闭式液压伺服加载系统、液压装置以及加载设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液压加载设备技术领域，尤其涉及一种闭式液压伺服加载系统、液压装置以及加载设备。
【背景技术】
[0002]在试验机行业，为了分析试件(包括金属、非金属、土壤、岩石等)在接受外来载荷情况下应力、应变的变化情况，通常对试件有按力(应力)伺服加载和按变形(应变)伺服加载两种方式。根据加载的原理，又可分为下述的两种加载方法。
[0003]—种是电气伺服加载，它是利用伺服电机、减速器、滚珠丝杠、直线导轨等机构，将电机的旋转运动转换为直线运动，对试件加载(包括拉、压)。
[0004]第二种形式是利用油栗电机组，提供具有一定压力和一定流量的液压油，通过调节伺服阀开口，将压力油供给加载作动器(油缸)，并将连接在加载作动器上的传感器变化的数据反馈给控制系统，闭环智能控制试验系统再对试件加载过程进行控制，因而获取试验的必要数据。这种形式，通常称为电液伺服加载系统。
[0005]电液伺服加载系统属于节流调速的范畴。供油方式采用的是开式油源:它需要油栗机组，需要价格高昂的伺服阀、溢流阀等其他若干液压阀，需要结构复杂的阀块，需要众多的液压辅件，需要冷却系统，结构相对复杂，体积相对庞大，工作过程中油源始终保持设定的压力和油栗额定的流量。在针对不同的试验条件下，免不了溢流，存在压力、流量过剩的问题，因此造成了能耗过高、系统发热量大的缺点，同时也增加了使用成本。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题，在于要提供一种不存在压力、流量过剩、能耗低且发热量少的闭式液压伺服系统。
[0007]本实用新型所要解决的技术问题，还在于要提供一种基于上述闭式液压伺服系统的液压装置以及加载设备。
[0008]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0009]本实用新型提供了一种闭式液压伺服加载系统，其包括:作动器，具有无杆腔、与所述无杆腔相对的有杆腔以及活塞杆；液压模组，用于驱动所述作动器，其包括电机、由所述电机驱动的双向油栗、液控单向阀以及油箱，所述双向油栗的一个油口通过第一油路与所述无杆腔连通，另一油口通过第二油路与所述有杆腔连通，所述液控单向阀的进油口与所述油箱相通，出油口接入所述第二油路，控制油口接入所述第一油路；传感模组，用于对所述作动器运动信号的采集与传递；控制模组，用于对所述传感模组的信号进行处理，并反馈控制所述液压模组。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述液压模组还包括一比例溢流阀，所述比例溢流阀的溢油口与所述油箱相通，输油口接入所述第一油路，控制口与所述控制模组电连接。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一油路设有单向节流阀，液压油从所述双向油栗流向无杆腔时经过所述单向节流阀的节流通道，反之流经所述单向节流阀的单向通道。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述传感模组包括负荷传感器，用于检测所述活塞杆处的负载，并将采集的信号反馈给所述控制模组。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述传感模组包括位移传感器，用于检测所述活塞杆的位置变化，并将采集的信号反馈至所述控制模组。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述控制模组包括伺服控制器，所述伺服控制器对所述电机进行转速调节进而控制液压油流量，对所述比例溢流阀进行溢流压力设定进而控制所述作动器的最大载荷。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，所述电机采用变频电机。
[0016]本实用新型提供了一种液压装置，其包括支座、电机、联轴器、双向油栗、油箱、阀板以及液压阀组，所述电机的输出轴通过联轴器与所述双向油栗相连，所述双向油栗置于所述油箱内，所述油箱下端具有用于给所述油箱新注或更换液压油的进排油口，所述阀板覆盖于所述油箱上方，其具有延伸至所述油箱内部的系统泄油口和油栗进出油口，所述液压阀组安装于所述阀板上。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，所述液压阀组包括比例溢流阀、单向节流阀以及液控单向阀。
