隙配合，所以，加工時要保證小箱體16的內腔壁和加載桿11軸肩的外圓柱表面的粗糙度。加載桿11、彈簧15、小端蓋14、小箱體16組成的結構安裝在大箱體17內，并在小端蓋14與小箱體16的兩側分別安裝I號碟簧組13和2號碟簧組18 ;大端蓋12用螺栓固定在大箱體17的左端面上，延長筒19用螺栓固定在小箱體16右箱壁的右端面上，延長筒19的回轉軸線與小箱體16右箱壁上的中心孔的回轉軸線共線，延長筒19插入2號碟簧組18中并伸出大箱體17右箱壁之外，延長筒19的右端面始終與凸輪22的左側面保持接觸，另外，大箱體17的內圓柱面與小端蓋14和小箱體16組成的箱體總成的外圓柱表面為間隙配合，所以，加工時要保證大箱體17的內腔、小端蓋14和小箱體16外圓表面的粗糙度。為了保持各部分始終接觸，I號碟簧組13、彈簧15、2號碟簧組18在安裝時均處于壓縮狀態(tài)，即給予了適當?shù)念A緊力。加載桿11、大端蓋12、小端蓋14、小箱體16與延長筒19回轉軸線均和大箱體17內孔的回轉軸線共線。
[0107]所述的動態(tài)加載部分包括有電機支座20、電機21與凸輪22。
[0108]電機支座20用螺栓固定在靜態(tài)加載部分右側的地平鐵23上，電機21水平固定在電機支座20的上端，電機21的回轉軸線與靜態(tài)加載部分中的加載桿11的回轉軸線垂直相交，凸輪22安裝在電機21的輸出軸上，凸輪22與電機21輸出軸之間采用鍵連接并實現(xiàn)凸輪22的周向定位，采用螺母擰緊實現(xiàn)凸輪22的軸向定位，垂直于凸輪22回轉軸線的凸輪22橫向對稱面與加載桿11的軸線共面。綜上，能確保凸輪22將載荷加載到通過延長筒19的回轉軸線的某一條直徑上。初始位置時，凸輪22的回轉中心與延長筒19右端面的距離最小，即延長筒19右端面與凸輪22的低點接觸。
[0109]模擬加載部分采用上述結構可解決如下問題:
[0110]1.檢測被試液壓系統(tǒng)輸出壓力不足的故障:
[0111]液壓缸9的活塞桿與拉壓力傳感器10固定連接，當試驗進行時，液壓缸9的活塞桿伸出到位之后，拉壓力傳感器10開始工作，并持續(xù)檢測液壓缸9的輸出力，并且將壓力信號傳入自動控制部分中，如果輸出壓力不足，自動控制部分的報警電路將會報警。在給液壓缸9回程命令之前停止拉壓力傳感器10的工作。另外，模擬加載部分中的承載部分的液壓缸9的力直接由活塞桿傳輸，因此在液壓缸9的活塞桿尾部安裝拉壓力傳感器10，測量準確有效。
[0112]2.被試液壓系統(tǒng)的靜、動態(tài)載荷的加載:
[0113]普通液壓系統(tǒng)的工作壓力一般都是一滿足工況要求的恒定值，所以輸出力不變，且系統(tǒng)中油壓滿足外部實際需求，依據(jù)牛頓第三定律，外部對執(zhí)行元件的力與執(zhí)行元件的輸出力是相等的，所以外部力如何變化對液壓系統(tǒng)內部的油壓影響是不明顯的，所以對液壓系統(tǒng)一般只做靜態(tài)的保壓試驗。但是數(shù)控機床的工況多變，其正常工作時不僅產生靜態(tài)力，同時還會產生動態(tài)力，因此在做數(shù)控機床液壓系統(tǒng)的可靠性試驗時，需要盡量模擬實際工況。為滿足實際工況，本發(fā)明在靜態(tài)加載的基礎上加入了動態(tài)加載部分。本發(fā)明中，通過定制凸輪22的形狀來確定動態(tài)力的幅值變化范圍，通過調整動態(tài)加載部分在彈簧15伸縮方向上的位置來確定動態(tài)力的幅值大小，通過用變頻器控制電機21的轉速來改變動態(tài)力的頻率，如此可模擬出多種幅值和頻率不等的動態(tài)力，進而用于數(shù)控機床液壓系統(tǒng)的加載。