專利名稱：一種試驗機及其液壓動力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及液壓動力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種試驗機及其液壓動力裝置。
背景技術(shù)：
在靜態(tài)試驗機中，夾持夾具的子種類按照驅(qū)動形式劃分通常分為機械式和液壓式兩種。其中，液壓夾緊可以實現(xiàn)較大夾持力和自動控制等，因此在較大噸位試驗機中應(yīng)用較多。在液壓夾具中也有不同的結(jié)構(gòu)形式，如楔形液壓夾具和平推對夾夾具，它們分別用在不同機型上，各自有其特點。如圖1和圖2所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于試驗機的楔形液壓夾具的工作狀態(tài)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于試驗機的平推對夾夾具的工作狀態(tài)示意圖。圖1和圖2分別示出了楔形液壓夾具和平推對夾夾具的工作狀態(tài)；圖1中楔形液壓夾具01包括楔形上夾持部011和楔形下夾持部012 ;圖2中平推對夾夾具02亦設(shè)置有平推上夾持部021和平推下夾持部022。上述兩種夾具均依靠夾具油缸來提供夾持力，在需要較高夾持力的情況下，就需要夾具油缸提供較高的液壓壓力。對于平推對夾夾具02而言，如圖2所示，由于平推對夾夾具02沒有楔形自鎖面，因此夾具油缸必須相對輸出足夠大的力來夾持試樣，克服主油缸的拉力。在有限的活塞截面下要產(chǎn)生很大的力，必須依靠更高的液壓壓力。目前的試驗機都是采用油泵作為液壓動力裝置，在液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生超高壓多是采用高壓油泵，油泵通過電機旋轉(zhuǎn)運動帶動不斷將高壓油輸送給系統(tǒng)。采用高壓油泵雖然可以帶來更高的液壓壓力和流量，但是采用這種方式消耗能量高，因為在試驗過程中夾具對流量的需求很小很小，而系統(tǒng)卻要按工作流量輸出，勢必造成多余流量溢流，造成能量浪費。此外，采用高壓油泵，在高壓高速運動下會產(chǎn)生較大的噪音，通常超過75dB，在有些情況下，超高壓油源的噪音也可能低于75dB，例如為72dB，上述分貝值的噪音會對環(huán)境產(chǎn)生較大的噪音污染。由于電機的不斷運動和高壓運行，系統(tǒng)會產(chǎn)生一部分熱功，為維持系統(tǒng)正常運行，這些常規(guī)油源往往配有風(fēng)冷卻裝置，這也增加了系統(tǒng)的功耗和噪音。有鑒于此，提供一種工作效率更高、噪音較小的試驗機及其液壓動力裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的第一目的旨在提供一種液壓動力裝置，與現(xiàn)有技術(shù)中采用油泵作為動力裝置相比，該液壓動力裝置工作效率更高、噪音較小。本實用新型的第二目的旨在提供一種包括上述液壓動力裝置的試驗機。為解決上述第一個技術(shù)問題，本實用新型提供了一種液壓動力裝置，包括機架、電機、由傳動絲杠和套裝于所述傳動絲杠的絲杠螺母組成的絲杠螺母副、其第一缸體固接于所述機架的第一液壓缸、與所述第一液壓缸連接的控制閥組；所述絲杠螺母副與所述電機連接于所述傳動絲杠的上端、所述絲杠螺母副通過所述絲杠螺母與所述第一液壓缸的第一活塞連接；所述第一液壓缸的所述第一缸體的頂部設(shè)置有上吸油口和上出油口，所述第一缸體的底部設(shè)置有下吸油口和下出油口。優(yōu)選地，所述控制閥組包括四個同向設(shè)置的單向閥，所述上吸油口、所述上出油口、所述下吸油口和所述下出油口分別與所述四個同向設(shè)置的單向閥之一連接。 優(yōu)選地，還包括導(dǎo)向連板，所述導(dǎo)向連板的上端與所述絲桿螺母固接、所述導(dǎo)向連板的下端與所述第一活塞連接。優(yōu)選地，還包括第二液壓缸，所述第二液壓缸的第二活塞與所述導(dǎo)向連板的下端連接，所述第二液壓缸的第二缸體固接于所述機架。