專利名稱：用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于測試液壓缸的設(shè)備，尤其涉及一種用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備。
背景技術(shù)：
根據(jù)GB/15622-2005《液壓缸測試系統(tǒng)》和JB/T10205-2010《液壓缸》的要求，液壓缸測試項目主要包括試運行試驗、起動壓力特性試驗、耐壓試驗、耐久性試驗、泄漏試驗(內(nèi)泄漏和外泄漏試驗)、緩沖試驗、負載效率試驗、高溫試驗和行程試驗。試驗項目中除試運行試驗、起動壓力特性試驗、耐壓試驗和行程試驗外，其它試驗項目均要求對系統(tǒng)進行加載測試。目前，市場上絕大多數(shù)液壓缸測試系統(tǒng)均為溢流加載模式，該類型液壓缸測試系統(tǒng)的模擬負載由獨立的溢流加載裝置(通常采用溢流閥)來實現(xiàn)，其對于大功率液壓元件的測試，隨著測試壓力的提高或流量的增加，在系統(tǒng)加載裝置處的壓降將進一步增大，因此，不可避免地存在系統(tǒng)能耗大、油溫上升快、油液易老化等缺點，且難以實現(xiàn)模塊化設(shè)計?，F(xiàn)有技術(shù)中的溢流加載式液壓缸測試系統(tǒng)，其溢流加載裝置一般固定且獨立于測試系統(tǒng)，在進行液壓缸測試時，由于被測缸與加載缸是通過拉壓變送裝置連接的，在該測試模式下，通常采用“單缸安裝、單缸測試”的方法，即每個被測缸的測試都必須進行一次停機安裝連接。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中的溢流加載式液壓缸測試系統(tǒng)及其方法僅適合于測試樣本數(shù)量較少的情況，因此，其測試效率低，同時相應(yīng)地導致操作人員的工作強度大
實用新型內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)中的液壓缸測試設(shè)備一般皆配備有獨立的溢流加載裝置，從而造成“單缸安裝、單缸測試”的運作模式，效率低下，操作者工作強度極大，同時無法適應(yīng)大規(guī)模作業(yè)；另一方面，在大功率液壓元件的測試中能耗大、油溫上升快、油液老化快。本實用新型提出了一種用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備，包括:第一主油口和第二主油口，用于接受來自油源的液壓油；液壓缸接口，用于連接液壓缸的有桿腔或無桿腔；至少兩組功能換向閥，其中第一組功能換向閥連接到液壓缸的有桿腔，第二組功能換向閥連接到液壓缸的無桿腔，各組功能換向閥均包括兩個插裝閥單元，其中第一和第二插裝閥單元各自分別由一個二位三通換向閥控制其先導壓力，各插裝閥單元均包括兩個功能插裝閥；至少兩組選擇換向閥，各組選擇換向閥均包括一個選擇插裝閥和一個液控單向閥，每組選擇換向閥由一個二位三通換向閥控制其先導壓力，并且每個選擇插裝閥的B腔與其所對應(yīng)的第一插裝閥單元中的一個功能插裝閥的直接連接孔和第二插裝閥單元中的一個功能插裝閥的直接連接孔相連通；設(shè)置在第一主油口和第二主油口所在的油路中的選擇單元，用來選擇壓力較高的油路作為控制油，其中，二位三通換向閥的壓力口相互連通，并與選擇單元的出口相連，第一主油口分別連通到每個插裝閥單元中的一個插裝閥的工作腔，第二主油口連通到各組選擇換向閥中的液控單向閥的入口，第一主油口和第二主油口通過選擇單元連通到相互連通的二位三通換向閥。在一個實施例中，同一個插裝閥單元中的兩個功能插裝閥的控制腔相互連接。在一個實施例中，同一組選擇換向閥中的選擇插裝閥和液控單向閥的控制腔相連。在一個實施例中，根據(jù)本實用新型的用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備還包括設(shè)置在油路上的測溫接口和測壓接口。在一個實施例中，二位三通換向閥的出油一路與其所控制的功能插裝閥或選擇插裝閥的控制腔，或者其所控制的液控單向閥的控制腔相連，另一路與控制油回油路相連。 在一個實施例中，通過液壓缸接口連接到設(shè)備的液壓缸通過能夠測量力的第一傳感器對頂連接。在一個實施例中，選擇單元包括兩個出口相互連通并各自位于一個主油口的油路中的主油口單向閥，或者包括梭閥。在一個實施例中，根據(jù)本實用新型的用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備還包括液壓缸測試負載調(diào)節(jié)閥，液壓缸測試負載調(diào)節(jié)閥包括調(diào)節(jié)插裝閥、溢流閥插芯和電比例溢流閥插芯。