[0018]本实用新型还提供了一种加载设备，其包括作动器、传感模组、控制模组以及如上所述的液压装置，所述作动器具有有杆腔和无杆腔，所述阀板还设有两个分别连接所述有杆腔和无杆腔的接口。
[0019]本实用新型的有益效果是:
[0020]本实用新型闭式液压伺服加载系统不需要价格高昂的伺服阀，但同样可以伺服加载，而且不需要体积庞大的伺服油源，更不需要大流量的液压油、众多的液压阀件、液压辅件，成本大为降低；系统的加、卸载过程完全由电机的转速和转向来控制，液控单向阀能够有效地实现加载补油与卸载泄油，系统不存在流量和压力过剩，不存在溢流，发热量少。
[0021]本实用新型液压装置和加载设备采用的液压阀少且整体结构紧凑，油箱小而且利用率高，工作可靠、成本低廉。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型闭式液压伺服加载系统的原理示意图；
[0023]图2是本实用新型液压装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
[0025]图1示出了本实用新型闭式液压伺服加载系统的原理示意图。如图1所示，本实用新型闭式液压伺服加载系统包括作动器110、液压模组120、传感模组130以及控制模组140。
[0026]作动器110具有无杆腔111、与所述无杆腔111相对的有杆腔112以及活塞杆113。
[0027]液压模组120用于驱动所述作动器110，其包括电机121、由所述电机121驱动的双向油栗122、液控单向阀123、油箱124、比例溢流阀127以及单向节流阀128。
[0028]所述双向油栗122的第一油口 122a通过第一油路125与所述无杆腔111连通，第二油口 122b通过第二油路126与所述有杆腔112连通，双向油栗122采用齿轮油栗，因为齿轮油栗具有可逆性，正反转都可以实现输出液压油。
[0029]电机121采用变频电机，可轻易实现正、反转，可在大幅度范围内变速，控制简便、可靠，而且价格相对低廉，变频电机与双向油栗122采用鼓形齿轮联轴器连接，以补偿加工和装配带来的偏移或偏转。
[0030]液控单向阀123的进油口 123a与所述油箱124相通，出油口 123b接入所述第二油路126，控制油口 123c接入所述第一油路125。作动器110加载时，系统油路需要补油，液控单向阀123打开其从进油口 123a至出油口 123b的方向上的油路，液压油从油箱124补入系统油路中；作动器110卸载时，系统油路需要泄油，液控单向阀123打开其从出油口123b至进油口 123a方向上的油路，液压油从系统油路泄入油箱124中。
[0031]比例溢流阀127的溢油口 127a与所述油箱124相通，输油口 127b接入所述第一油路125，控制口 127c与所述控制模组140电连接。具体地，比例溢流阀127接在双向油栗122的第一油口 122a处，不管是对无杆腔111还是对有杆腔112加载，压力均由它来控制，系统确定目标载荷之后，控制模组140就给予比例电磁溢流阀2相应的工作电流，且该工作电流能够灵活地设置和调节。
[0032]液压油从所述双向油栗122流向无杆腔111时经过所述单向节流阀128的节流通道128a，反之流经所述单向节流阀128的单向通道128b，使节流调速范围成几何级级数增加，大大扩展了调速范围，特别适应低速加载要求。单向节流阀128有两个功能实现的过程，一是无杆腔111加载时通过手动调节节流通道128a的开口，可以改变作动器110的加载速度，同时电机121改变转速也可以改变加载速度，两级调速扩大了加载调速范围，能够进行更大范围的试验；二是卸载时，节流通道128a不起作用，单向通道128b能够令液压油顺畅的回流。
[0033]传感模组130用于对所述作动器110运动信号的采集与传递，其包括负荷传感器131和位移传感器132。所述负荷传感器131用于检测所述活塞杆113处的负载，并将采集的信号反馈给所述控制模组140 ;所述位移传感器132用于检测所述活塞杆113的位置变化，并将采集的信号也反馈至所述控制模组140。
[0034]控制模组140用于对所述传感模组130的信号进行处理，并反馈控制所述液压模组120，其包括伺服控制器141，所述伺服控制器141通过第一