專利名稱：被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加載試驗(yàn)裝置，尤其涉及用液壓加載的試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在對許多零部件進(jìn)行測試或試驗(yàn)時(shí)，都需要模擬其實(shí)際工作狀態(tài)；為保證有足夠的安全系數(shù)，所模擬的條件或環(huán)境往往還要比實(shí)際工作時(shí)嚴(yán)酷一些。例如，對在實(shí)際工作時(shí)要擺動的船舶上的減搖鰭和自動舵等，就是在加載情況下，讓其在測試臺上模擬實(shí)際擺動狀態(tài)以對它們進(jìn)行測試或試驗(yàn)的?，F(xiàn)有的這類加載試驗(yàn)裝置包括有，由電機(jī)拖動的液壓泵、由液壓泵供給液壓油的兩個(gè)油缸、在它們的連接管路中安裝的用于調(diào)節(jié)加載壓力的溢流閥、和其他必備液壓元器件等。兩個(gè)油缸輸出的壓力，通過其活塞桿交替加載在一個(gè)搖臂兩端，該搖臂是與被測工件連接并受該工件驅(qū)動而隨其擺動的。在測試或試驗(yàn)時(shí)，由另一臺驅(qū)動電機(jī)直接或間接地帶動被測工件(例如減搖鰭或自動舵)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動搖臂擺動；同時(shí)，通過兩個(gè)油缸的交替推進(jìn)來對擺動著的搖臂、進(jìn)而對被測工件加載(即外加擺動阻力，以模擬嚴(yán)酷的工作條件或環(huán)境)，從而完成對被測工件的強(qiáng)度、剛度、可靠性、密封性等方面的測試或試驗(yàn)。因此，可以把現(xiàn)有的這類加載試驗(yàn)裝置稱為電機(jī)-泵系統(tǒng)，或稱為主動式的有源液壓加載試驗(yàn)裝置。問題是，受液壓泵驅(qū)動的兩個(gè)油缸在交替加載時(shí)，絕不允許發(fā)生干涉，也就是它們交替加載時(shí)，必須與搖臂的擺動“同步”。然而，由于液壓傳動機(jī)構(gòu)的同步性均相對較差原故，所配用的換向閥的工作狀態(tài)必須是非常準(zhǔn)確且相當(dāng)可靠的。否則，不但影響到測試或試驗(yàn)準(zhǔn)確性，有時(shí)還可能弄壞工件和/或加載裝置。另外，如果把電機(jī)-泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)成流量500L/min，則需兩臺22KW電動機(jī)、與其匹配的兩臺液壓泵。并且，電機(jī)-泵系統(tǒng)在工作時(shí)，其噪聲非常大，最大超過了90dB，既影響了環(huán)境，也影響了對產(chǎn)品的性能測試?？傊?，現(xiàn)有的試驗(yàn)裝置存在著大組件多、系統(tǒng)體積龐大、制造成本高、噪聲大、測試準(zhǔn)確性差等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有裝置的不足，本發(fā)明的目的是，提供一種大組件少、系統(tǒng)體積小、制造成本低、噪聲小、測試準(zhǔn)確性較高的液壓加載試驗(yàn)裝置。
為達(dá)到發(fā)明目的所提供的方案是，一種被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置。與現(xiàn)有加載裝置相同的是，該裝置也包括有兩個(gè)單活塞桿液壓油缸，兩個(gè)油缸輸出的壓力，也是通過其活塞桿交替加載在一個(gè)搖臂兩端的，該搖臂也是與被測工件連接并受該工件驅(qū)動而隨其擺動的。其改進(jìn)之處是本發(fā)明的活塞桿是直接或間接地絞接在其搖臂兩端的。液壓油缸均為雙作用式油缸，每一油缸的背壓腔分別通過各一條連接管路，與另一油缸的正壓腔聯(lián)通；每一連接管路又通過其間的一條分支管分別與一組橋式整流管路的兩個(gè)交替供油口聯(lián)通。該橋式整流管路包括有四個(gè)單向閥、一個(gè)溢流閥及其與該溢流閥匹配的壓力表，其中，兩個(gè)單向閥分別同向地串聯(lián)后、再同向地并聯(lián)，串聯(lián)的兩個(gè)單向閥之間有與所述分支管聯(lián)通的交替供油口；該橋式整流管路的單向閥導(dǎo)通端的并聯(lián)點(diǎn)處，連接有一根吸油管；其單向閥阻斷端的并聯(lián)點(diǎn)處，連接有一根安裝了溢流閥的溢流管和壓力表。該橋式整流管路的吸油管和溢流管的另一端均通向貯油箱。顯然，如果把四個(gè)單向閥換成二極管，就構(gòu)成了一種橋式整流電路。因此，借用其命名原則，本發(fā)明把包括了這四個(gè)單向閥的組合命名為“橋式整流管路”。
