本發(fā)明主要是應(yīng)用于液壓機(jī)械系統(tǒng)中，其涉及一種頻響特性測(cè)試裝置，尤其是一種彈簧閥振動(dòng)頻響特性的測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
彈簧閥是液壓系統(tǒng)各種設(shè)備中關(guān)鍵設(shè)備之一，其運(yùn)行的穩(wěn)定對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的安全運(yùn)行影響重大。彈簧閥是根據(jù)壓力系統(tǒng)的工作壓力自動(dòng)啟閉，一般安裝于封閉系統(tǒng)的設(shè)備或者管路上保護(hù)系統(tǒng)安全。當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)壓力超過(guò)安全閥設(shè)定壓力時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟泄壓，保證設(shè)備和管路內(nèi)介質(zhì)壓力在設(shè)定壓力之下，保護(hù)設(shè)備和管道正常工作，防止發(fā)生意外，減少損失。然而在一些軍用的主泵系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)彈簧閥的要求更為嚴(yán)格，除了需要滿(mǎn)足正常狀況的工作以外，還需要使得閥體工作時(shí)的振動(dòng)較小，以符合正常的軍事需求。
彈簧閥可以簡(jiǎn)單地看作是一個(gè)彈簧振子，當(dāng)其受到一定頻率的脈動(dòng)壓力作用時(shí)，彈簧振子就會(huì)做機(jī)械振動(dòng)。一旦脈動(dòng)壓力的頻率與彈簧振子的固有頻率相等時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生共振，從而會(huì)造成系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)過(guò)大。通常情況下，彈簧閥的用途并不能引起人們的足夠重視，但它卻對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的振動(dòng)特性有著很大影響，輕則影響液壓系統(tǒng)的正常工作，嚴(yán)重甚至?xí)绊懘w的隱蔽性能，降低艦船的戰(zhàn)斗性能。
因此，彈簧閥的頻響測(cè)試對(duì)避免異常振動(dòng)有著指導(dǎo)意義，可以有效預(yù)測(cè)彈簧閥在共振下的頻率?，F(xiàn)如今，對(duì)彈簧閥的振動(dòng)分析研究比較少，并且對(duì)彈簧閥的頻響分析同樣幾乎沒(méi)有。大多數(shù)都是對(duì)彈簧閥的設(shè)計(jì)和參數(shù)研究，如2007年8月周長(zhǎng)城在《起重運(yùn)輸機(jī)械》中發(fā)表的《缸筒內(nèi)徑對(duì)油氣彈簧閥參數(shù)設(shè)計(jì)的影響》。即便是頻響測(cè)試分析，也是對(duì)彈簧閥內(nèi)容腔壓力和開(kāi)口量的頻響測(cè)試，如2006年3月柯明純?cè)凇豆こ虣C(jī)械》中發(fā)表的《電液比例節(jié)流閥頻響特性測(cè)試方法探討》。目前為止，大多數(shù)針對(duì)彈簧閥的測(cè)試仍舊停留在流場(chǎng)內(nèi)的分析，對(duì)彈簧閥振動(dòng)的研究仍不完善，彈簧閥在振動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)的頻響特性測(cè)試及其測(cè)試裝置還處于空白階段。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理的彈簧閥振動(dòng)頻響特性的測(cè)試裝置，該測(cè)試裝置能夠?qū)椈砷y的振動(dòng)特性進(jìn)行測(cè)試和預(yù)測(cè)，從而提高彈簧閥及其液壓系統(tǒng)的安全性和可靠性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種彈簧閥振動(dòng)頻響特性的測(cè)試裝置，包括彈簧閥，還包括：加速度傳感器、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、變頻電機(jī)；
加速度傳感器放置于彈簧閥閥桿的延長(zhǎng)端；彈簧閥閥體內(nèi)有活塞塊，活塞塊下端與曲柄連桿機(jī)構(gòu)小端相連；變頻電機(jī)與曲柄連桿機(jī)構(gòu)大端相連。
本發(fā)明還可以包括：
1.所述的彈簧閥閥體的頂部有個(gè)小孔，小孔直徑大于閥桿直徑。
2.所述的活塞塊位于閥體入口內(nèi)壁處，活塞塊長(zhǎng)度小于閥體入口與未工作狀態(tài)下閥芯的距離。
本發(fā)明的測(cè)試裝置的有益效果是：
1.本發(fā)明所述的彈簧閥振動(dòng)頻響測(cè)試裝置通過(guò)置于閥桿頂部的加速度傳感器的信號(hào)，直接測(cè)定閥芯的振動(dòng)加速度，得到的閥芯振動(dòng)頻響特性準(zhǔn)確、有效；
