xiàn)測試系統(tǒng)阻尼比與實際工作軋機的阻尼比相等，這樣測試系統(tǒng)實現(xiàn)可變阻尼的效果，是伺服油缸的測試結(jié)果與實際工作工況一致。

根據(jù)現(xiàn)場對agc伺服油缸進行測試，本發(fā)明的技術(shù)方案切實可行，并取得了顯著的效果，可進一步推廣到agc伺服油缸性能的測試中，推廣應(yīng)用前景比較廣闊。