在本發(fā)明的裝置中進(jìn)行測試或試驗(yàn)時(shí)，仍由一臺驅(qū)動電機(jī)直接或間接地帶動被測工件工作，其工作時(shí)轉(zhuǎn)動或擺動(例如減搖鰭或自動舵)，進(jìn)而帶動與被測工件連接的搖臂擺動。與現(xiàn)有裝置不同的是，由于活塞桿是直接或間接地絞接在該搖臂兩端的，因此，擺動著的搖臂能夠交替地對活塞桿進(jìn)行推、拉，而且這種推與拉的主動件是搖臂，雙作用油缸在本發(fā)明中實(shí)際上已轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊降挠捅昧?。在溢流閥的調(diào)定壓力范圍內(nèi)的情況下，由于橋式整流管路的作用(在具體實(shí)施方式
中再進(jìn)一步詳述)，兩個(gè)油缸均只能交替地吸入油液、而不能泵出油液，其缸內(nèi)壓力也就越來越高，通過活塞桿作用在搖臂(進(jìn)而傳遞給被測工件)上的反作用力也越來越大，從而實(shí)現(xiàn)對被測工件的加載、密封試驗(yàn)。當(dāng)壓力略高于溢流閥的調(diào)定壓力時(shí)，對被測工件加載的反作用力就恒定在溢流閥的開啟壓力與關(guān)閉壓力之間了(具體數(shù)值視溢流閥的靈敏度確定，選擇溢流閥時(shí)應(yīng)綜合考慮試驗(yàn)要求、成本等多種因素)。直至達(dá)到規(guī)定的測試或試驗(yàn)時(shí)間為止。
從技術(shù)方案及其用該裝置對被測工件加載的介紹中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不難看出，除搖臂及其搖臂與驅(qū)動它的被測工件的連接與現(xiàn)有的相同以外，本發(fā)明通過改變油缸的工作性質(zhì)、增設(shè)橋式整流管路這一手段，取得了如下有益效果1、由于沒有現(xiàn)有技術(shù)中的電機(jī)及其液壓泵，并且本發(fā)明中的單向閥與它們相比較，體積小得多、成本低得多。因此，本發(fā)明具有大組件少、系統(tǒng)體積小、噪聲小、流量大、測量范圍大、制造成本低、維修方便、故障率低等優(yōu)點(diǎn)；2、由于兩個(gè)油缸在本發(fā)明中起到的是活塞式油泵的作用，即它們是反過來受搖臂驅(qū)動的，因此，它們交替加載時(shí)，不存在可能因不“同步”而產(chǎn)生的干涉問題。這樣，測試的可靠性和安全性均得到了現(xiàn)有技術(shù)得不到的切實(shí)保證；3、由于沒有現(xiàn)有技術(shù)中的電機(jī)及其液壓泵，并且本發(fā)明中的單向閥在工作時(shí)的噪聲又遠(yuǎn)比它們小得多。這樣，整個(gè)系統(tǒng)的振動也小得多，因此，本發(fā)明還有噪聲小、測試準(zhǔn)確性較高等優(yōu)點(diǎn)。
4、由于把“轉(zhuǎn)動”變?yōu)椤皵[動”的機(jī)構(gòu)已經(jīng)相當(dāng)普遍地存在于各個(gè)現(xiàn)有的技術(shù)中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員要實(shí)現(xiàn)這一目的也十分容易，因此，本發(fā)明還并不僅限于對實(shí)際工作時(shí)要擺動的工件進(jìn)行加載試驗(yàn)，同樣也可用于對實(shí)際工作時(shí)要轉(zhuǎn)動的工件加載試驗(yàn)。
顯然，與現(xiàn)有的裝置相比較，本發(fā)明也可稱為被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1——本發(fā)明裝置的一種系統(tǒng)簡2——本發(fā)明裝置的另一種系統(tǒng)簡圖具體實(shí)施方式