2.用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)的曲柄連桿進(jìn)而推動(dòng)活塞塊，可以實(shí)現(xiàn)液體壓力脈動(dòng)的模擬。這種激勵(lì)源的設(shè)計(jì)便于實(shí)現(xiàn)，可操作性較強(qiáng)。
3.測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，可以對(duì)彈簧閥的頻響特性做精確的測(cè)試，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)彈簧閥的共振頻率的預(yù)測(cè)，避免彈簧閥的振動(dòng)異常故障。從而便保證彈簧閥以及液壓系統(tǒng)的正常工作，大大降低了液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生率。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明所述的彈簧閥的振動(dòng)頻響特性測(cè)試裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的彈簧閥振動(dòng)頻響特性的測(cè)試裝置進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種彈簧閥振動(dòng)頻響特性的測(cè)試裝置，包括：加速度傳感器1、閥桿2、彈簧3、閥芯4、活塞塊5、曲柄連桿機(jī)構(gòu)6、閥體7、變頻電機(jī)8。其中，加速度傳感器1放置于閥桿2的延長(zhǎng)端，閥桿2的延長(zhǎng)端伸出閥體7；閥桿2與彈簧3相連。
活塞塊5置于彈簧閥閥體7的內(nèi)壁，活塞塊5的下端與曲柄連桿機(jī)構(gòu)6的小端相連；變頻電機(jī)7與曲柄連桿機(jī)構(gòu)6的大端相連。用來(lái)帶動(dòng)活塞塊便于往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)閥內(nèi)液體的運(yùn)動(dòng)作用于閥芯上。
彈簧閥閥體7的頂部有個(gè)小孔，小孔直徑大于閥桿2的直徑，使得與彈簧相連的閥桿伸出閥體外，便于在閥桿頂端處安裝振動(dòng)加速度傳感器。
活塞塊5位于閥體7的入口內(nèi)壁處，活塞塊5的長(zhǎng)度小于閥體入口與未工作狀態(tài)下閥芯4的距離。
曲柄連桿機(jī)構(gòu)6、活塞塊5以及變頻電機(jī)8組成脈動(dòng)壓力激勵(lì)源，實(shí)現(xiàn)激勵(lì)頻率在考查范圍內(nèi)可調(diào)。電機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率便是活塞塊對(duì)閥芯的作用頻率。這一部分的裝置用來(lái)模擬彈簧閥在實(shí)際工作中所受到的來(lái)流的壓力脈動(dòng)，實(shí)現(xiàn)頻響測(cè)試的有著脈動(dòng)頻率的激勵(lì)源。
在脈動(dòng)壓力的作用下，閥芯4相當(dāng)于一個(gè)彈簧振子，在一定頻率下作振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。為了檢測(cè)振動(dòng)下的閥芯運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在與之連接的閥桿延長(zhǎng)處頂端放置加速度傳感器1，用于采集加速度信號(hào)。由于本裝置只是用于測(cè)試彈簧閥的振動(dòng)頻響特性，在閥內(nèi)的液體容量不需要太多，只要能滿(mǎn)足對(duì)閥芯的作用力即可。
為了能夠?qū)㈤y芯在脈動(dòng)壓力下的振動(dòng)特性充分分析，需要將激勵(lì)源的頻率進(jìn)行不斷調(diào)節(jié)，即將變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率從小到大的不斷調(diào)節(jié)。每次調(diào)節(jié)都進(jìn)行一次測(cè)試，從而記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后將所有頻率下的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行匯總分析，找出彈簧閥的振動(dòng)規(guī)律并找出頻響曲線(xiàn)的峰值處的頻率，進(jìn)而判斷共振頻率。此方法方便快捷，可以在彈簧閥設(shè)計(jì)之時(shí)就對(duì)閥芯的振動(dòng)規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)，以免在實(shí)際工作中出現(xiàn)共振狀況，導(dǎo)致彈簧閥的異常振動(dòng)，使閥內(nèi)壓力波動(dòng)較大，流場(chǎng)不穩(wěn)定，甚至擴(kuò)大到影響整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)。