缺陷是由于凸輪是回轉機構，是存在周期變化的，所以不能模擬非周期性的載荷，基于上述外部力的變化對液壓系統(tǒng)內部的油壓影響不明顯的機理，模擬動態(tài)載荷時，可只針對動態(tài)載荷的典型參數(shù)進行模擬加載，如:用動態(tài)力的最大值、最小值、最大頻率、最小頻率的組合加載。靜態(tài)加載部分和動態(tài)加載部分是單獨控制的，工作時，其具體加載方式為:被試液壓系統(tǒng)4某一支路開始工作，液壓缸9的活塞桿伸出，推動加載桿11壓縮彈簧15，壓縮到一定程度時，彈簧15的力等于液壓缸9的輸出力，液壓缸9的活塞桿停止伸出，此時，對于實際工況中只承受靜態(tài)載荷的支路，只需在此狀態(tài)下保持一定的時間進行保壓試驗，之后液壓缸9的活塞桿退回；但對于實際工況中承受動態(tài)載荷的支路，則在保壓過程中需要添加動態(tài)載荷，即彈簧15壓縮到位之后，自動控制部分控制電機21上電，凸輪22開始工作，延長筒19會隨著凸輪22的動作，小箱體16會隨著延長筒19的動作而壓縮或者釋放彈簧15，從而改變彈簧15對加載桿11的作用力，加載桿11將此作用力傳遞給液壓缸9的活塞桿，如此持續(xù)一定的時間進行動態(tài)的保壓試驗，之后電機21停止動作，液壓缸9的活塞桿退回。其中，I號碟簧組13、2號碟簧組18起緩沖作用，不會剛性碰撞，也不會使得凸輪22卡死。另外，基于上述結構，本發(fā)明也可用于研宄動態(tài)載荷對被試液壓系統(tǒng)4內部油壓的影響。
[0114]三.自動控制部分
[0115]所述的數(shù)控機床液壓系統(tǒng)可靠性試驗裝置的故障檢測、動態(tài)載荷加載、電磁閥的開啟等控制皆由自動控制部分實現(xiàn)。
[0116]所述的自動控制部分包括控制柜24、顯示器、輸入設備、上位工控機、下位可編程控制器PLC、變頻器與A/D采集卡；其中:顯示器、輸入設備、上位工控機、下位可編程控制器PLC、變頻器與A/D采集卡安裝在控制柜24內。
[0117]參閱圖4，所述的下位可編程控制器PLC的上行方向與上位工控機通訊，下行方向分別和變頻器、I號三位四通電磁換向閥5a、2號三位四通電磁換向閥5b、3號三位四通電磁換向閥5c、4號三位四通電磁換向閥5d、被試液壓系統(tǒng)4、漏油報警電路、力值報警電路進行通訊；具體為:下位可編程控制器PLC有4個輸出端分別和被試液壓系統(tǒng)安裝部分中的I號三位四通電磁換向閥5a、2號三位四通電磁換向閥5b、3號三位四通電磁換向閥5c與4號三位四通電磁換向閥5d上的電磁鐵的接線端電線連接；被試液壓系統(tǒng)4的接線方式依據(jù)被試液壓系統(tǒng)在具體的數(shù)控機床中的接線方式決定；漏油報警電路由一個報警燈組成，報警燈的一極接下位可編程控制器PLC的信號輸出端，報警燈的另一極接下位可編程控制器PLC的公共端；壓力值報警電路也由一個報警燈組成，報警燈的一極接下位可編程控制器PLC的另一個信號輸出端，報警燈的另一極接下位可編程控制器PLC的公共端；采用A/D采集卡采集壓力傳感器1、拉壓力傳感器10的信號，并將其傳入上位工控機，上位工控機中的控制程序、控制指令依靠鍵盤等輸入設備輸入，結果輸出至顯示器上，其中，A/D采集卡選用研華數(shù)據(jù)采集卡PC1-1710。
[0118]其中，上位工控機控制界面是由VC++編制，在控制界面上輸入靜態(tài)載荷、動態(tài)載荷、漏油報警參數(shù)、力值報警參數(shù)和試驗時間等試驗參數(shù)，上位工控機一方面與A/D采集卡進行通訊，將壓力傳感器I和拉壓力傳感器10的信號傳入VC++程序中，上位工控機另一方面與下位可編程控制器通過串口通訊，下位可編程控制器可完成以下任務:
[0119]1.通過控制變頻器改變電機21的轉速；
