一种液压拉伸机自动刹车装置、液压拉伸机及刹车方法与流程

1.本发明涉及液压拉伸设备技术领域，特别是涉及一种液压拉伸机自动刹车装置、液压拉伸机及刹车方法。


背景技术：

2.材料的性能是设计各种工程结构选用材料的主要依据，材料的力学性能一般包括脆性、强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度、弹性、延展性、刚性等，是材料在不同环境(温度、介质、湿度)下，承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征。
3.拉伸试验是材料力学性能试验的基本方法之一，可测定材料的一系列强度指标及塑性指标，了解在拉伸试验中有哪些影响因素，有利于降低试验数据的误差。
4.液压拉伸机作为常用的拉伸试验所用器械，具有比较稳定可靠、超静音、控制精度高等优点，例如申请号为“201611234704.0”，名称为“液压拉伸机”的发明专利公开了一种液压拉伸机，由机械传动部分和液压控制部分组成，机械传动部分包括机身、安装在机身一端的定位夹持组件和滑动安装在机身另一端的拉伸夹持组件，液压控制部分包括与机身固定且活塞杆与拉伸夹持组件连接的拉伸液压缸以及与拉伸液压缸连接的第一手动液压泵，其利用手动液压泵完成对材料的拉伸试验，但是在面对需要高速拉伸试验场景时，需要工作人员加快对手动液压泵的施力频率，而且当其拉伸行程无法精确控制。
5.申请号为“201510312971.4”，名称为“拉伸液压机液压系统”的发明专利公开了一种液压拉伸机，包括主缸、液压垫缸、两位四通换向阀、三位四通换向阀、背压阀、进油总管和回油总管，主缸呈竖向布置，且其活塞杆朝下，主缸活塞杆的下端有滑块，液压垫缸位于所述主缸的下方，且液压垫缸的活塞杆朝上。背压阀有进口和出口，背压阀的出口通过管道连接有油箱，进口对应的背压阀一侧有阻尼口，该阻尼口通过管道与所述三位四通换向阀的第三出油口相连，利用系统控制换向阀控制液压拉伸机的工作，相较于手动式液压缸提高了传动精度，但是在高速拉伸的情况下，达到指定行程后，液压油流动的惯性会使活塞继续运动，容易对液压缸本身造成一定的损伤，并降低密封件的使用寿命，进而容易出现漏油的情况。
6.因此人们亟需一种运动至指定行程后快速完成自刹车的液压拉伸机自动刹车装置。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种液压拉伸机自动刹车装置、液压拉伸机及刹车方法，以解决上述现有技术存在的问题，运动至指定行程后快速完成自刹车。
8.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种液压拉伸机自动刹车装置，包括与液压油缸连接的液压缓冲机构，所述液压缓冲机构包括第一插装阀以及用于调节所述第一插装阀的阀芯封堵压力的调压机构，所述第一插装阀的进液口与所述液压油
缸的出油口连通，所述第一插装阀的出液端与油箱连通，所述调压机构包括控制单元以及并联设置的高压溢流阀、低压溢流阀，所述高压溢流阀与低压溢流阀的输出端与所述第一插装阀连接，输入端通过所述控制单元与所述油箱连通，所述低压溢流阀的输出压力小于所述所述出油口的压力，所述高压溢流阀的输出压力大于所述所述出油口的压力。
9.优选的，所述液压油缸上设置有检测其行程的检测器，所述检测器与所述控制单元电连接。
10.优选的，所述控制单元包括双头电磁换向阀和智能控制端，所述双头电磁换向阀与所述高压溢流阀以及低压溢流阀的输出端连通，所述检测器与所述双头电磁换向阀均与所述智能控制端电连接。
11.本发明还提供一种应用上述液压拉伸机自动刹车装置的液压拉伸机，包括所述液压油缸、所述液压缓冲机构、所述油箱以及油泵，所述油箱通过所述油泵与所述液压油缸的进油口连通，所述液压油缸的出油口通过所述第一插装阀与所述油箱连通。
12.优选的，所述第一插装阀与所述液压油缸的连接管路上设置有压力表。
13.优选的，所述油泵与所述液压油缸的连接管路上设置有第二插装阀，所述第二插装阀的进液口与所述油箱相连通，出液口与所述液压油缸的进油口相连通，所述第二插装阀连接有用于控制所述第二插装阀内阀芯所受压力的电磁阀，所述电磁阀的进口与所述油箱连通，所述电磁阀的出口与所述第二插装阀连接，并向所述第二插装阀的阀芯远离其进液口的一端施压。
14.优选的，所述第二插装阀与所述油泵的连接管路上设置有用于提高油液冲击载荷的蓄能机构。