一種被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置(參考圖1、2)。該裝置包括有兩個(gè)單活塞桿液壓油缸，兩個(gè)油缸輸出的壓力，是通過其活塞桿交替加載在一個(gè)搖臂兩端的，該搖臂是與被測工件連接并受該工件驅(qū)動而隨其擺動的(一方面這部分與現(xiàn)有技術(shù)相同，另一方面即使是比本領(lǐng)域技術(shù)人員水平還低一些的技術(shù)人員，也能實(shí)現(xiàn)這種常規(guī)的連接，故，在此不披露具體的連接結(jié)構(gòu)了)。本發(fā)明的區(qū)別特征為，活塞桿是直接或間接地絞接在該搖臂(1或1′)兩端的。液壓油缸均是雙作用式油缸(2或2′)，每一油缸(2或2′)的背壓腔21分別通過各一條連接管路3，與另一油缸(2或2′)的正壓腔22聯(lián)通；每一連接管路3又通過其間的一條分支管4分別與一組橋式整流管路的兩個(gè)交替供油口50聯(lián)通。該橋式整流管路包括有四個(gè)單向閥(51a、51b、51c、51d)、一個(gè)溢流閥52及其與該溢流閥52匹配的壓力表53——其中，兩個(gè)單向閥(51a與51b、51c與51d)分別同向地串聯(lián)后、再同向地并聯(lián)，串聯(lián)的兩個(gè)單向閥(51a與51b、51c與51d)之間有與分支管4聯(lián)通的交替供油口50；該橋式整流管路的單向閥(51a、51c)導(dǎo)通端的并聯(lián)點(diǎn)處，連接有一根吸油管54，其單向閥(51b、51d)阻斷端的并聯(lián)點(diǎn)處，連接有一根安裝了溢流閥52的溢流管55和壓力表53。該橋式整流管路的吸油管54和溢流管55的另一端均通向貯油箱7。
進(jìn)一步講，在壓力表53與單向閥(51b、51d)阻斷端的并聯(lián)點(diǎn)之間，還串聯(lián)有一個(gè)壓力表開關(guān)閥531；在溢流閥52與貯油箱7之間的溢流管55上，還串聯(lián)有冷卻器551和濾油器552；在吸油管54上還串聯(lián)有吸油開關(guān)閥541和濾油器542。通常情況下，也就是既要保證所用的油液清潔、干凈，又要使橋式整流管路在吸油時(shí)的阻力不大，因此，在溢流管55上配用精濾的濾油器552，在吸油管54上配用粗濾的濾油器542。
更進(jìn)一步地講，貯油箱7為其頂部有呼吸管71的封裝式結(jié)構(gòu)，其呼吸管71的管口處安裝有空氣潔凈器72。顯然，這種頂部有呼吸管71的封裝式貯油箱7，更能進(jìn)一步確保油液的清潔與干凈。
下面再結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹橋式整流管路在加載過程中的作用。
在加載試驗(yàn)前，先打開壓力表開關(guān)閥531；加載開始后，將溢流閥52手柄緩慢順時(shí)針旋入，這時(shí)壓力表53指示上升，當(dāng)調(diào)至所需加載壓力時(shí)，停止溢流閥52調(diào)整。在調(diào)定壓力下整個(gè)加載試驗(yàn)過程中，超壓溢出的油液經(jīng)冷卻器551和濾油器552后流回貯油箱7。
當(dāng)搖臂(朝圖1所示的)順時(shí)針方向擺動時(shí)，該搖臂拉動圖1上部油缸2的活塞桿、推動圖1下部油缸2的活塞桿，即這兩個(gè)油缸已轉(zhuǎn)變成油泵在工作了。在此過程中，上部油缸2的背壓腔21與下部油缸2的正壓腔22均在向外泵油，通過分支管4泵入橋式整流管路中，高壓油打開圖1的一個(gè)單向閥51d、關(guān)閉圖1的兩個(gè)單向閥(51b、51c)；與此同時(shí)，上部油缸2的正壓腔22與下部油缸2的背壓腔21均同時(shí)逐漸降壓、直至形成負(fù)壓，最終通過分支管4和橋式整流管路的一個(gè)交替供油口50而打開圖1的另一個(gè)單向閥51a、從貯油箱7吸油(圖1的虛線指引方向?yàn)橛鸵旱牧飨?。
當(dāng)搖臂擺過止點(diǎn)后、朝(圖2所示的)逆時(shí)針方向擺動時(shí)，整個(gè)過程相反，高壓油打開的是圖2的一個(gè)單向閥51b、關(guān)閉的是圖2的兩個(gè)單向閥(51a、51d)；最終通過分支管4和橋式整流管路的另一個(gè)交替供油口50而打開的是，圖2的另一個(gè)單向閥51c，從貯油箱7吸油后的油液流向?yàn)閳D2中的虛線指引方向。
如此反復(fù)循環(huán)，直至完成加載試驗(yàn)。
披露至此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員已完全能夠正確地再現(xiàn)本發(fā)明了。故以上具體實(shí)施方式
也是以下各例的總述。在以下各例中，與本總述部分相同的內(nèi)容不贅述。