優(yōu)選地，所述第二液壓缸的作用面積小于所述第一液壓缸的作用面積。優(yōu)選地，還包括第三液壓缸，所述第三液壓缸的第三活塞與所述導(dǎo)向連板的下端連接，所述第三液壓缸的第三缸體固接于所述機架。優(yōu)選地，所述第三液壓缸的作用面積小于所述第一液壓缸的作用面積。優(yōu)選地，所述電機與所述傳動絲杠通過彈性聯(lián)軸器連接。優(yōu)選地，所述機架為四柱式框架。為解決上述第二個技術(shù)問題，本實用新型還提供了一種試驗機，包括液壓夾具和驅(qū)動所述液壓夾具的動力裝置，所述動力裝置為權(quán)利要求1至9任一項所述的液壓動力裝置。本實用新型提供的液壓動力裝置，利用液壓缸代替油泵工作，用液壓缸的直線運動代替油泵的旋轉(zhuǎn)運動。工作時電機帶動傳動絲杠進行旋轉(zhuǎn)運動，傳動絲杠通過絲杠螺母將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動，并帶動第一活塞進行直線運動；當(dāng)?shù)谝换钊蛳逻\動時，第一液壓缸通過下出油口排出一定流量和壓力的液壓油，同時，第一液壓缸內(nèi)逐漸變大的上部腔室為吸油腔，該腔因為大氣壓力的作用通過上吸油口吸入液壓油；當(dāng)?shù)谝换钊蛏线\動時，第一液壓缸通過上出油口排出一定流量和壓力的液壓油，同時，第一液壓缸內(nèi)逐漸變大的下部腔室為吸油腔，該腔因為大氣壓力的作用通過下吸油口吸入液壓油；從第一液壓缸內(nèi)排出的液壓油進入控制閥組，由控制閥組控制其流向及壓力，從而為需要的動作提供可靠液壓動力；該過程為一個工作循環(huán)，第一液壓缸反復(fù)運動，不斷重復(fù)上述循環(huán)動作。本實用新型的液壓動力裝置，在第一液壓缸的上、下兩方向的反復(fù)運動中，均能夠提供一定流量和壓力的液壓油，在提供相同液壓壓力下，本實用新型的液壓動力裝置容積效率高，泵油流量容易控制，其基本不浪費功率，所以選用的電機功率也小，從而耗能較少，噪音較低。本實用新型提供的試驗機，由于具有以上所述的液壓動力裝置，因此，也具有以上所述的液壓動力裝置的有益技術(shù)效果，在此不再贅述。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于試驗機的楔形液壓夾具的工作狀態(tài)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于試驗機的平推對夾夾具的工作狀態(tài)示意圖；圖3為本實用新型所提供的液壓動力裝置的一種具體實施方式
的一個角度立體結(jié)構(gòu)示意圖；[0025]圖4為圖3所示的液壓動力裝置的另一角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖3所示的液壓動力裝置的又一角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖1所示的液壓動力裝置的剖面示意圖；圖7為本實用新型所提供的液壓動力裝置的一種具體實施方式
中第一液壓缸向下運動時的工作狀態(tài)示意圖；圖8圖所示具體實施方式
中第一液壓缸向上運動時的工作狀態(tài)示意圖；圖9為本實用新型提供的試驗機的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的第一核心為提供一種液壓動力裝置，與現(xiàn)有技術(shù)中采用油泵作為動力裝置相比，該液壓動力裝置工作效率更高、噪音較小。本實用新型的第二核心為提供一種包括上述液壓動力裝置的試驗機。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。請參考圖3至圖8，圖3為本實用新型所提供的液壓動力裝置的一種具體實施方式
的一個角度立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示的液壓動力裝置的另一角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖3所示的液壓動力裝置的又一角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖1所示的液壓動力裝置的剖面示意圖，圖7為本實用新型所提供的液壓動力裝置的一種具體實施方式
