單向交流液壓實驗控制系統(tǒng)及其實驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于交流液壓系統(tǒng)的液壓驅(qū)動式的實驗控制系統(tǒng)，具體的說是一種獲取交流液壓動態(tài)信息及對其進行機理分析的實驗控制系統(tǒng)。屬于交流液壓技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂的交流液壓是利用液壓管道中的液體波動流量或波動壓力傳遞功率或信號，可實現(xiàn)傳動同步和振動輸出兩種功能。在一般的液壓系統(tǒng)中，液壓泵輸出的液體經(jīng)管道和控制閥到執(zhí)行器后再回到油箱，液體是沿著一定的方向連續(xù)流動，稱之為直流液壓。而交流液壓系統(tǒng)則是利用管路中脈動(或稱交流)液壓系統(tǒng)和駐波(或稱交壓)液壓系統(tǒng)。近年來國內(nèi)外研宄者開始關(guān)注于交流液壓技術(shù)，并對其進行實驗研宄，但由于交流液壓技術(shù)的發(fā)展歷史較短，在許多方面研宄還不夠完善，尤其在理論研宄上有待深入。1988年，顧迪民教授對交流液壓系統(tǒng)進行了理論分析和實驗研宄，給出了各種參數(shù)對系統(tǒng)效率的影響。
[0003]研制交流液壓實驗臺，可以模擬多種實際工況并不斷獲取交流液壓工作中的實際的動態(tài)信息，進行機理分析，結(jié)合系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型理論聯(lián)系實際，準確而有方向的深入探宄交流液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)理論，為創(chuàng)新和優(yōu)化交流液壓系統(tǒng)，開拓交流液壓新的應(yīng)用領(lǐng)域以及實際工程提供有力的技術(shù)支持。
[0004]交流液壓系統(tǒng)以波動能量傳輸為最基本特點，是一種閉式系統(tǒng)或者混合液壓系統(tǒng)，不僅具有直流液壓系統(tǒng)的功率重量比大，體積小，易于調(diào)節(jié)等優(yōu)點，還具有自身的許多優(yōu)點，因此，適合搭建單向交流試驗臺進行性能實驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種體積小，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠的單向交流液壓實驗控制系統(tǒng)，可以準確而有方向的深入探宄交流液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)理論，為創(chuàng)新和優(yōu)化交流液壓系統(tǒng)，開拓交流液壓新的應(yīng)用領(lǐng)域以及實際工程提供有力的技術(shù)支持。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種單向交流液壓實驗控制系統(tǒng)，它主要包括交流系統(tǒng)和模擬負載系統(tǒng)構(gòu)成，交流系統(tǒng)包括變量泵、伺服比例閥、脈沖泵組和執(zhí)行器組，所述伺服比例閥設(shè)置于變量泵的出油口和脈沖泵組的左腔之間，所述變量泵和伺服比例閥之間通過第一溢流閥與油箱相連，脈沖泵組的右腔與執(zhí)行器組的進油口相連，在執(zhí)行器組的進油口處均連接有補償蓄能器，補償蓄能器的一路通過第一節(jié)流閥與變量泵相連，另一路通過截止閥與執(zhí)行器組的進油口相連，執(zhí)行器組的出油口通過第二節(jié)流閥與變量泵相連，在執(zhí)行器組的出油口與變量泵的油路上連接有回程蓄能器；
所述模擬負載系統(tǒng)包括定量泵、第二溢流閥和模擬執(zhí)行器組，模擬執(zhí)行器組的進油口與定量泵之間設(shè)置有第二節(jié)流閥，在所述定量泵與第二節(jié)流閥之間設(shè)置有第二溢流閥，在所述第二溢流閥與定量泵之間設(shè)置有開關(guān)閥。
[0007]在所述脈沖泵組的進油口和出油口以及執(zhí)行器組的出油口均安裝有壓力傳感器，在所述執(zhí)行器組的活塞桿上安裝有位移傳感器，所述伺服比例閥、壓力傳感器和位移傳感器均與一臺工業(yè)控制計算機相連。
[0008]一種單向交流液壓實驗控制系統(tǒng)的實驗方法，所述方法包括以下步驟:
步驟一、將第一溢流閥全開，開啟變量泵，調(diào)節(jié)第一溢流閥的預(yù)設(shè)壓力，打開第一節(jié)流閥和第二節(jié)流閥，向回程蓄能器和補償蓄能器內(nèi)充液以預(yù)置壓力；
