专利名称：全液压伺服动态平衡排气头控制机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液压伺服控制技术的钢管水压试验机的排气头控制，特别是全液
压伺服动态平衡排气头控制机构。
背景技术：
钢管水压试验机的排气头是钢管水压试验机的一个重要部件，其主要功用是①根据被试钢管外径规格，安装相应的试压模具及试压专用密封圈，实现被试钢管排气头端试验用水的密封；②通过控制安装于排气头上的排气阀的动作，实现被试钢管内空气及时排除，保证试压用水充填充分及试压过程安全进行。 排气头必须能够沿被试钢管长度方向在钢管上料出料位置和试压位置之间前后移动，以便被试钢管上料出料并满足不同长度钢管试压的需要，实现钢管试压过程高效连续进行。 现有钢管水压试验机排气头的移动，一般采用液压马达或电动机驱动丝杠螺母机构实现，并由丝杠螺母承受试压过程试验用水对排气头的作用力。试验用水压力的急剧变化及试压过程钢管的形变极易造成丝杠与螺母抱死，一旦出现该种现象，不但被试钢管内的高压试验水无法安全卸压，而且脱开抱死的丝杠与螺母十分困难，无法实现钢管水压试验机的安全生产及便利维护。 鉴于该种状况，最新的钢管水压试验机排气头移动有改用油缸驱动的，但新设备中的油缸仅用于实现排气头在钢管上料出料位置和密封工作位置之间的移动。钢管试压过程中，通过切断油缸的进、排油通路，依靠油缸内密闭的油液的弹性变形力来平衡试验用水对排气头的作用力，而不再对排气头的实际位置变化做任何控制。由于油缸及其进、排油通路无法达到绝对密封，而且油缸内可能混有空气，这就会造成试压前期油缸提供的平衡力不足，出现排气头较大幅度的退让现象，加剧了钢管与试压专用密封圈间的相对摩擦，降低了密封圈的使用寿命，增加了设备维护及生产成本。当排气头退让严重时甚至会出现试压密封圈脱开被试钢管而造成安全生产事故。
发明内容本实用新型的目的是提供一种响应速度快、控制精度高、性能安全可靠，设备故障率低、维护操作安全简便的全液压伺服动态平衡排气头控制机构。 本实用新型的目的是这样实现的，全液压伺服动态平衡排气头控制机构，至少包括排气头位移传感器、试验用水压力传感器、控制机构和油缸机构，其特征是油缸机构采用一个活塞式空程移动及平衡油缸和油箱，在活塞式空程移动及平衡油缸的活塞腔及活塞杆腔均有平衡油缸压力传感器；控制机构包括高压油泵、伺服阀或高频响比例阀和PLC或计算机；伺服阀或高频响比例阀的回油口连接油箱， 一个工作油口连接活塞式空程移动及平衡油缸的柱塞腔和活塞杆腔；高压油泵吸油口连接油箱、出油口与伺服阀或高频响比例阀的供油口连接；PLC或计算机与高压油泵、伺服阀或高频响比例阀的电路控制系统连接。[0008] 本实用新型的优点是通过动态平衡排气头因被试钢管内水压变化及钢管形变所引起的受力状况和位置的变化，控制被试钢管排气头端高压水密封与钢管相对位置处于设定的范围之内，保证排气头端高压水密封的使用寿命及钢管水压试验过程的安全进行。该系统的特点是控制技术先进、系统响应速度快、性能安全可靠。最突出的优点是设备故障率低、维护操作安全简便。
下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明[0010] 图1是本实用新型实施例1结构示意图。 图中1、油箱；2、高压油泵；3、伺服阀或高频响比例阀；4、试验用水压力传感器；5、排气头位移传感器；6、平衡油缸压力传感器；7、活塞式空程移动及平衡油缸；8、排气头。
具体实施方式如图1所示，全液压伺服动态平衡排气头控制机构，至少包括排气头位移传感器5、试验用水压力传感器4、控制机构和油缸机构，油缸机构采用一个活塞式空程移动及平衡油缸7和油箱1 ，在活塞式空程移动及平衡油缸7的活塞腔及活塞杆腔有平衡油缸压力传感器6，通过排气头8位置传感器信号，控制系统控制排气头8实现空程移动，通过平衡油缸压力传感器6提供的信号和试验用水压力传感器4信号，实现其动态受力平衡及位置控制。[0013] 排气头8采用一个活塞式空程移动及平衡油缸7来实现其空程移动，并通过该活塞式空程移动及平衡油缸7实现其动态受力平衡及位置控制。排气头8动态平衡控制的活塞式空程移动及平衡油缸7无充液阀，但在其活塞腔及活塞杆腔均设置有平衡油缸压力传感器6。伺服阀或高频响比例阀3共两路输出，分别与活塞式空程移动及平衡油缸7的活塞腔及活塞杆腔相连接 排气头8空程移动时，伺服阀或高频响比例阀3对活塞式空程移动及平衡油缸7不起控制作用。通过通用控制元件(图1中未示出)对活塞式空程移动及平衡油缸7的控制，实现排气头8的空程前进、后退和停止。排气头8到达密封工作位置后，在钢管整个试压过程中，电气PLC或计算机将通过控制单元停止对活塞式空程移动及平衡油缸7的控制，此阶段排气头8的受力平衡及位置控制完全由高压油泵2、伺服阀或高频响比例阀3、活塞式空程移动及平衡油缸7等实现。 钢管试压过程中，伺服阀或高频响比例阀3的开口大小及油流方向由电气PLC或计算机通过控制单元进行控制，根据对活塞式空程移动及平衡油缸7的活塞腔及活塞杆腔进行供油或排油控制，实现钢管水压试验过程中排气头8的前进、后退和停止，控制排气头8受力状况的平衡，保证排气头8的位置处于设定的范围之内。
权利要求全液压伺服动态平衡排气头控制机构，至少包括排气头位移传感器(5)、试验用水压力传感器(4)、控制机构和油缸机构，其特征是油缸机构采用一个活塞式空程移动及平衡油缸(7)和油箱(1)，在活塞式空程移动及平衡油缸(7)的活塞腔及活塞杆腔均有平衡油缸压力传感器(6)；控制机构包括高压油泵(2)、伺服阀或高频响比例阀(3)和PLC或计算机；伺服阀或高频响比例阀(3)的回油口连接油箱(1)，一个工作油口连接活塞式空程移动及平衡油缸(7)的柱塞腔和活塞杆腔；高压油泵(2)吸油口连接油箱(1)、出油口与伺服阀或高频响比例阀(3)的供油口连接；PLC或计算机与高压油泵(2)、伺服阀或高频响比例阀(3)的电路控制系统连接。
专利摘要本实用新型涉及液压伺服控制技术的钢管水压试验机的排气头控制，特别是全液压伺服动态平衡排气头控制机构，至少包括排气头位移传感器、试验用水压力传感器、控制机构和油缸机构，其特征是油缸机构采用一个活塞式空程移动及平衡油缸和油箱，在活塞式空程移动及平衡油缸的活塞腔及活塞杆腔均有平衡油缸压力传感器；控制机构包括高压油泵、伺服阀或高频响比例阀和PLC或计算机。它响应速度快、控制精度高、性能安全可靠，设备故障率低、维护操作安全。
文档编号F15B21/08GK201507508SQ20092030993
公开日2010年6月16日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者李培力, 杨大祥, 王冬梅 申请人:中国重型机械研究院有限公司