在一個實施例中，根據(jù)本實用新型的用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備還包括能夠測量液壓缸的負載壓力的第二傳感器和用來接收并處理第一和第二傳感器的測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理裝置。根據(jù)本實用新型的設(shè)備基于能量回收型液壓缸測試用控制閥塊，相對現(xiàn)有技術(shù)帶來了如下進步:第一，采用全插裝閥換向回路，減少了設(shè)備油液泄漏，降低了設(shè)備壓損，提高了設(shè)備可靠性；第二 ，采用全插裝閥連接形式，符合測試工況要求，便于實現(xiàn)設(shè)備模塊化設(shè)計；第三，將設(shè)備壓力引至被測缸和加載缸兩端，代替了獨立的溢流加載裝置，實現(xiàn)了液壓缸負載效率試驗和設(shè)備加載的有機結(jié)合；第四，避免了設(shè)備溢流加載時的能量損失，有效地提高了能源利用率、減少了設(shè)備發(fā)熱，使得油液溫度便于控制，進而保證了設(shè)備測試精度；第五，加載結(jié)構(gòu)的改變和被測液壓缸安裝、測試流程的簡化，成倍提高了液壓缸測試效率。

在下文中將基于僅為非限定性的實施例并參考附圖來對本實用新型進行更詳細的描述。其中:圖1為根據(jù)本實用新型的設(shè)備的示意圖；圖2為一個實施例中的根據(jù)本實用新型的設(shè)備的示意圖；圖3為根據(jù)本實用新型的設(shè)備的測試/控制信號示意圖。在圖中，相同的構(gòu)件由相同的附圖標記標示。附圖并未按照實際的比例繪制。
具體實施方式下面將參照附圖來詳細地介紹本實用新型。參照圖1，根據(jù)本實用新型的用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備15包括兩組功能換向閥和兩組選擇換向閥。第一組功能換向閥包括插裝閥401、402、404、405 ;第二組功能換向閥包括插裝閥406、407、408、409。每組功能換向閥分別由兩個二位三通換向閥作為先導控制閥。二位三通換向閥可以是電磁換向閥。在第一組功能換向閥中:插裝閥401和插裝閥405的控制腔(即C腔)相連，其先導壓力由二位三通換向閥301控制；插裝閥402和插裝閥404的控制腔(C腔)相連，其先導壓力由二位三通換向閥503控制。在第二組功能換向閥中:插裝閥406和插裝閥409的控制腔(C腔)相連，其先導壓力由二位三通換向閥302控制；插裝閥407和插裝閥408的控制腔(C腔)相連，其先導壓力由二位三通換向閥504控制。第一組選擇換向閥包括插裝閥403和液控單向閥701 ;第二組選擇換向閥包括插裝閥410和液控單向閥702。每組選擇換向閥由一個二位三通換向閥作為先導控制閥。在第一組選擇換向閥中:插裝閥403和液控單向閥701的控制腔相連，其先導壓力由二位三通換向閥501控制。在第二組選擇換向閥中:插裝閥410和液控單向閥702的控制腔相連，其先導壓力由二位三通換向閥502控制。插裝閥403的油液出口腔(即插裝閥B腔)與插裝閥401和插裝閥404的油液入口(即插裝閥A腔)相通；插裝閥410的B腔與插裝閥407和插裝閥409的油液入口相通。設(shè)備15還具有單向閥601和單向閥602。二位三通換向閥301，302，501，502，503，504的壓力口相連通，并與單向閥601和單向閥602的出口相連。設(shè)備15還包括液壓缸測試負載調(diào)節(jié)閥，該液壓缸測試負載調(diào)節(jié)閥包括調(diào)節(jié)插裝閥8、溢流閥插芯9和電比例溢流閥插芯10。插裝閥8可以為壓力閥插芯。溢流閥插芯9可以是二位兩通電磁換向閥。電比例溢流閥插芯10可以是插裝溢流閥蓋板。液壓缸測試負載調(diào)節(jié)閥用來根據(jù)被測缸的壓力狀況調(diào)節(jié)輸入的油量。在另一個實施方案中，調(diào)節(jié)插裝閥8，溢流閥插芯9和電比例溢流閥插芯10可以由一個比例溢流閥代替。然而在不同的實施例中，如圖2，也可以用梭閥12來代替單向閥601和602。根據(jù)本實用新型的用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備15，壓力油主要通過主油口P1、主油口 P2和主油口 Pc5進入設(shè)備15，優(yōu)選地通過主油口 P1和主油口 Pct進入設(shè)備15。