一種雙頂缸結構的加載方式及其液壓系統技術方案

本發明專利技術公開了一種雙頂缸結構的加載方式及其液壓系統，包括油箱、油泵、單向閥、高壓濾油器、壓力表、先導電磁溢流閥、比例調速閥、電磁換向閥、壓力傳感器、驅動油缸、固定支架、拉壓力傳感器、懸浮滑塊連接件、位移傳感器、負載油缸、比例壓力閥、冷卻器、回油過濾器和管路。液壓系統通過比例壓力閥和比例調速閥分別控制負載力大小和位移量，該加載方式具有無級可調，可主動、被動加載，可拉壓雙向加載，能實現力的階躍響應，建壓時間短等特點。本發明專利技術可廣泛用于為實驗研究提供靈活加載的負載力、模擬工業現場擠壓力過程，為需要產生負載力的實驗系統提供一種靈活可行的解決方案。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種雙頂缸結構的加載方式及其液壓系統，包括油箱、油泵、單向閥、高壓濾油器、壓力表、先導電磁溢流閥、比例調速閥、電磁換向閥、壓力傳感器、驅動油缸、固定支架、拉壓力傳感器、懸浮滑塊連接件、位移傳感器、負載油缸、比例壓力閥、冷卻器、回油過濾器和管路。液壓系統通過比例壓力閥和比例調速閥分別控制負載力大小和位移量，該加載方式具有無級可調，可主動、被動加載，可拉壓雙向加載，能實現力的階躍響應，建壓時間短等特點。本專利技術可廣泛用于為實驗研究提供靈活加載的負載力、模擬工業現場擠壓力過程，為需要產生負載力的實驗系統提供一種靈活可行的解決方案。【專利說明】一種雙頂缸結構的加載方式及其液壓系統
本專利技術涉及一種雙頂缸結構的加載方式及其液壓系統，特別涉及一種用于為實驗室提供靈活加載的負載力、模擬工業現場擠壓力過程的加載方式及其液壓系統。
技術介紹
在實驗研究中，經常需要為執行機構提供一定的負載，該負載產生的同時不僅包含一個力，還會產生一定的位移；如擠壓機的擠壓過程，擠壓的材料不僅會對擠壓機活動橫梁有一個抵抗力，而且還會受到壓縮變形，該抵抗力隨著壓縮變形的增大有非線性增大的趨勢，因此在模擬加載的過程中，要求該負載力(抵抗力)能實現無級可調、響應時間短。而一般的力加載方式如重力加載和彈簧加載，均無法為執行機構提供滿足要求的負載力和位移。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種能實現無級可調、響應時間短的雙頂缸結構的加載方式及其液壓系統。 為了解決上述技術問題，本專利技術提供的雙頂缸結構的加載方式及其液壓系統，包括油箱，驅動油缸和負載油缸對中安裝在固定支架上，所述的驅動油缸的活塞桿和所述的負載油缸的活塞桿分別與拉壓力傳感器兩端面固定連接形成雙頂缸結構，還包括一個測定所述的雙頂缸結構的活塞桿的實時位移值的位移傳感器；包括一個電磁換向閥，所述的電磁換向閥為三位四通電磁換向閥，驅動油泵的出口與比例調速閥的進口連接，所述的比例調速閥的出口與所述的電磁換向閥的一個進口連接，所述的電磁換向閥的二個出口分別與所述的驅動油缸的有桿腔和無桿腔連接，所述的驅動油泵的出口還連接有先導電磁溢流閥；所述的負載油缸的有桿腔和無桿腔分別與第一負載油泵和第二負載油泵連接，所述的負載油缸的有桿腔連接有第一比例壓力閥，所述的負載油缸的無桿腔連接第二比例壓力閥；所述的驅動油泵、第一負載油泵和第二負載油泵的進口均與所述的油箱連接，所述的電磁換向閥的回油口、所述的先導電磁溢流閥的回油口、所述的第一比例壓力閥的回油口和所述的第二比例壓力閥的回油口均與所述的油箱連接；所述的先導電磁溢流閥的控制端、所述的電磁換向閥的控制端、所述的比例調速閥的控制端、第一比例壓力閥和第二比例壓力閥的控制信號與控制系統通信連接。 