一种疲劳试验机的双油泵液压控制系统和控制方法与流程

本发明涉及一种疲劳试验机的双油泵液压控制系统和控制方法。

背景技术：

疲劳试验机是一种主要用于在室温状态下，测定金属及其构件的疲劳性能、疲劳寿命，完成预制裂纹及裂纹扩展等疲劳试验的机器。

疲劳试验机一般都采用液压动力源，以往疲劳试验机主要是采用普通电机带动普通定量泵往工作缸里输油，通过调节阀(流量阀)或溢流阀(压力阀)来调节动力装置的输出压力和动作速度，优点是维护简易，缺点是油泵始终在大流量出油导致液压油温升过高，从而导致液压系统必须采用冷却设备才能连续运行，能源消耗极大。

工作原理是：普通电机驱动油泵以额定转速运行，当执行机构需要在一定的压力下按一定速度运行时压力传感器发送信号给计算机，由计算机发送压力控制信号给比例溢流阀，比例溢流阀调整系统工作压力，位移传感器发送信号给计算机，由计算机发送信号给比例流量阀，比例流量阀对油泵提供的压力进行分配，一部分压力油提供给执行机构，使之刚好能满足执行机构的位移、速度的需要，多余的压力油经比例溢流阀流回油箱，这种系统的流量和压力需要通过比例流量阀和比例溢流阀来调整。

上述液压动力系统的电机消耗功率为：

P＝p×Q

Q＝n×q

P＝p×n×q

式中P——功率(w)

p——系统压力(Pa)

Q——流量(m3/s)

n——电机转速(r/s)

q——油泵排量(m3/r)

由于该系统中电机以额定转速运行，n×q为常数，所以电机消耗功率只与系统压力有关，当系统压力确定时，执行机构不论运行速度快慢均不改变功耗，也就是在执行机构需要低速运行或保压时，电机消耗的功大部分为无效功，这些无效功大部分转化为热能并通过压力油经比例溢流阀流回油箱，导致系统发热，在许多场合下，特别是在像疲劳试验机这种高压且速度变化很大的工况，需安装冷却系统，从而导致运行时能量利用率低，而且增加了成本。

现有技术往往是一个油泵作为动力源，单油泵工作图如图1所示，加载时油泵正转向油缸进油，卸载时需要由正转停止后才开始反转，油缸回油，完成一次加卸载需要更久的时间。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种疲劳试验机的双油泵液压控制系统和控制方法，系统结构简单，控制方法加卸载频率高，大大提高了工作效率，同时大大节省能源。

本发明是这样实现的：

一种疲劳试验机的双油泵液压控制系统，包括一油缸、一活塞、一第一油箱、一第一油泵、一第一伺服电机、一第一伺服电机驱动器、一第二油箱、一第二油泵、一第二伺服电机、一第二伺服电机驱动器、和数据采集控制系统；

所述第一油泵的进油口与所述第一油箱连接，出油口与所述油缸连接，所述第一伺服电机与所述第一油泵连接，所述第一伺服电机与所述第一伺服电机驱动器连接；所述第二油泵的进油口与所述油缸连接，出油口与所述第二油箱连接，所述第二伺服电机与所述第二油泵连接，所述第二伺服电机与所述第二伺服电机驱动器连接，所述第一伺服电机驱动器与所述第二伺服电机驱动器连接到所述数据采集控制系统。