實(shí)施例1(參考圖1)本例的活塞桿是直接絞接在搖臂1兩端的。油缸2為絞接安裝方式的結(jié)構(gòu)，它們間相互交叉聯(lián)通的背壓腔21和正壓腔22的接口處均連接有耐壓軟管31、或者連接管路3本身就是耐壓軟管。由于顯見，圖中僅畫出背壓腔21和正壓腔22的接口處均連接有耐壓軟管31的系統(tǒng)簡圖。
實(shí)施例2(參考圖2)本例搖臂1′的兩端各有一個(gè)滑槽和與其匹配的滑塊11，活塞桿是通過絞接在對應(yīng)的滑塊11上而間接地在絞接在該搖臂1′兩端的。油缸2′為固定安裝方式的結(jié)構(gòu)，它們間交叉聯(lián)通的背壓腔21和正壓腔22的接口處可以連接耐壓軟管、或者所述連接管路本身就是耐壓軟管，也可以是本身為硬管的連接管路3直接連接在對應(yīng)的接口處。由于顯見，圖中畫出的是折彎后的硬管的系統(tǒng)簡圖。
實(shí)施例3本例是在總述部分或上述各例基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改進(jìn)，在本例中，橋式整流管路是組裝在同一個(gè)集成閥座5上的(參考圖1)。也可以是，該橋式整流管路與壓力表開關(guān)閥531、吸油管54上的吸油開關(guān)閥541均組裝在同一個(gè)集成閥座5上。還可以是，該橋式整流管路與壓力表開關(guān)閥531、溢流管55上的冷卻器551、吸油管54上的吸油開關(guān)閥541均組裝在同一個(gè)集成閥座5上(參考圖2)。
鑒于對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，把橋式整流管路組裝在同一個(gè)集成閥座5上是用常規(guī)的技術(shù)均能實(shí)現(xiàn)的。因此，本發(fā)明未畫出具體的結(jié)構(gòu)圖。
下面介紹本發(fā)明的元器件選用及其安裝。
單向閥選用流量、壓力均比所需加載負(fù)載(換算為壓力)高一個(gè)等級的板式單向閥，其他元器件的選用也根據(jù)負(fù)載大小確定流量、壓力，同樣也應(yīng)比所需壓力高一個(gè)等級。在集裝閥座上兩側(cè)安裝四只板式單向閥，頂面上安裝一只溢流閥，集成閥座內(nèi)根據(jù)液壓原理圖打孔連接。集成閥座上吸油口和出油口用螺紋連接，其螺紋大小應(yīng)與管路連接對應(yīng)，一般情況下螺紋應(yīng)考慮流量增大時(shí)增大余量。油路設(shè)計(jì)應(yīng)留有足夠余量，油路用不銹鋼管和/或耐高壓軟管。貯油箱用δ3不銹鋼板焊接而成，其容積應(yīng)是最大設(shè)計(jì)流量的三倍以上，貯油箱制成完工后應(yīng)進(jìn)行水密性試驗(yàn)，并應(yīng)與不銹鋼液壓管路、管路接頭和集成閥座內(nèi)的元器件按技術(shù)要求進(jìn)行酸洗。冷卻器和濾油器選用應(yīng)大于額定流量。
權(quán)利要求
1.被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置，該裝置包括有兩個(gè)單活塞桿液壓油缸，兩個(gè)油缸輸出的壓力，是通過其活塞桿交替加載在一個(gè)搖臂兩端的，該搖臂是與被測工件連接并受該工件驅(qū)動而隨其擺動的，其特征在于，所述活塞桿是直接或間接地絞接在所述搖臂(1或1′)兩端的；所述液壓油缸均為雙作用式油缸(2或2′)，每一油缸(2或2′)的背壓腔(21)分別通過各一條連接管路(3)，與另一油缸(2或2′)的正壓腔(22)聯(lián)通；每一連接管路(3)又通過其間的一條分支管(4)分別與一組橋式整流管路的兩個(gè)交替供油口(50)聯(lián)通；該橋式整流管路包括有四個(gè)單向閥(51a、51b、51c、51d)、一個(gè)溢流閥(52)及其與該溢流閥(52)匹配的壓力表(53)，其中，兩個(gè)單向閥(51a與51b、51c與51d)分別同向地串聯(lián)后、再同向地并聯(lián)，串聯(lián)的兩個(gè)單向閥(51a與51b、51c與51d)之間有與所述分支管(4)聯(lián)通的交替供油口(50)；該橋式整流管路的單向閥(51a、51c)導(dǎo)通端的并聯(lián)點(diǎn)處，連接有一根吸油管(54)，其單向閥(51b、51d)阻斷端的并聯(lián)點(diǎn)處，連接有一根安裝了所述溢流閥(52)的溢流管(55)和壓力表(53)；該橋式整流管路的吸油管(54)和溢流管(55)的另一端均通向貯油箱(