中第一液壓缸向下運動時的工作狀態(tài)示意圖，圖8圖所示具體實施方式
中第一液壓缸向上運動時的工作狀態(tài)示意圖。如圖3、圖4、圖5和圖6所示，本實用新型提供的液壓動力裝置，包括機架1、電機
2、由傳動絲杠31和套裝于傳動絲杠31的絲杠螺母32組成的絲杠螺母副3、其第一缸體41固接于機架I的第一液壓缸4、與第一液壓缸4連接的控制閥組5 ;絲杠螺母副3與電機2連接于傳動絲杠31的上端、絲杠螺母副3通過絲杠螺母32與第一液壓缸4的第一活塞42連接；第一液壓缸4的第一缸體41的頂部設(shè)置有上吸油口 411和上出油口 413，第一缸體41的底部設(shè)置有下吸油口 412和下出油口 414。進一步參考圖7和圖8，本實用新型提供的液壓動力裝置，工作時，首先通過設(shè)定電機2的轉(zhuǎn)速來設(shè)定輸出流量的大小，然后啟動電機2帶動傳動絲杠31進行旋轉(zhuǎn)運動，傳動絲杠31通過絲杠螺母32將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動，并帶動第一活塞42進行直線運動；當(dāng)?shù)谝换钊?2向下運動時，第一液壓缸4通過下出油口 414排出一定流量和壓力的液壓油，同時，第一液壓缸4內(nèi)逐漸變大的上部腔室為吸油腔，該腔因為大氣壓力的作用通過上吸油口 411吸入液壓油；當(dāng)?shù)谝换钊?2向上運動時，第一液壓缸4通過上出油口 413排出一定流量和壓力的液壓油，同時，第一液壓缸4內(nèi)逐漸變大的下部腔室為吸油腔，該腔因為大氣壓力的作用通過下吸油口 412吸入液壓油；從第一液壓缸4內(nèi)排出的液壓油進入控制閥組5，由控制閥組5控制其流向及壓力，也可以通過調(diào)整電機2的轉(zhuǎn)速改變輸出流量的大小，從而為需要的動作提供可靠液壓動力；該過程為一個工作循環(huán)，第一液壓缸4反復(fù)運動，不斷重復(fù)上述循環(huán)動作。本實用新型的液壓動力裝置，在第一液壓缸4的上、下兩方向的反復(fù)運動中，均能夠提供一定流量和壓力的液壓油，在提供相同液壓壓力下，本實用新型的液壓動力裝置容積效率高，泵油流量容易控制，其基本不浪費功率，所以選用的電機功率也小，從而耗能較少，噪音較低。本實用新型特別適合試驗機液壓夾具工作狀態(tài)的情況，及其他類型機床的類似工作狀態(tài)。在一種具體實施方式
中，在提供相同液壓壓力條件下，現(xiàn)有技術(shù)中，采用油泵作為動力裝置，其功率需求為2. 2kW，本實用新型的液壓動力裝置的相應(yīng)設(shè)計功率為O. 75kW。現(xiàn)有技術(shù)中采用油泵作為動力裝置的正常工作噪音約為75dB，而本實用新型的液壓動力裝置的正常工作噪音約60dB。在一種具體實施方式
中，控制閥組包括四個同向設(shè)置的單向閥51，上吸油口 411、上出油口 413、下吸油口 412和下出油口 414分別與四個同向設(shè)置的單向閥51之一連接。上吸油口 411和下吸油口 412連接于儲油油箱10，第一液壓缸4通過上吸油口 411、下吸油口 412從儲油油箱10吸油，系統(tǒng)液壓油經(jīng)過循環(huán)后回油亦流入儲油油箱10?？刂崎y組中可以設(shè)置有電磁閥52對出油流量進行調(diào)節(jié)。在一種具體實施方式
中，本實用新型的液壓動力裝置，設(shè)置有導(dǎo)向連板6，導(dǎo)向連板6的上端與絲桿螺母固接、導(dǎo)向連板6的下端與第一活塞42連接。通過設(shè)置導(dǎo)向連板，可以擴展連接多個液壓缸，能夠?qū)崿F(xiàn)多個液壓缸并聯(lián)分別控制，能夠?qū)崿F(xiàn)多個液壓缸共同工作或者分別工作。導(dǎo)向連板6的結(jié)構(gòu)形式可以依據(jù)于并聯(lián)液壓缸的多少而進行不同的設(shè)置。在以下的兩個具體實施方式