在主油口 P1、主油口 P2和主油口 Pct所在油路中設(shè)有單向閥。在圖1所示的實施例中，單向閥601位于主油口 Pep所在的油路中，單向閥602位于主油口 P1或主油口 P2所在的油路中。將單向閥601和602的出口相連接，或者通過梭閥12，都可以實現(xiàn)自主選擇主油口P1、主油口 P2和主油口 Pc5所在油路中的最高壓力者作為主控制油。主控制油被引到各二位三通電磁換向閥的壓力油口。同時，各二位三通電磁換向閥的出油一路與其所控制的插裝閥控制腔或者液控單向閥控制腔相連，另一路和控制油回油路相連。根據(jù)本實用新型的設(shè)備15，兩液壓缸101和102采用對頂連接，優(yōu)選地為兩液壓缸101和102通過力傳感器對頂連接。參照圖1，液壓缸101的無桿腔和有桿腔的連接口分別與接口 A1和接口 A2連接，液壓缸102的無桿腔和有桿腔的連接口分別與接口 B1和接口 B2連接。參照圖1，設(shè)備15在其各主油路和各主控制油路均可設(shè)有測壓接口或測溫接口。[0039]測壓接口包括Mpl，Mp2，Mp3, Mp4和Mp5。Mpl測量A1接口油路壓力；Mp2測量A2接口油路壓力；Mp3測量B2接口油路壓力；Mp4測量B1接口油路壓力％5測量主回油接口 T2油路壓力。測溫接口包括Mtl，Mt2, Mt3, Mt4和Mt5，Mtl測量A1接口油路溫度；Mt2測量A2接口油路溫度；Mt3測量B2接口油路溫度；Mt4測量B1接口油路溫度；Mt5測量主回油接口 T2油路溫度。參照圖1，設(shè)備油源1101和1102分別與設(shè)備15的接口 P1和接口 Pep相連。油源1101輸出的液壓油經(jīng)接口 P1分別進入插裝閥401、插裝閥402、插裝閥406和插裝閥407的工作腔。油源1102輸出的液壓油經(jīng)接口 Pep分別進入液控單向閥701和液控單向閥702的入口。油源1101和油源1102中具有較高壓力者，其輸出油一路通過其所在油路的單向閥(601或602)進入控制油路作為設(shè)備15的先導控制油源。控制油路即圖1中用虛線表示的回路，控制油路主要包括從主油口通過梭閥(或者另一個實施例中的兩個單向閥)進入的油路，它主要起到了控制各組功能換向閥和選擇換向閥的控制腔壓力，以達到最終控制功能換向閥和選擇換向閥的開啟或關(guān)閉的功能?？刂朴吐返幕赜涂谠趫D1中表示ST3 口。在操作根據(jù)本實用新型的用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備15時，控制二位三通換向閥501或二位三通換向閥502中的一個，使其電磁鐵得電，從而打開選擇換向閥中的一組(另一組處于關(guān)閉狀態(tài))，此時油源1102輸出的液壓油同時進入兩被測缸/加載缸的有桿腔或無桿腔，由于液壓力平衡，液壓缸活塞仍將處于靜止位置。根據(jù)負載的大小調(diào)節(jié)油源1102的壓力，由于液壓作用面積相同，改變壓力后液壓缸保持靜止，以此可實現(xiàn)模擬液壓缸測試設(shè)備的加載。然后，控制不與已開啟的油路的選擇換向閥相連接的功能換向閥中的一個二位三通換向閥，使得油源1101的輸出油液進入其中一個被測缸/加載缸的無桿腔或有桿腔，此時在油液壓力的作用下，液壓缸摩擦力等阻力被克服，液壓缸開始運動，并且通過改變油源1101的流量可以方便地改變液壓缸的 運動速度。記錄液壓缸試驗加載壓力和力傳感器輸出的數(shù)據(jù)，通過計算和繪制曲線圖得到液壓缸的負載效率。因此，完成了通過模擬液壓缸負載的工況對液壓缸負載效率的測試。本實用新型基于能量回收原理，采用插裝閥連接形式實現(xiàn)設(shè)備功能。在液壓缸負載效率測試工況下，通過控制油路插裝閥動作邏輯，將液壓缸測試設(shè)備加載壓力油同時引至被測缸和加載缸的有桿腔或無桿腔，以此實現(xiàn)設(shè)備加載。同時，根據(jù)被測缸測試時的運動方向控制另一路控制油液進入被測缸和加載缸的無桿腔或有桿腔，以此實現(xiàn)液壓缸測試在加載工況下的運動。本實用新型的另一方面，提出了使用根據(jù)本實用新型的用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備15對液壓缸進行測試的方法。根據(jù)本實用新型的方法，其步驟大致包括:第一步:啟動設(shè)備，打開液控單向閥中任意一組，以較低壓力使一組油源進入兩對頂液壓缸的兩無桿腔或兩有桿腔。第二步:調(diào)節(jié)進入兩對頂液壓缸101和液壓缸102的兩無桿腔或有桿腔的油液的壓力至設(shè)定的試驗壓力。