步驟二、將第一溢流閥全開，關(guān)閉第一節(jié)流閥和第二節(jié)流閥，伺服比例閥右位接通，由回程蓄能器的壓力把執(zhí)行器組和脈沖泵組的活塞桿都推到初始位置；
步驟三、打開定量泵，調(diào)節(jié)第二溢流閥的壓力為步驟一中第一溢流閥的預(yù)設(shè)壓力，向模擬執(zhí)行器組充液，使模擬執(zhí)行器組的活塞桿伸出到預(yù)定位置；
步驟四、向伺服比例閥發(fā)出預(yù)定頻率的電信號，將第一溢流閥的壓力調(diào)定為步驟一中的預(yù)設(shè)壓力，伺服比例閥左位接通，推動脈沖泵組向右運動，進而推動執(zhí)行器組同步向右運動；
步驟五、當執(zhí)行器組和模擬執(zhí)行器組共同運動到最大振幅處后產(chǎn)生分離，將第一溢流閥全開，關(guān)閉第一節(jié)流閥和第二節(jié)流閥，伺服比例閥右位接通，由回程蓄能器的壓力推動執(zhí)行器和脈沖泵的活塞桿返回，負載缸的壓力下降，將開關(guān)閥的右位接通，定量泵推動負載缸回程到初始位置，然后將開關(guān)閥斷開，完成模擬實驗。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、用了模擬實驗多種工況實驗，同時對多個負載缸進行實驗，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理實時準確。
[0010]2、本實驗臺體積小，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。
[0011]3、由于液壓系統(tǒng)、原件標準化程度高、容易控制等優(yōu)點。并通過蓄能器等元件儲存能量，實驗操作簡單易行。
[0012]4、本裝置的由于使用標準化元件和通用化的設(shè)計，利于批量生產(chǎn)和降低成本；通過模塊化的設(shè)計，使安裝、調(diào)試、維護方便；集化設(shè)計，使結(jié)構(gòu)緊湊，施工難度降低。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明單向交流液壓實驗臺原理圖。
[0014]圖2為本發(fā)明伺服比例閥控的控制系統(tǒng)原理。
[0015]圖3為本發(fā)明單向交流液壓實驗工作原理圖。
[0016]其中:
變量泵1，伺服比例閥2，脈沖泵3、4、5，液壓缸6、7、8，第一溢流閥9，補償蓄能器10、11、12，第一節(jié)流閥13，第二節(jié)流閥14，回程蓄能器15，定量泵16，第二溢流閥17，負載缸18、19、20，第二節(jié)流閥21，第二溢流閥22，開關(guān)閥23。
【具體實施方式】
[0017]參見圖1一圖2，本發(fā)明涉及一種單向交流液壓實驗控制系統(tǒng)，主要包括交流系統(tǒng)和模擬負載系統(tǒng)構(gòu)成，交流系統(tǒng)包括變量泵1、伺服比例閥2、脈沖泵組和執(zhí)行器組，脈沖泵組和執(zhí)行器組分別由三個脈沖泵3、4、5和液壓缸6、7、8組成，所述伺服比例閥2設(shè)置于變量泵I的出油口和三個脈沖泵3、4、5的左腔之間，所述變量泵I和伺服比例閥2之間通過第一溢流閥9與油箱相連，三個脈沖泵3、4、5的右腔與執(zhí)行器組的三個液壓缸6、7、8的進油口相連，在三個液壓缸6、7、8的進油口處均連接有補償蓄能器10、11、12，三個補償蓄能器10、11、12的一路通過第一節(jié)流閥13與變量泵I相連，另一路通過單向閥與執(zhí)行器組的進油口相連，三個液壓缸6、7、8的出油口通過第二節(jié)流閥14與變量泵I相連，在三個液壓缸6、7、8的出油口與變量泵I的油路上連接有回程蓄能器15。
[0018]所述模擬負載系統(tǒng)包括定量泵16、第二溢流閥17和模擬執(zhí)行器組，所述模擬執(zhí)行器組由三個負載缸18、19、20組成，三個負載缸18、19、20的進油口與定量泵16之間設(shè)置有第二節(jié)流閥21，在所述定量泵16與第二節(jié)流閥21之間設(shè)置有第二溢流閥22，在所述第二溢流閥22與定量泵16之間設(shè)置有開關(guān)閥23。
[0019]在所述三個脈沖泵3、4、5的進油口和出油口以及三個液壓缸6、7、8的出油口均安裝有壓力傳感器，在所述三個液壓缸6、7、8的活塞桿上安裝有位移傳感器，在應(yīng)用時，將伺服比例閥、傳感器均與一臺工業(yè)控制計算機相連；通過工業(yè)控制計算機的輸入設(shè)備在工控機里輸入控制規(guī)則和控制參數(shù)，工業(yè)控制計算機給