15.优选的，所述蓄能机构包括若干个蓄能器以及蓄能开关，若干个所述蓄能器并联设置，且均通过一条主管路与所述蓄能开关连通，所述蓄能开关包括进油管路和出油管路，所述进油管路与所述出油管路均与所述主管路连通，且所述进油管路通过单向阀与所述油泵相连通，所述出油管路通过电控开关与所述第二插装阀相连通。
16.优选的，所述液压油缸上设置有两个进油口，两个进油口对向设置，所述液压油缸上设置有两个出油口，两个出油口对向设置。
17.本发明还提供一种液压拉伸机的刹车方法，包括以下步骤：
18.s1：油泵将油箱内的油液泵入进蓄能器内进行蓄能；
19.s2：蓄能完成后的油液经过第二插装阀后，通过液压油缸的进油口进入到液压油缸内，并推动液压油缸的活塞运动，实现对试样的拉伸；
20.s3：液压油缸的出油口排出油液通过第一插装阀回流到油箱内；
21.s4：当液压油缸的拉伸长度达到指定数值时，智能控制端控制双头电磁换向阀，进而控制油路通过高压溢流阀，高压溢流阀为第一插装阀的阀芯施加较大压力，封堵第一插装阀的通路，此时液压油缸不能向外排出油液，其出液腔内的油压快速提高，在油压升高的过程中，实现对活塞运动的缓冲，且当出液腔内油压不小于进液腔内油压时，活塞不能继续向出液腔移动，实现自动刹车。
22.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
23.1、本发明中高压溢流阀与低压溢流阀并联设置，高压溢流阀与低压溢流阀的输出端与第一插装阀连接，输入端通过控制单元与油箱连通，通过控制单元控制高压溢流阀以
及低压溢流阀两者中一个处于工作状态，且由于低压溢流阀的输出压力小于出油口的压力，高压溢流阀的输出压力大于出油口的压力，也即低压溢流阀工作时，不足以封堵第一插装阀的阀芯，油液可正常流通，高压溢流阀工作时，将推动第一插装阀的阀芯，完成对第一插装阀的封堵，油液不能正常流通，在试样拉伸进行过程中，控制单元控制低压溢流阀进行工作，使液压油缸可正常的完成进油出油的动作，当拉伸达到指定行程时，控制单元切换高压溢流阀进行工作，封堵第一插装阀，油液不再流通，此时由于出油口不能继续出油，即使有惯性的存在，活塞也不能继续运动，即完成了自动刹车，由于高压溢流阀与低压溢流阀并联设置，切换至高压溢流阀工作时，高压溢流阀与插装阀之间的管道内已经具有油液，也即高压溢流阀的高压可快速施加在第一插装阀的阀芯上，减少了油液充斥管道的时间，大大提高了刹车的响应速度。
24.2、本发明中在油泵与液压油缸的连接管路上设置有第二插装阀，第二插装阀的进液口与油箱相连通，且第二插装阀连接有用于控制第二插装阀内阀芯所受压力的电磁阀，智能控制端通过该电磁阀控制第二插装阀的通断，从而实现控制试验过程的开始与结束。
25.3、本发明中在第二插装阀与油泵的连接管路上设置有用于提高油液冲击载荷的蓄能机构，可利用蓄能结构进行蓄能，能够在指定压力时将油液输出，便于精确控制输出的油液压力，进而精确控制施加在试样上的拉力。
26.4、本发明中两个进油口对向设置且两个出油口对向设置，抵消了液压油对活塞杆的侧向冲击，使活塞运行更平稳。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明装配有液压拉伸机自动刹车装置的液压拉伸机的结构示意图；
29.其中，1、第一插装阀；2、高压溢流阀；3、低压溢流阀；4、双头电磁换向阀；5、压力表；6、液压油缸；7、第二插装阀；8、电磁阀；9、蓄能器；10、蓄能开关；11、油泵；12、油箱。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明的目的是提供一种液压拉伸机自动刹车装置、液压拉伸机及刹车方法，以解决现有技术存在的问题，运动至指定行程后快速完成自刹车。
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
33.请参考如图1所示，提供一种液压拉伸机自动刹车装置，包括与液压油缸6连接的液压缓冲机构，液压缓冲机构包括第一插装阀1以及用于调节第一插装阀1的阀芯封堵压力
