一种双顶缸结构的加载方式及其液压系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双顶缸结构的加载方式及其液压系统，包括油箱、油泵、单向阀、高压滤油器、压力表、先导电磁溢流阀、比例调速阀、电磁换向阀、压力传感器、驱动油缸、固定支架、拉压力传感器、悬浮滑块连接件、位移传感器、负载油缸、比例压力阀、冷却器、回油过滤器和管路。液压系统通过比例压力阀和比例调速阀分别控制负载力大小和位移量，该加载方式具有无级可调，可主动、被动加载，可拉压双向加载，能实现力的阶跃响应，建压时间短等特点。本发明专利技术可广泛用于为实验研究提供灵活加载的负载力、模拟工业现场挤压力过程，为需要产生负载力的实验系统提供一种灵活可行的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种双顶缸结构的加载方式及其液压系统，包括油箱、油泵、单向阀、高压滤油器、压力表、先导电磁溢流阀、比例调速阀、电磁换向阀、压力传感器、驱动油缸、固定支架、拉压力传感器、悬浮滑块连接件、位移传感器、负载油缸、比例压力阀、冷却器、回油过滤器和管路。液压系统通过比例压力阀和比例调速阀分别控制负载力大小和位移量，该加载方式具有无级可调，可主动、被动加载，可拉压双向加载，能实现力的阶跃响应，建压时间短等特点。本专利技术可广泛用于为实验研究提供灵活加载的负载力、模拟工业现场挤压力过程，为需要产生负载力的实验系统提供一种灵活可行的解决方案。【专利说明】一种双顶缸结构的加载方式及其液压系统
本专利技术涉及一种双顶缸结构的加载方式及其液压系统，特别涉及一种用于为实验室提供灵活加载的负载力、模拟工业现场挤压力过程的加载方式及其液压系统。
技术介绍
在实验研究中，经常需要为执行机构提供一定的负载，该负载产生的同时不仅包含一个力，还会产生一定的位移；如挤压机的挤压过程，挤压的材料不仅会对挤压机活动横梁有一个抵抗力，而且还会受到压缩变形，该抵抗力随着压缩变形的增大有非线性增大的趋势，因此在模拟加载的过程中，要求该负载力(抵抗力)能实现无级可调、响应时间短。而一般的力加载方式如重力加载和弹簧加载，均无法为执行机构提供满足要求的负载力和位移。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能实现无级可调、响应时间短的双顶缸结构的加载方式及其液压系统。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供的双顶缸结构的加载方式及其液压系统，包括油箱，驱动油缸和负载油缸对中安装在固定支架上，所述的驱动油缸的活塞杆和所述的负载油缸的活塞杆分别与拉压力传感器两端面固定连接形成双顶缸结构，还包括一个测定所述的双顶缸结构的活塞杆的实时位移值的位移传感器；包括一个电磁换向阀，所述的电磁换向阀为三位四通电磁换向阀，驱动油泵的出口与比例调速阀的进口连接，所述的比例调速阀的出口与所述的电磁换向阀的一个进口连接，所述的电磁换向阀的二个出口分别与所述的驱动油缸的有杆腔和无杆腔连接，所述的驱动油泵的出口还连接有先导电磁溢流阀；所述的负载油缸的有杆腔和无杆腔分别与第一负载油泵和第二负载油泵连接，所述的负载油缸的有杆腔连接有第一比例压力阀，所述的负载油缸的无杆腔连接第二比例压力阀；所述的驱动油泵、第一负载油泵和第二负载油泵的进口均与所述的油箱连接，所述的电磁换向阀的回油口、所述的先导电磁溢流阀的回油口、所述的第一比例压力阀的回油口和所述的第二比例压力阀的回油口均与所述的油箱连接；所述的先导电磁溢流阀的控制端、所述的电磁换向阀的控制端、所述的比例调速阀的控制端、第一比例压力阀和第二比例压力阀的控制信号与控制系统通信连接。 所述的驱动油缸的有杆腔油口安装有第二压力传感器，所述的驱动油缸的无杆腔油口安装有第一压力传感器，所述的第二压力传感器和所述的第一压力传感器与控制系统通信连接。 所述的位移传感器采用磁悬浮滑块式的位移传感器；所述的磁悬浮滑块式的位移传感器包括磁悬浮滑块和传感器基座，所述的磁悬浮滑块通过悬浮滑块连接件与所述的拉压力传感器固定连接，使其与所述的拉压力传感器作同步直线往复运动，所述的磁悬浮滑块与所述的传感器基座保持3-5mm距离。 所述的负载油缸的有杆腔油口安装有第三压力传感器，所述的负载油缸的无杆腔油口安装有第四压力传感器，所述的第三压力传感器和所述的第四压力传感器与控制系统通信连接。 所述的电磁换向阀为“O”型中位机能的三位四通电磁换向阀。 所述的先导电磁溢流阀包括先导二位二通电磁阀和溢流阀，所述的先导二位二通电磁阀与控制系统通信连接。 所述的驱动油泵的出口安装有第一压力表，所述的驱动油缸的有杆腔油口安装有第三压力表，所述的驱动油缸的无杆腔油口安装有第二压力表，所述的负载油缸的有杆腔油口安装有第四压力表，所述的负载油缸的无杆腔油口安装有第五压力表。 所述的驱动油泵的出口安装有第一单向阀和第一高压滤油器，所述的第一负载油泵的出口安装有第二单向阀和第二高压滤油器，所述的第二负载油泵的出口安装有第三单向阀和第三高压滤油器。 