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述活塞桿是直接絞接在所述搖臂(1)兩端的；所述油缸(2)為絞接安裝方式的結(jié)構(gòu)，它們間相互交叉聯(lián)通的背壓腔(21)和正壓腔(22)的接口處均連接有耐壓軟管(31)、或者所述連接管路(3)本身就是耐壓軟管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述搖臂(1′)的兩端各有一個(gè)滑槽和與其匹配的滑塊(11)，所述活塞桿是通過絞接在對應(yīng)的滑塊(11)上而間接地在絞接在該搖臂(1′)兩端的；所述油缸(2′)為固定安裝方式的結(jié)構(gòu)，它們間交叉聯(lián)通的背壓腔(21)和正壓腔(22)的接口處可以連接耐壓軟管(31)、或者所述連接管路(3)本身就是耐壓軟管，也可以是本身為硬管的連接管路(3)直接連接在對應(yīng)的接口處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述壓力表(53)與單向閥(51b、51d)阻斷端的并聯(lián)點(diǎn)之間串聯(lián)有一個(gè)壓力表開關(guān)閥(531)，所述溢流閥(52)與貯油箱(7)之間的溢流管(55)上串聯(lián)有冷卻器(551)和濾油器(552)，所述吸油管(54)上串聯(lián)有吸油開關(guān)閥(541)和濾油器(542)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述橋式整流管路組裝在同一個(gè)集成閥座(5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述貯油箱(7)為其頂部有呼吸管(71)的封裝式結(jié)構(gòu)，其呼吸管(71)的管口處安裝有空氣潔凈器(72)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述橋式整流管路組裝在同一個(gè)集成閥座(5)上；也可以是，該橋式整流管路與所述壓力表開關(guān)閥(531)、吸油開關(guān)閥(541)均組裝在同一個(gè)集成閥座(5)上；還可以是，該橋式整流管路與所述壓力表開關(guān)閥(531)、冷卻器(551)、吸油開關(guān)閥(541)均組裝在同一個(gè)集成閥座(5)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述貯油箱(7)為其頂部有呼吸管(71)的封裝式結(jié)構(gòu)，其呼吸管(71)的管口處安裝有空氣潔凈器(72)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述貯油箱(7)為其頂部有呼吸管(71)的封裝式結(jié)構(gòu)，其呼吸管(71)的管口處安裝有空氣潔凈器(72)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述貯油箱(7)為其頂部有呼吸管(71)的封裝式結(jié)構(gòu)，其呼吸管(71)的管口處安裝有空氣潔凈器(72)。
全文摘要
一種被動式無源液壓加載試驗(yàn)裝置。該裝置包括有與被測工件連接而隨其擺動的搖臂，其活塞桿鉸接在搖臂兩端的兩個(gè)單活塞桿雙作用式液壓油缸。每一油缸的背壓腔分別通過各一條連接管路，與另一油缸的正壓腔聯(lián)通；每一連接管路又通過其間的一條分支管分別與一組橋式整流管路的兩個(gè)交替供油口聯(lián)通。該橋式整流管路包括四個(gè)單向閥、一個(gè)溢流閥及其和壓力表。該橋式整流管路的單向閥導(dǎo)通端的并聯(lián)點(diǎn)處，連接有一根吸油管；其單向閥阻斷端的并聯(lián)點(diǎn)處，連接有一根安裝了溢流閥的溢流管和壓力表。該橋式整流管路的吸油管和溢流管的另一端均通向貯油箱。本發(fā)明的有益效果是，大組件少、系統(tǒng)體積小、制造成本低；安全性高；噪聲小、測試準(zhǔn)確性較高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01D11/00GK1858559SQ200610054250
公開日2006年11月8日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者趙夢樂 申請人:重慶華渝電氣儀表總廠