第三步:打開兩組由二通插裝閥連接組成的功能換向回路中的一組插裝閥，以較低壓力使另一組油源進入其中一個對頂缸(即液壓缸101和102中的一個，可根據(jù)試驗方向選擇)的有桿腔或無桿腔，此時，液壓缸由于受力平衡(此時，驅(qū)動壓力不足以克服液壓缸靜摩擦力)，仍處在平衡位置。其中，另一對頂缸的有桿腔或無桿腔與回油路相連。第四步:調(diào)節(jié)第三步中進入一個液壓缸有桿腔或無桿腔的壓力，逐漸調(diào)高壓力，使得液壓缸在液壓力的作用下開始運動，其運動速度由第三步中進入液壓缸中的流量決定。第五步:記錄第二步中的液壓缸試驗壓力和力傳感器的輸出數(shù)據(jù)，通過計算和曲線繪制即可得到其中一個液壓缸的負載效率，同理，通過改變前四個步驟中液壓油的流動方向，繼續(xù)重復測試過程，可得到另一個液壓缸的負載效率。
以下結(jié)合附圖所示的具體的實施例來介紹根據(jù)本實用新型的方法:第一步:檢查設(shè)備15的油路、電氣、測控和附件等的連接狀況，確保油路和電氣等的連接準確無誤。第二步:參照圖3，在啟動油源1101和1102前，通過設(shè)定電比例溢流閥10控制信號Iinl和信號Iin2，控制其設(shè)定壓力為零(或為最小穩(wěn)定值，無負載啟動)；確認在初始狀態(tài)下，二位三通電磁換向閥501和502的電磁鐵得電；確認在初始狀態(tài)下，二位三通電磁換向閥301、503、302和504的電磁鐵失電。第三步:啟動油源1101和1102。此時由于電比例溢流閥1101.1和1102.1設(shè)定壓力為零(或為最小穩(wěn)定值)，液壓設(shè)備無負載啟動。(其中電比例溢流閥1101.1對應(yīng)油源1101，電比例溢流閥1102.1對應(yīng)油源1102。)第四步:控制二位三通電磁換向閥502的電磁鐵失電，打開由液控單向閥702和插裝閥410組成 的第二組選擇換向閥(以打開該組選擇換向閥為例進行說明，同理，改變其啟閉狀態(tài)則為另一項測試項目)，使油源1102的液壓油分別進入兩對頂液壓缸的兩無桿腔。由于兩對頂液壓缸具有結(jié)構(gòu)尺寸對稱的特性，當油液進入兩對頂液壓缸的兩無桿腔后，液壓缸活塞保持靜止。第五步:控制電比例溢流閥1102.1的輸入電流的大小，使輸入電流為設(shè)定加載壓力值。根據(jù)加載力的要求，控制輸入電流以實現(xiàn)測試設(shè)備加載。負載壓力的變化將使兩對頂液壓缸之間的力發(fā)生改變。由于兩對頂液壓缸對稱受力平衡，活塞保持靜止。第六步:控制二位三通電磁換向閥503得電，插裝閥402和插裝閥404的壓力控制腔C腔泄壓，此時功能換向閥中的插裝閥402和插裝閥404所在油路處在連通狀態(tài)(根據(jù)兩對頂液壓缸的運動方向要求，可改變二位三通電磁換向閥503和301的電磁鐵的得失電狀態(tài)，控制插裝閥402和插裝閥404，以及插裝閥401和插裝閥405所在油路的連通狀態(tài)，以實現(xiàn)換向)。此時，油源1101的液壓油通過二通插裝閥402進入液壓缸101的有桿腔，液壓缸102的有桿腔的回油通過二通插裝閥404與回油路相連。第七步:調(diào)節(jié)電比例溢流閥1101.1的設(shè)定壓力，逐漸調(diào)高其壓力，使得液壓缸在液壓缸101有桿腔液壓力的作用下開始運動，其運動速度由進入液壓缸101有桿腔的流量決定。第八步:參照圖3將液壓缸試驗負載壓力(由壓力傳感器1102.2測出)和加載力(參照圖1，由力傳感器2測出)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)處理設(shè)備13，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理(例如液壓缸負載效率可表示為:計算加載力與試驗負載壓力和所在液壓缸容腔作用面積的乘積之比，即ε =[W/(P.A)] X 100%，式中，ε為液壓缸負載效率；Ρ為試驗負載壓力；Α為液壓缸的負載壓力容腔作用面積)和曲線繪制即可得到液壓缸102的負載效率曲線，同理，通過改變液壓油的流動方向，可得到另一個液壓缸的負載效率曲線。圖3中的14為信號/數(shù)據(jù)輸入輸出終端。通過根據(jù)本實用新型的設(shè)備及方法，實現(xiàn)了一次安裝一組測試樣本(兩個被測液壓缸)，測得兩個液壓缸的負載效率，簡化了試驗操作步驟，提高了測試效率。雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本實用新型進行了描述，但在不脫離本實用新型的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。本實用新型并不局限于文中 公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。