一种疲劳试验机的双油泵液压控制方法，采用上述的一种疲劳试验机的双油泵液压控制系统，该控制方法包括如下步骤：

步骤一：设置参数，包括编号、型号、最大值、最小值、测试次数，然后启动；

步骤二：计算机通过串口发送最大值给第一伺服电机驱动器；

步骤三：第一伺服电机驱动器工作；

步骤四：第一油泵工作，疲劳试验机加载；

步骤五：根据频率计算，判断是否到时，是，则转入步骤六；否，则转入步骤四；

步骤六：发送最小值给第二伺服电机驱动器；

步骤七：第二伺服电机驱动器工作；

步骤八：第二油泵工作，疲劳试验机卸载；

步骤九：根据频率计算，判断是否到时，是，则转入步骤十；否，则转入步骤八；

步骤十：判断是否到达试验次数，是，则转入步骤十一；否，则转入步骤二；

步骤十一：给伺服电机驱动器发送停止信号，测试结束。

本发明的优点在于：本发明通过伺服电机产生的转矩和转速来达到控制液压系统压力和流量的目的，由于伺服电机能实时调整转矩、转速，而且响应速度很快，因此泵的流量可以通过伺服电机调整，系统所需流量等于泵的流量，因此大大降低了功率损耗，从而更加节能。疲劳机结构简单，加卸载频率高，大大提高了工作效率，同时大大节省能源。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是现有技术的单油泵工作示意图。

图2是本发明中的双泵液压力源控制装置结构示意图。

图3是本发明的控制方法流程图。

图4是本发明的双油泵工作示意图。

【具体实施方式】

如图2所示，一种疲劳试验机的双油泵液压控制系统，包括一油缸1、一活塞2、一第一油箱3、一第一油泵4、一第一伺服电机5、一第一伺服电机驱动器6、一第二油箱7、一第二油泵8、一第二伺服电机9、一第二伺服电机驱动器10、和数据采集控制系统11。

第一油泵4的进油口与所述第一油箱3连接，出油口与油缸1连接，第一伺服电机6与第一油泵4连接，第一伺服电机5与第一伺服电机驱动器6连接；第二油泵8的进油口与油缸1连接，出油口与第二油箱7连接，第二伺服电机9与第二油泵8连接，第二伺服电机9与第二伺服电机驱动器10连接，第一伺服电机驱动器6与第二伺服电机驱动器10连接到数据采集控制系统11。

采用上述的一种疲劳试验机的双油泵液压控制系统的控制方法，如图3所示，包括如下步骤：

步骤一：设置参数，包括编号、型号、最大值、最小值、测试次数，然后启动；

步骤二：计算机通过串口发送最大值给第一伺服电机驱动器；

步骤三：第一伺服电机驱动器工作；

步骤四：第一油泵工作，疲劳试验机加载；

步骤五：根据频率计算，判断是否到时，是，则转入步骤六；否，则转入步骤四；

步骤六：发送最小值给第二伺服电机驱动器；

步骤七：第二伺服电机驱动器工作；

步骤八：第二油泵工作，疲劳试验机卸载；

步骤九：根据频率计算，判断是否到时，是，则转入步骤十；否，则转入步骤八；

步骤十：判断是否到达试验次数，是，则转入步骤十一；否，则转入步骤二；

步骤十一：给伺服电机驱动器发送停止信号，测试结束。

工作时，将被测试件放置在工作平台上，通过横梁驱动电机驱动横梁上下移动，调整好试验空间。疲劳试验机加载时，控制系统发送指令第一伺服电机驱动器驱动第一伺服电机带动第一油泵工作，油缸进油，卸载时控制系统发送指令给第二伺服电机驱动器驱动第二伺服电机带动第二油泵工作，油缸回油。如图4所示，本发明在加卸载时，第一油泵加载到最大载荷时，马上启动第二油泵进行卸载，与以往一个油泵作为动力源相比，大大缩短了疲劳机加卸载所需要时间，极大提高了疲劳试验机的加卸载荷频率，因此极大的提高了工作效率。

本发明通过伺服电机产生的转矩和转速来达到控制液压系统压力和流量的目的，由于伺服电机能实时调整期转矩、转速，而且响应速度很快，因此泵的流量可以通过伺服电机调整，系统所需流量等于泵的流量，因此大大降低了功率损耗，从而更加节能。

本发明的疲劳机结构简单，加卸载频率高，大大提高了工作效率，同时大大节省能源。

以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。