[0120]2.1號控制三位四通電磁換向閥5a、2號三位四通電磁換向閥5b、3號三位四通電磁換向閥5c、4號三位四通電磁換向閥5d中各個三位四通電磁換向閥的得電和失電，從而控制被試液壓系統(tǒng)4支路的開啟和關閉。編制下位可編程控制器的PLC梯形圖時，要確保支路之間通斷的互鎖，即某一支路開啟之前其他三個支路必須處于關閉狀態(tài)，從而解決了多支路切換的問題；
[0121 ] 3.控制被試液壓系統(tǒng)4各支路的自動運行；
[0122]4.上位工控機在對A/D采集卡采集到的信號做出判斷之后將結果輸給下位可編程控制器PLC，壓力傳感器的信號輸出線接入A/D采集卡的的一個信號輸入端，下位可編程控制器PLC依據(jù)A/D采集卡采集到的壓力傳感器的信號控制漏油報警電路的通斷，拉壓力傳感器的信號輸出線接入A/D采集卡的的另一個信號輸入端，下位可編程控制器PLC依據(jù)A/D采集卡采集到的拉壓力傳感器的信號控制壓力值報警電路的通斷，從而解決了故障檢測的問題。具體的，當被試液壓系統(tǒng)4嚴重漏油時，即A/D采集卡采集到的壓力傳感器I的壓力信號變化速率超過lN/min時，上位工控機便會對下位可編程控制器PLC產生輸入控制信號，進而下位可編程控制器PLC發(fā)出高電平電壓輸出信號，以使漏油報警電路接通，相應的報警燈亮起報警；對壓力值報警電路的控制同理。
[0123]綜上，依靠上位工控機中編制的VC++程序，對本發(fā)明所述的數(shù)控機床液壓系統(tǒng)可靠性試驗裝置的各部分實現(xiàn)自動控制，依次包括對被試液壓系統(tǒng)4自身的自動控制、被試液壓系統(tǒng)4的各支路通向液壓缸9之間啟動與關閉的自動控制、動態(tài)載荷加載的自動控制、漏油和輸出壓力不足故障的自動檢測和預警，上述幾部分的控制用同一 VC++程序編制，協(xié)同工作，從而解決了試驗自動運行的問題。
[0124]采用數(shù)控機床液壓系統(tǒng)可靠性試驗裝置開展被試液壓系統(tǒng)可靠性試驗的方法:
[0125]應用所述的數(shù)控機床液壓系統(tǒng)可靠性試驗裝置對被試液壓系統(tǒng)可靠性試驗，其步驟如下:
[0126]1.可靠性試驗準備
[0127]I)采集被試液壓系統(tǒng)載荷
[0128]可靠性試驗的基本原理就是模擬實際工況，因此要進行液壓系統(tǒng)的可靠性試驗前首先要采集被試液壓系統(tǒng)4的載荷數(shù)據(jù)。由于被試液壓系統(tǒng)所屬的數(shù)控機床的工況復雜多變，被試液壓系統(tǒng)的載荷也不是恒定不變，為此需選擇被試液壓系統(tǒng)的典型工況和典型用戶，采集被試液壓系統(tǒng)的載荷情況。根據(jù)切削原理可知切削過程中一般會產生靜態(tài)載荷和動態(tài)載荷。
[0129](I)靜態(tài)載荷
[0130]采集液壓系統(tǒng)的不同工況的油壓Pl，…，Pi，…Pn，相對應的工作時間包括…， …，tn(或工作流量qp...4，…qn)，即靜態(tài)載荷譜；
[0131](2)動態(tài)載荷
[0132]液壓系統(tǒng)如承受動載荷，需采集工作時被試液壓系統(tǒng)4的Pl’，…，Pi’，…，pn’，相對應的工作時間包括t/，…，t/，.4η’(或工作流量q/，…，q/，..%’)，載荷最小頻率fmin、載荷最大頻率fmax、載荷幅值F1,…Fi,…，F(xiàn)n，即動態(tài)載荷譜。
[0133]2)測試試驗裝置液壓系統(tǒng)的壓力損失
[0134]數(shù)控機床液壓系統(tǒng)可靠性試驗裝置的壓力損失是指分別測試I號三位四通電磁換向閥5a、2號三位四通電磁換向閥5b、3號三位四通電磁換向閥5c、4號三位四通電磁換向閥5d與匯流板6以及連接到液壓缸9的管路組成的系統(tǒng)的壓力損失Λρ?、ΛΡ2、ΛΡ3、Δ ρ40
[0135]使用所述的數(shù)控