權(quán)利要求1.一種用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備，包括: 第一主油口和第二主油口，用于接受來自油源的液壓油； 液壓缸接口，用于連接液壓缸的有桿腔和無桿腔； 至少兩組功能換向閥，其中第一組功能換向閥連接到液壓缸的有桿腔，第二組功能換向閥連接到液壓缸的無桿腔，各組所述功能換向閥均包括兩個插裝閥單元，其中第一和第二插裝閥單元各自分別由一個二位三通換向閥控制其先導壓力，各所述插裝閥單元均包括兩個功能插裝閥； 至少兩組選擇換向閥，各組所述選擇換向閥均包括一個選擇插裝閥和一個液控單向閥，每組所述選擇換向閥由一個二位三通換向閥控制其先導壓力，并且每個所述選擇插裝閥的B腔與其所對應(yīng)的第一插裝閥單元中的一個功能插裝閥的直接連接孔和第二插裝閥單元中的一個功能插裝閥的直接連接孔相連通； 設(shè)置在所述第一主油口和第二主油口所在的油路中的選擇單元，用來選擇壓力較高的油路作為控制油； 其中，所述二位三通換向閥的壓力口相互連通，并與所述選擇單元的出口相連，所述第一主油口分別連通到每個插裝閥單元中的一個插裝閥的工作腔，所述第二主油口連通到各組所述選擇換向閥中的所述液控單向閥的入口，所述第一主油口和所述第二主油口通過所述選擇單元連通到相互連通的所述二位三通換向閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，同一個所述插裝閥單元中的兩個所述功能插裝閥的控制腔相互連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，同一組所述選擇換向閥中的所述選擇插裝閥和所述液控單向閥的控制腔相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，還包括設(shè)置在油路上的測溫接口和測壓接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述二位三通換向閥的出油一路與其所控制的所述功能插裝閥或所述選擇插裝閥的控制腔，或者其所控制的所述液控單向閥的控制腔相連，另一路與控制油回油路相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，通過所述液壓缸接口連接到所述設(shè)備的液壓缸通過能夠測量力的第一傳感器對頂連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述選擇單元包括兩個出口相互連通并各自位于一個主油口的油路中的主油口單向閥，或者包括梭閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，還包括液壓缸測試負載調(diào)節(jié)閥，所述液壓缸測試負載調(diào)節(jié)閥包括調(diào)節(jié)插裝閥、溢流閥插芯和電比例溢流閥插芯。
9.根 據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，還包括能夠測量液壓缸的負載壓力的第二傳感器和用來接收并處理所述第一和第二傳感器的測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理裝置。
專利摘要本實用新型提出了一種用于測試液壓缸的控制閥塊設(shè)備，屬于機械液壓領(lǐng)域。該設(shè)備包括第一主油口和第二主油口，用于接受來自油源的液壓油；液壓缸接口，用于連接液壓缸的有桿腔和無桿腔；至少兩組功能換向閥；至少兩組選擇換向閥；選擇單元，其中，二位三通換向閥的壓力口相互連通，并與選擇單元的出口相連，第一主油口分別連通到每個插裝閥單元中的一個插裝閥的工作腔，第二主油口連通到各選擇換向閥中的液控單向閥的入口，第一主油口和第二主油口通過選擇單元連通到相互連通的二位三通換向閥。根據(jù)本實用新型的設(shè)備，只需一次安裝，同時測量兩個液壓缸，避免了獨立的溢流加載裝置，從而提高了效率，降低了成本。
文檔編號F15B13/02GK203130649SQ201320122610
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者劉飛香, 程永亮, 鄭大橋, 廖金軍, 李之雄, 左佳玉, 郝蔚祺, 王文標 申請人:中國鐵建重工集團有限公司