【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种包含环境因素的液压系统元器件(接头、管路、阀体、液压缸)可靠性试验
的试验装置及可靠性试验方法，更确切地说，本专利技术涉及一种通过三维振动平台、温湿度箱和加载装置实现液压系统在不同温度、湿度、振动、压力条件下，对液压系统进行加载试验从而模拟多工况的可靠性试验装置及方法。
技术介绍
随着制造业的不断发展，数控机床成为制造业中的必备工具，而液压系统又是数控机床能够正常工作的前提。液压系统在现代工业领域得到广泛的使用，尤其在工程机械、提升装置、数控机床等更是必不可少的一种动力源；然而，液压系统在使用过程中存在着一系列的问题，我们对液压系统可靠性的研究却相对较少；尤其在数控机床中，高压力、振动等因素会使得液压油管的接口处出现经常性的泄漏现象。因此，提高液压系统自身可靠性水平是所有科技工作者共同关心的问题，也对整个机床的可靠性起着至关重要的作用。针对数控机床液压系统存在的泄漏的这一问题，目前，国内关于液压系统的可靠性试验装置及方法甚少；同时，对于液压系统在不同工况下的可靠性研究也很少，因此研究包含环境场的液压系统元器件的可靠性试验装置具有重要的实际意义。现在，关于液压系统可靠性技术的研究主要采用故障模式及影响分析(FMEA)、故障树分析(FTA)等方法，其主要目的是通过试验找到液压系统中的薄弱环节，对其结构进行改进设计，降低液压系统的故障率。为了进一步提高液压系统工作的稳定性与可靠性，并且最大可能的模拟液压...
【技术保护点】
一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验装置，其特征在于：三维振动平台通过地脚螺栓固定在地面上，监控装置固定在三维振动平台上表面，支撑框架固定在三维振动平台的上表面，电液伺服装置、连接装置和液压缸组件通过底板实现对正之后将其固定在支撑框架上，三位四通电磁换向阀、温度传感器、流量传感器、压力传感器安装在支撑框架的上表面,液压缸组件和三位四通电磁换向阀通过连接油管连接，温湿度控制箱组件安装在三维振动台的上表面。
【技术特征摘要】
1.一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验装置，其特征在于：三维振动平台通
过地脚螺栓固定在地面上，监控装置固定在三维振动平台上表面，支撑框架固定在三维振
动平台的上表面，电液伺服装置、连接装置和液压缸组件通过底板实现对正之后将其固定
在支撑框架上，三位四通电磁换向阀、温度传感器、流量传感器、压力传感器安装在支撑框
架的上表面,液压缸组件和三位四通电磁换向阀通过连接油管连接，温湿度控制箱组件安
装在三维振动台的上表面。
2.根据权利要求1所述的一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验装置，其特征
在于：所述支撑框架为板类零件，支撑框架由四个立柱和一个钢板焊接而成，所述钢板上开
4个等距的矩形通槽。
3.根据权利要求1所述的一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验装置，其特征
在于：所述温湿度控制箱组件包含温湿度箱门、油管孔、温度控制器、湿度控制器、箱体，所
述箱体为绝热类零件，正面有温湿度箱门，其侧面开两个油管孔用来穿液压管路，所述温度
控制器和湿度控制器固定在温湿度控制箱组件后方的凸台上。
4.根据权利要求1所述的一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验装置，其特征
在于：所述电液伺服装置由底座、位移传感器、电液伺服阀、弹性单元、电液伺服伸出杆、轮
辐式力传感器、连接头组成，所述底座通过螺钉固定到底板上，所述电液伺服缸体通过螺钉
固定到底座上，所述位移传感器固定到电液伺服液压缸后方，所述电液伺服阀安装在电液
伺服缸体上方，所述弹性单元固定在电液伺服伸出杆中，所述轮辐式力传感器固定在电液
伺服伸出杆上，所述连接头一端通过螺纹与轮辐式力传感器连接。
5.根据权利要求1所述的一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验装置，其特征
在于：所述连接装置由销钉一、加载滑板、滑块、弹性阻尼单元组成，所述加载滑板通过螺栓
与底板连接，所述滑块通过其上的T形凸台与加载滑板上的燕尾槽滑动连接，滑块通过销钉
与所述连接头连接，所述弹性阻尼单元固定在滑块右侧。
6.根据权利要求1所述的一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验装置，其特征
在于：所述液压缸组件由球头杆、压力传感器、液压杆、液压缸、销钉二、支撑板组成，所述球
头杆通过销钉二与弹性阻尼单元连接，所述球头杆与压力传感器螺纹连接，所述压力传感