所述的驅動油缸的有桿腔油口安裝有第二壓力傳感器，所述的驅動油缸的無桿腔油口安裝有第一壓力傳感器，所述的第二壓力傳感器和所述的第一壓力傳感器與控制系統通信連接。 所述的位移傳感器采用磁懸浮滑塊式的位移傳感器；所述的磁懸浮滑塊式的位移傳感器包括磁懸浮滑塊和傳感器基座，所述的磁懸浮滑塊通過懸浮滑塊連接件與所述的拉壓力傳感器固定連接，使其與所述的拉壓力傳感器作同步直線往復運動，所述的磁懸浮滑塊與所述的傳感器基座保持3-5mm距離。 所述的負載油缸的有桿腔油口安裝有第三壓力傳感器，所述的負載油缸的無桿腔油口安裝有第四壓力傳感器，所述的第三壓力傳感器和所述的第四壓力傳感器與控制系統通信連接。 所述的電磁換向閥為“O”型中位機能的三位四通電磁換向閥。 所述的先導電磁溢流閥包括先導二位二通電磁閥和溢流閥，所述的先導二位二通電磁閥與控制系統通信連接。 所述的驅動油泵的出口安裝有第一壓力表，所述的驅動油缸的有桿腔油口安裝有第三壓力表，所述的驅動油缸的無桿腔油口安裝有第二壓力表，所述的負載油缸的有桿腔油口安裝有第四壓力表，所述的負載油缸的無桿腔油口安裝有第五壓力表。 所述的驅動油泵的出口安裝有第一單向閥和第一高壓濾油器，所述的第一負載油泵的出口安裝有第二單向閥和第二高壓濾油器，所述的第二負載油泵的出口安裝有第三單向閥和第三高壓濾油器。 所述的電磁換向閥的回油口、所述的先導電磁溢流閥的回油口、所述的第一比例壓力閥的回油口和所述的第二比例壓力閥的回油口通過冷卻器和回油過濾器與所述的油箱連接。 流回油箱的油液均經過冷卻器進行冷卻，防止溢流損失導致液壓系統溫升過大。 流回油箱的油液均經過回油過濾器進行過濾，清潔油液。 采用上述技術方案的雙頂缸結構的加載方式及其液壓系統，液壓系統分為驅動部分和負載部分；驅動部分包括油箱、驅動油泵、第一單向閥、高壓過濾器、第一壓力表、第二壓力表、第三壓力表、先導電磁溢流閥、比例調速閥、電磁換向閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、驅動油缸、冷卻器、回油過濾器；負載部分包括油箱、第一負載油泵、第二負載油泵、第二單向閥、第三單向閥、第二高壓濾油器、第三高壓濾油器、第四壓力表、第五壓力表、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、負載油缸、第一比例壓力閥、第二比例壓力閥、冷卻器、回油過濾器。 負載油缸的有桿腔和無桿腔分別采用第一負載油泵和第二負載油泵獨立控制，兩腔的壓力和流量互不干擾，使得兩腔壓力和流量的調節更加靈活、可靠。 位移傳感器采用磁懸浮滑塊式的位移傳感器；磁懸浮滑塊通過懸浮滑塊連接件與拉壓力傳感器固定連接，使其與拉壓力傳感器作同步直線往復運動，磁懸浮滑塊與傳感器基座保持3_5mm距離,通過磁感應產生輸出電信號,從而測定雙頂缸活塞桿的實時位移值；通過位移傳感器測得的位移值，可以進一步調節比例調速閥的控制信號，實現對活塞桿位移的閉環控制，滿足控制要求。 雙頂缸結構始終設定為由驅動油缸推動負載油缸動作。 