中，分別通過導(dǎo)向連板6實現(xiàn)了兩個和三個液壓缸的并聯(lián)。在一種具體實施方式
中，本實用新型的液壓動力裝置還設(shè)置有第二液壓缸7，第二液壓缸7的結(jié)構(gòu)設(shè)置可以與第一液壓缸4相同或者近似，第二液壓缸7的工作狀態(tài)可以參見圖7和圖8。第二液壓缸7的第二活塞與導(dǎo)向連板6的下端連接，第二液壓缸7的第二缸體固接于機架I。在此種具體實施方式
中，本實用新型提供的液壓動力裝置，第一液壓缸4和第二液壓缸7的往復(fù)運動均能夠提供液壓動力，其是否需要輸出可根據(jù)工況需要由控制閥組控制。在一種實施例中,第二液壓缸7是與第一液壓缸4并聯(lián)的小液壓缸,在相同輸入功率下由于該液壓缸作用面積小，所以它要輸出更高的壓力，是高壓液壓缸，高壓液壓缸能夠承受更高的壓力。在另一種具體實施方式
中，本實用新型的液壓動力裝置還設(shè)置有第三液壓缸8，第三液壓缸8的結(jié)構(gòu)設(shè)置可以與第一液壓缸4相同或者近似，第三液壓缸8的工作狀態(tài)可以參見圖7和圖8。第三液壓缸8的第三活塞與導(dǎo)向連板6的下端連接，第三液壓缸8的第三缸體固接于機架I。第三液壓缸8在此種具體實施方式
中，本實用新型提供的液壓動力裝置，第一液壓缸4、第二液壓缸7和第三液壓缸8的往復(fù)運動均能夠提供液壓動力，其是否需要輸出可根據(jù)工況需要由控制閥組控制。在一種實施例中，第二液壓缸7和第三液壓缸8是并聯(lián)在第一液壓缸4兩側(cè)的小液壓缸，在相同輸入功率下由于第二液壓缸7和第三液壓缸8作用面積小，所以它們要輸出更高的壓力，是高壓液壓缸，高壓液壓缸能夠承受更高的壓力。在一種實施例中，第二液壓缸7的作用面積與和三液壓缸的作用面積相同。本實用新型提供的液壓動力裝置，根據(jù)工作需要還可以采用更多的液壓缸并聯(lián)工作，從而實現(xiàn)低壓瞬時大流量和超高壓保載?？刂崎y組5可以根據(jù)不同功能進行設(shè)置，相應(yīng)地，在本實用新型的一種具體實施方式
中，控制閥組5包括低壓控制閥組、高壓控制閥組和系統(tǒng)控制閥組。低壓控制閥和高壓控制閥組分別用于控制低壓液壓缸和高壓液壓缸，主要是進行卸載控制；系統(tǒng)閥組5主要是控制整個系統(tǒng)輸出液壓油的安全壓力、液壓換向以及過濾功能等。在一種具體實施方式
中，電機2與傳動絲杠31通過彈性聯(lián)軸器9連接，彈性聯(lián)軸器9能夠起到緩沖作用，進一步減少噪音。在一種具體實施方式
中，電機2為伺服電機。通過選用伺服電機能夠無級改變液壓動力裝置的輸出流量。當(dāng)然也可以選用其他不同類型的電機，通過選用不同類型電機，可以方便控制輸出流量及整體輸出參數(shù)。在一種具體實施方式
中，如圖3、圖4和圖5所示，機架I為四柱式框架。該四柱式框架有兩個作用，一是為整個元器件提供安裝布置空間，二是能夠提供液壓輸出的反作用力。進一步參考圖9，圖9為本實用新型提供的試驗機的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型還提供了試驗機，包括液壓夾具02’和驅(qū)動該液壓夾具02’的動力裝置(圖中未示出)。在一種優(yōu)選的實施例中，液壓夾具02’為平推對夾夾具，該平推對夾夾具亦設(shè)置有平推上夾持部021’和平推下夾持部022’，本實用新型提供的試驗機在采用平推對夾夾具的情況下能夠表現(xiàn)出更高的工作效率。本實用新型中，驅(qū)動液壓夾具02’的動力裝置為以上所述的任一種液壓動力裝置。本實用新型提供的試驗機應(yīng)用以上所述液壓動力裝置完成試驗或輔助完成試驗。本實用新型提供的試驗機，由于具有以上所述的液壓動力裝置，因此，也具有以上所述的液壓動力裝置的有益技術(shù)效果，在此不再贅述。