器与液压杆螺纹连接，液压缸体连接在支撑板上方，所述支撑板固定在底板上。
7.根据权利要求5所述的一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验装置，其特征
在于：所述滑块其形状像L形，所述滑块左侧为一个圆柱形凸台，并且在圆柱形凸台上开销
孔实现与连接头的连接，所述滑块右侧开四个螺纹孔用于安装弹簧阻尼单元；所述加载滑
板为板类零件，其上表面开一燕尾通槽，其上表面左前方做两个三角形凸台，用于限制滑块
行程，所述的加载滑板上开四个螺纹孔用来与底板连接；
所述弹性阻尼单元由弹簧、接触块、套筒组成，所述弹簧套在接触块上，所述接触块套
在套筒中二者属于间隙配合，所述接触块左侧为T型结构，用于安装弹簧及弹簧的固定，右
侧为一个半球状结构，用于增加球头杆与接触块的接触面积，所述套筒左侧有一个方形的
凸台，且在凸台上加工四个螺纹孔通过螺栓固定在滑块右侧，所述套筒左侧的内孔加工一
个小的台阶，用于接触块的限位，所述套筒右侧的圆柱面上加工一个垂直向下的通孔用于
和球头杆连接。
8.根据权利要求6所述的一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验装置，其特征
在于：所述球头杆为杆类零件，所述球头杆前端开一销孔，从而实现与弹簧阻尼单元连接，
所述球头杆后端加工成螺纹从而实现与压力传感器连接。
9.根据权利要求1所述的一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验装置，其特征
在于：所述监控装置由减震弹簧、CCD图像传感器、吸油纸、磁铁组成，CCD图像传感器安装在
减震弹簧上，该减震弹簧固定在三维振动平台上表面，所述吸油纸通过磁铁平铺固定在三
维振动平台上，所述吸油纸为变色吸油纸。
10.一种包含环境场的液压系统元器件可靠性试验方法，其特征在于包括如下步骤：
一、建立实验对象液压系统实际工作中的载荷谱
(1)确定环境因素的参数
1)采集液压系统在正常工作的环境温度最小值Tmin和最大Tmax，从而按照比例将温度值
划分为n个区间，分别为[Tmin，T1]、……[Ti，Ti+1]……[Tn-1，Tmax]，每个温度区间对应的工作
时间间隔为t1、……ti、……tn，为了使液压系统处于持续工作的状态，对采集液压系统工作
时间按照等比例放大，比例因子α，使得小时；
其中Ti为第i区间的温度值；
2)采集液压系统在正常工作环境下湿度最小值hmin和hmax，将空气湿度也按照一定的比
例划分为m个子区间，分别为[hmin，h1]、……[hj，hj+1]……[hm-1，hmax]，每个湿度区间对应的
工作时间间隔为t1、……tj、……tm，，为了使液压系统处于持续工作的状态，对采集液压系
统工作时间按照等比例放大，比例因子β，使得 Σ j = 1 m β * t j = 24 ]]>小时；
其中hj为第j区间的湿度值；
3)采集实际工作过程中的振动参数：
液压系统在不同工况下，振动频率取值区间[fmin，fmax]，按照所采集数据分布情况将其
分为L个子区间，各个子区间为[fmin，f1]、……[fk，fk+1]……[fL-1，fmax]，每个频率区间相对
应的振动幅值为A1、……AK、……AL，与之对应的工作持续时间t1、……tk、……tL，为了使液
压系统处于持续工作的状态，对采集液压系统工作时间按照等比例放大，比例因子γ，使得
小时；
其中fk为第k区间的振动频率值；
(2)确定液压系统工作载荷
1)采集液压系统在不同工况下的油液压力得到液压系统静态压力值最小值Pmin和最大
值Pmax，分别记录一系列的压力值：Pmin、P1、P2、……Pmax；并记录各压力值所对应的N个持续工
作时间值：为保证液压系统持续工作从而确定期寿命的加速试验，所
以各时间间隔按照比例因子δ进行放大使得： Σ i = 1 N δ * t i * = 24 ]]>小时；
2)采集液压系统在不同工况下的油液压力得到液压系统动态压力值基值：Bmin、B1、
B2、……Bmax，幅值：Cmin、C1、C2、……Cmax，频率：在各种工作的条件下记
录M个持续工作时间值：同样为保证液压系统持续工作从而确定期寿
命的加速试验，所以各时间间隔按照比例因子ε进行放大使得：小时；
3)采集液压系统在发生碰撞过程中的油液压力值与被撞材料的弹性系数和阻尼系数，
得到液压系统瞬时压力值：被撞材料的弹性系数Kmin、K1、K2、……
Kmax，阻尼系数Emin、E1、E2、……E...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨兆军，杜乐，李国发，刘国飞，侯超，田海龙，张恒，陈玮峥，郑忠臣，王升旭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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