拉壓力傳感器既可測兩油缸活塞桿間的拉壓力，又是雙頂缸結構兩活塞桿的連接件。 液壓系統的負載力由負載部分調節；負載油缸的有桿腔的壓力P1由第一比例壓力閥調定，負載油缸無桿腔的壓力P2由第二比例壓力閥調定；負載油缸的有桿腔的活塞面積為A1，負載油缸的無桿腔的活塞面積為A2,當雙頂缸活塞桿作勻速運動或靜止時，該液壓系統負載力F按公式F = P2A2-P1A1計算，通過設定第一比例壓力閥和第二比例壓力閥的控制信號，即可得到系統最大負載力范圍內的任意負載力值，實現負載力的無級可調。 上述液壓系統中雙頂缸活塞桿的運行速度由驅動部分調節；雙頂缸活塞桿的運動速度由進入驅動油缸的油液流量決定，其流量通過比例調速閥調定。 驅動油缸的無桿腔油口安裝有第一壓力傳感器，第一壓力傳感器可以實時檢測驅動油缸無桿腔內的油壓；驅動油缸的有桿腔油口安裝有第二壓力傳感器，第二壓力傳感器可以實時檢測驅動油缸有桿腔內的油壓；負載油缸的有桿腔油口安裝有第三壓力傳感器，所述第三壓力傳感器可以實時檢測負載油缸的有桿腔內的油壓；負載油缸的無桿腔油口安裝有第四壓力傳感器，所述第四壓力傳感器可以實時檢測負載油缸的無桿腔內的油壓；通過第三壓力傳感器和第四壓力傳感器測得的油壓，可以進一步調節第一比例壓力閥和第二比例壓力閥的控制信號，實現對負載力的閉環控制，滿足控制要求。 第一壓力表、第二壓力表、第三壓力表、第四壓力表和第五壓力表用于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙頂缸結構的加載方式及其液壓系統，包括油箱(1)，其特征在于：驅動油缸(10)和負載油缸(15)對中安裝在固定支架(11)上，所述的驅動油缸(10)的活塞桿和所述的負載油缸(15)的活塞桿分別與拉壓力傳感器(12)兩端面固定連接形成雙頂缸結構，還包括一個測定所述的雙頂缸結構的活塞桿的實時位移值的位移傳感器(14)；包括一個電磁換向閥(8)，所述的電磁換向閥(8)為三位四通電磁換向閥，驅動油泵(2?1)的出口與比例調速閥(7)的進口連接，所述的比例調速閥(7)的出口與所述的電磁換向閥(8)的一個進口連接，所述的電磁換向閥(8)的二個出口分別與所述的驅動油缸(10)的有桿腔和無桿腔連接，所述的驅動油泵(2?1)的出口還連接有先導電磁溢流閥(6)；所述的負載油缸(15)的有桿腔和無桿腔分別與第一負載油泵(2?2)和第二負載油泵(2?3)連接，所述的負載油缸(15)的有桿腔連接有第一比例壓力閥(16?1)，所述的負載油缸(15)的無桿腔連接第二比例壓力閥(16?2)；所述的驅動油泵(2?1)、第一負載油泵(2?2)和第二負載油泵(2?3)的進口均與所述的油箱(1)連接，所述的電磁換向閥(8)的回油口、所述的先導電磁溢流閥(6)的回油口、所述的第一比例壓力閥(16?1)的回油口和所述的第二比例壓力閥(16?2)的回油口均與所述的油箱(1)連接；所述的先導電磁溢流閥(6)的控制端、所述的電磁換向閥(8)的控制端、所述的比例調速閥(7)的控制端、第一比例壓力閥(16?1)和第二比例壓力閥(16?2)的控制信號與控制系統通信連接。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：譚建平，周宇峰，曾樂，許洪韜，
申請(專利權)人：中南大學，
類型：發明
國別省市：湖南;43