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種液壓動力裝置，其特征在于，包括機架(I)、電機(2)、由傳動絲杠(31)和套裝于所述傳動絲杠(31)的絲杠螺母(32)組成的絲杠螺母副(3)、其第一缸體(41)固接于所述機架(I)的第一液壓缸(4)、與所述第一液壓缸(4)連接的控制閥組(5)； 所述絲杠螺母副(3)與所述電機(2)連接于所述傳動絲杠(31)的上端、所述絲杠螺母畐O (3)通過所述絲杠螺母(32)與所述第一液壓缸(4)的第一活塞(42)連接； 所述第一液壓缸(4)的所述第一缸體(41)的頂部設(shè)置有上吸油口(411)和上出油口(413)，所述第一缸體(41)的底部設(shè)置有下吸油口(412)和下出油口(414)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓動力裝置，其特征在于，所述控制閥組(5)包括四個同向設(shè)置的單向閥(51)，所述上吸油口(411)、所述上出油口(413)、所述下吸油口(412)和所述下出油口(414)分別與所述四個同向設(shè)置的單向閥(51)之一連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓動力裝置，其特征在于，還包括導(dǎo)向連板(6)，所述導(dǎo)向連板(6)的上端與所述絲杠螺母(32)固接、所述導(dǎo)向連板(6)的下端與所述第一活塞(42)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓動力裝置，其特征在于，還包括第二液壓缸(7)，所述第二液壓缸(7)的第二活塞與所述導(dǎo)向連板(6)的下端連接，所述第二液壓缸(7)的第二缸體固接于所述機架(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓動力裝置，其特征在于，所述第二液壓缸(7)的作用面積小于所述第一液壓缸(4)的作用面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或 5所述的液壓動力裝置，其特征在于，還包括第三液壓缸(8)，所述第三液壓缸(8 )的第三活塞與所述導(dǎo)向連板(6 )的下端連接，所述第三液壓缸(8 )的第三缸體固接于所述機架(I)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液壓動力裝置，其特征在于，所述第三液壓缸(8)的作用面積小于所述第一液壓缸(4)的作用面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓動力裝置，其特征在于，所述電機(2)與所述傳動絲杠(31)通過彈性聯(lián)軸器(9)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓動力裝置，其特征在于，所述機架(I)為四柱式框架。
10.一種試驗機，包括液壓夾具(02’)和驅(qū)動所述液壓夾具(02’)的動力裝置，其特征在于，所述動力裝置為權(quán)利要求1至9任一項所述的液壓動力裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種液壓動力裝置，包括機架、電機、由傳動絲杠和套裝于所述傳動絲杠的絲杠螺母組成的絲杠螺母副、其第一缸體固接于所述機架的第一液壓缸、與所述第一液壓缸連接的控制閥組；所述絲杠螺母副與所述電機連接于所述傳動絲杠的上端、所述絲杠螺母副通過所述絲杠螺母與所述第一液壓缸的第一活塞連接；所述第一液壓缸的所述第一缸體的頂部設(shè)置有上吸油口和上出油口，所述第一缸體的底部設(shè)置有下吸油口和下出油口。本實用新型提供的液壓動力裝置，與現(xiàn)有技術(shù)中采用油泵作為動力裝置相比，該液壓動力裝置工作效率更高、噪音較小。本實用新型還提供了一種包括上述液壓動力裝置的試驗機。
文檔編號F15B15/00GK202914430SQ201220598698
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者龍建, 楊慶明, 王斌, 吳義民, 李進 申請人:美特斯工業(yè)系統(tǒng)(中國)有限公司