所述的电磁换向阀的回油口、所述的先导电磁溢流阀的回油口、所述的第一比例压力阀的回油口和所述的第二比例压力阀的回油口通过冷却器和回油过滤器与所述的油箱连接。 流回油箱的油液均经过冷却器进行冷却，防止溢流损失导致液压系统温升过大。 流回油箱的油液均经过回油过滤器进行过滤，清洁油液。 采用上述技术方案的双顶缸结构的加载方式及其液压系统，液压系统分为驱动部分和负载部分；驱动部分包括油箱、驱动油泵、第一单向阀、高压过滤器、第一压力表、第二压力表、第三压力表、先导电磁溢流阀、比例调速阀、电磁换向阀、第一压力传感器、第二压力传感器、驱动油缸、冷却器、回油过滤器；负载部分包括油箱、第一负载油泵、第二负载油泵、第二单向阀、第三单向阀、第二高压滤油器、第三高压滤油器、第四压力表、第五压力表、第三压力传感器、第四压力传感器、负载油缸、第一比例压力阀、第二比例压力阀、冷却器、回油过滤器。 负载油缸的有杆腔和无杆腔分别采用第一负载油泵和第二负载油泵独立控制，两腔的压力和流量互不干扰，使得两腔压力和流量的调节更加灵活、可靠。 位移传感器采用磁悬浮滑块式的位移传感器；磁悬浮滑块通过悬浮滑块连接件与拉压力传感器固定连接，使其与拉压力传感器作同步直线往复运动，磁悬浮滑块与传感器基座保持3_5mm距离,通过磁感应产生输出电信号,从而测定双顶缸活塞杆的实时位移值；通过位移传感器测得的位移值，可以进一步调节比例调速阀的控制信号，实现对活塞杆位移的闭环控制，满足控制要求。 双顶缸结构始终设定为由驱动油缸推动负载油缸动作。 拉压力传感器既可测两油缸活塞杆间的拉压力，又是双顶缸结构两活塞杆的连接件。 液压系统的负载力由负载部分调节；负载油缸的有杆腔的压力P1由第一比例压力阀调定，负载油缸无杆腔的压力P2由第二比例压力阀调定；负载油缸的有杆腔的活塞面积为A1，负载油缸的无杆腔的活塞面积为A2,当双顶缸活塞杆作匀速运动或静止时，该液压系统负载力F按公式F = P2A2-P1A1计算，通过设定第一比例压力阀和第二比例压力阀的控制信号，即可得到系统最大负载力范围内的任意负载力值，实现负载力的无级可调。 上述液压系统中双顶缸活塞杆的运行速度由驱动部分调节；双顶缸活塞杆的运动速度由进入驱动油缸的油液流量决定，其流量通过比例调速阀调定。 驱动油缸的无杆腔油口安装有第一压力传感器，第一压力传感器可以实时检测驱动油缸无杆腔内的油压；驱动油缸的有杆腔油口安装有第二压力传感器，第二压力传感器可以实时检测驱动油缸有杆腔内的油压；负载油缸的有杆腔油口安装有第三压力传感器，所述第三压力传感器可以实时检测负载油缸的有杆腔内的油压；负载油缸的无杆腔油口安装有第四压力传感器，所述第四压力传感器可以实时检测负载油缸的无杆腔内的油压；通过第三压力传感器和第四压力传感器测得的油压，可以进一步调节第一比例压力阀和第二比例压力阀的控制信号，实现对负载力的闭环控制，满足控制要求。 第一压力表、第二压力表、第三压力表、第四压力表和第五压力表用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双顶缸结构的加载方式及其液压系统，包括油箱(1)，其特征在于：驱动油缸(10)和负载油缸(15)对中安装在固定支架(11)上，所述的驱动油缸(10)的活塞杆和所述的负载油缸(15)的活塞杆分别与拉压力传感器(12)两端面固定连接形成双顶缸结构，还包括一个测定所述的双顶缸结构的活塞杆的实时位移值的位移传感器(14)；包括一个电磁换向阀(8)，所述的电磁换向阀(8)为三位四通电磁换向阀，驱动油泵(2‑1)的出口与比例调速阀(7)的进口连接，所述的比例调速阀(7)的出口与所述的电磁换向阀(8)的一个进口连接，所述的电磁换向阀(8)的二个出口分别与所述的驱动油缸(10)的有杆腔和无杆腔连接，所述的驱动油泵(2‑1)的出口还连接有先导电磁溢流阀(6)；所述的负载油缸(15)的有杆腔和无杆腔分别与第一负载油泵(2‑2)和第二负载油泵(2‑3)连接，所述的负载油缸(15)的有杆腔连接有第一比例压力阀(16‑1)，所述的负载油缸(15)的无杆腔连接第二比例压力阀(16‑2)；所述的驱动油泵(2‑1)、第一负载油泵(2‑2)和第二负载油泵(2‑3)的进口均与所述的油箱(1)连接，所述的电磁换向阀(8)的回油口、所述的先导电磁溢流阀(6)的回油口、所述的第一比例压力阀(16‑1)的回油口和所述的第二比例压力阀(16‑2)的回油口均与所述的油箱(1)连接；所述的先导电磁溢流阀(6)的控制端、所述的电磁换向阀(8)的控制端、所述的比例调速阀(7)的控制端、第一比例压力阀(16‑1)和第二比例压力阀(16‑2)的控制信号与控制系统通信连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭建平，周宇峰，曾乐，许洪韬，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43