的调压机构，第一插装阀1的进液口通过管道与液压油缸6的出油口连通，第一插装阀1的出液端通过管道与油箱12连通，调压机构包括控制单元以及并联设置的高压溢流阀2、低压溢流阀3，高压溢流阀2与低压溢流阀3的输出端分别通过管道与第一插装阀1连接，或者通过一条共用管道与第一插装阀1连接，输入端通过控制单元与油箱12连通，在液压油缸6工作时，可通过控制单元控制高压溢流阀2以及低压溢流阀3两者中一个处于工作状态，低压溢流阀3的输出压力小于出油口的压力，高压溢流阀2的输出压力大于出油口的压力，也即低压溢流阀3工作时，不足以封堵第一插装阀1的阀芯，油液可正常流通，高压溢流阀2工作时，将推动第一插装阀1的阀芯，完成对第一插装阀1的封堵，油液不能正常流通，在试样拉伸进行过程中，控制单元控制低压溢流阀3进行工作，使液压油缸6可正常的完成进油出油的动作，当拉伸达到指定行程时，控制单元切换高压溢流阀2进行工作，封堵第一插装阀1，油液不再流通，此时由于出油口不能继续出油，即使有惯性的存在，活塞也不能继续运动，即完成了自动刹车，由于高压溢流阀2与低压溢流阀3并联设置，切换至高压溢流阀2工作时，高压溢流阀2与插装阀之间的管道内已经具有油液，也即高压溢流阀2的高压可快速施加在第一插装阀1的阀芯上，减少了油液充斥管道的时间，大大提高了刹车的响应速度。
34.液压油缸上设置有检测其行程的检测器，检测器与控制单元电连接，可根据指定行程在液压油缸6内设置警戒线，检测器设置在该警戒线处，当活塞运动至警戒线位置时，控制单元通过检测器感应并切换高压溢流阀2工作，或者设置液压油缸6为双向油缸，检测器设置在液压油缸6未工作端的运动路径上，当未工作端伸出一定距离后，控制单元通过检测器感应并切换高压溢流阀2工作。
35.控制单元包括双头电磁换向阀4和智能控制端(图中未示出)，双头电磁换向阀4一端与高压溢流阀2以及低压溢流阀3的输出端连通，另一端通过泵与油箱12连通，检测器与双头电磁换向阀4均与智能控制端电连接，智能控制端获取检测器检测到的液压油缸6是否运动到指定行程的信息后判断是否控制双头电磁换向阀4切换至高压溢流阀2工作。
36.本发明还提供一种应用上述液压拉伸机自动刹车装置的液压拉伸机，包括液压油缸6、液压缓冲机构、油箱12以及油泵11，油箱12通过油泵11与液压油缸6的进油口连通，液压油缸6的出油口通过第一插装阀1与油箱12连通。
37.为了实时测量液压油缸6出油口的压力，在第一插装阀1与液压油缸6的连接管路上设置有压力表5。
38.油泵11与液压油缸6的连接管路上设置有第二插装阀7，第二插装阀7的进液口与油箱12相连通，出液口与液压油缸6的进油口相连通，第二插装阀7连接有用于控制第二插装阀7内阀芯所受压力的电磁阀8，电磁阀8的进口通过泵与油箱12连通，电磁阀8的出口与第二插装阀7连接，并向第二插装阀7的阀芯远离其进液口的一端施压，控制第二插装阀7的通断。
39.第一插装阀1与第二插装阀7可通过一条共用的管路与油箱12连通。
40.第二插装阀7与油泵11的连接管路上设置有用于提高油液冲击载荷的蓄能机构，可利用蓄能结构将油泵11的输出能量储存，进行蓄能，能够在指定压力时将油液输出，便于精确控制输出的油液压力，进而精确控制施加在试样上的拉力，避免了仅由油泵11输出时，压力受泵自身精度的影响，可能出现压力不稳定的问题。
41.蓄能机构包括若干个蓄能器9以及蓄能开关10，若干个蓄能器9并联设置，且均通
过一条主管路与蓄能开关10连通，蓄能开关10包括进油管路和出油管路，进油管路与出油管路均与主管路连通，且进油管路通过单向阀与油泵11相连通，出油管路通过电控开关与第二插装阀7相连通，当油泵11将油液输入进蓄能器9的过程中，电控开关处于关闭状态，当蓄能器9达到指定压力后，可开启电控开关。
42.液压油缸6上设置有两个进油口，两个进油口对向设置，液压油缸6上设置有两个出油口，两个出油口对向设置，抵消了液压油对活塞杆的侧向冲击，使活塞运行更平稳，大大提高了试验的精度。
43.本发明还提供一种液压拉伸机的刹车方法，包括以下步骤：
44.s1：油泵11将油箱12内的油液泵入进蓄能器9内进行蓄能；
45.s2：蓄能完成后打开电控开关，油液经过第二插装阀7，经过第二插装阀7后的油液通过液压油缸6的进油口进入到液压油缸6内，并推动液压油缸6的活塞运动，实现对试样的拉伸；
46.s3：液压油缸6的出油口排出油液通过第一插装阀1回流到油箱12内；
47.s4：当液压油缸6的拉伸长度达到指定数值后，智能控制端控制双头电磁换向阀4，进而控制油路通过高压溢流阀2，高压溢流阀2为第一插装阀1的阀芯施加较大压力，封堵第一插装阀1的通路，此时液压油缸6不能向外排出油液，其出液腔内的油压快速提高，在油压升高的过程中，实现对活塞运动的缓冲，且当出液腔内油压不小于进液腔内油压时，活塞不能继续向出液腔移动，实现自动刹车。
48.根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
49.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
50.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。