一种弹簧阀振动频响特性的测试装置的制作方法

文档序号:11725184阅读:241来源:国知局

本发明主要是应用于液压机械系统中,其涉及一种频响特性测试装置,尤其是一种弹簧阀振动频响特性的测试装置。



背景技术:

弹簧阀是液压系统各种设备中关键设备之一,其运行的稳定对整个液压系统的安全运行影响重大。弹簧阀是根据压力系统的工作压力自动启闭,一般安装于封闭系统的设备或者管路上保护系统安全。当设备或管道内压力超过安全阀设定压力时,自动开启泄压,保证设备和管路内介质压力在设定压力之下,保护设备和管道正常工作,防止发生意外,减少损失。然而在一些军用的主泵系统当中,对弹簧阀的要求更为严格,除了需要满足正常状况的工作以外,还需要使得阀体工作时的振动较小,以符合正常的军事需求。

弹簧阀可以简单地看作是一个弹簧振子,当其受到一定频率的脉动压力作用时,弹簧振子就会做机械振动。一旦脉动压力的频率与弹簧振子的固有频率相等时,便会产生共振,从而会造成系统的振动响应过大。通常情况下,弹簧阀的用途并不能引起人们的足够重视,但它却对整个液压系统的振动特性有着很大影响,轻则影响液压系统的正常工作,严重甚至会影响船体的隐蔽性能,降低舰船的战斗性能。

因此,弹簧阀的频响测试对避免异常振动有着指导意义,可以有效预测弹簧阀在共振下的频率。现如今,对弹簧阀的振动分析研究比较少,并且对弹簧阀的频响分析同样几乎没有。大多数都是对弹簧阀的设计和参数研究,如2007年8月周长城在《起重运输机械》中发表的《缸筒内径对油气弹簧阀参数设计的影响》。即便是频响测试分析,也是对弹簧阀内容腔压力和开口量的频响测试,如2006年3月柯明纯在《工程机械》中发表的《电液比例节流阀频响特性测试方法探讨》。目前为止,大多数针对弹簧阀的测试仍旧停留在流场内的分析,对弹簧阀振动的研究仍不完善,弹簧阀在振动领域内的频响特性测试及其测试装置还处于空白阶段。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种结构简单合理的弹簧阀振动频响特性的测试装置,该测试装置能够对弹簧阀的振动特性进行测试和预测,从而提高弹簧阀及其液压系统的安全性和可靠性。

为了实现上述目的,本发明提供了一种弹簧阀振动频响特性的测试装置,包括弹簧阀,还包括:加速度传感器、曲柄连杆机构、变频电机;

加速度传感器放置于弹簧阀阀杆的延长端;弹簧阀阀体内有活塞块,活塞块下端与曲柄连杆机构小端相连;变频电机与曲柄连杆机构大端相连。

本发明还可以包括:

1.所述的弹簧阀阀体的顶部有个小孔,小孔直径大于阀杆直径。

2.所述的活塞块位于阀体入口内壁处,活塞块长度小于阀体入口与未工作状态下阀芯的距离。

本发明的测试装置的有益效果是:

1.本发明所述的弹簧阀振动频响测试装置通过置于阀杆顶部的加速度传感器的信号,直接测定阀芯的振动加速度,得到的阀芯振动频响特性准确、有效;

2.用变频电机驱动的曲柄连杆进而推动活塞块,可以实现液体压力脉动的模拟。这种激励源的设计便于实现,可操作性较强。

3.测试装置结构简单合理,可以对弹簧阀的频响特性做精确的测试,进而实现对弹簧阀的共振频率的预测,避免弹簧阀的振动异常故障。从而便保证弹簧阀以及液压系统的正常工作,大大降低了液压系统的故障发生率。

附图说明

图1是本发明所述的弹簧阀的振动频响特性测试装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明所述的弹簧阀振动频响特性的测试装置进一步的详细说明:

如图1所示,本发明提供了一种弹簧阀振动频响特性的测试装置,包括:加速度传感器1、阀杆2、弹簧3、阀芯4、活塞块5、曲柄连杆机构6、阀体7、变频电机8。其中,加速度传感器1放置于阀杆2的延长端,阀杆2的延长端伸出阀体7;阀杆2与弹簧3相连。

活塞块5置于弹簧阀阀体7的内壁,活塞块5的下端与曲柄连杆机构6的小端相连;变频电机7与曲柄连杆机构6的大端相连。用来带动活塞块便于往复运动,从而推动阀内液体的运动作用于阀芯上。

弹簧阀阀体7的顶部有个小孔,小孔直径大于阀杆2的直径,使得与弹簧相连的阀杆伸出阀体外,便于在阀杆顶端处安装振动加速度传感器。

活塞块5位于阀体7的入口内壁处,活塞块5的长度小于阀体入口与未工作状态下阀芯4的距离。

曲柄连杆机构6、活塞块5以及变频电机8组成脉动压力激励源,实现激励频率在考查范围内可调。电机转子的频率便是活塞块对阀芯的作用频率。这一部分的装置用来模拟弹簧阀在实际工作中所受到的来流的压力脉动,实现频响测试的有着脉动频率的激励源。

在脉动压力的作用下,阀芯4相当于一个弹簧振子,在一定频率下作振动运动。为了检测振动下的阀芯运动规律,在与之连接的阀杆延长处顶端放置加速度传感器1,用于采集加速度信号。由于本装置只是用于测试弹簧阀的振动频响特性,在阀内的液体容量不需要太多,只要能满足对阀芯的作用力即可。

为了能够将阀芯在脉动压力下的振动特性充分分析,需要将激励源的频率进行不断调节,即将变频电机的转动频率从小到大的不断调节。每次调节都进行一次测试,从而记录实验数据,最后将所有频率下的振动响应进行汇总分析,找出弹簧阀的振动规律并找出频响曲线的峰值处的频率,进而判断共振频率。此方法方便快捷,可以在弹簧阀设计之时就对阀芯的振动规律进行预测,以免在实际工作中出现共振状况,导致弹簧阀的异常振动,使阀内压力波动较大,流场不稳定,甚至扩大到影响整个液压系统的工作状态。



技术特征:

技术总结
一种弹簧阀振动频响特性的测试装置,包括:加速度传感器、阀杆、弹簧、阀芯、活塞块、曲柄连杆机构、阀体、变频电机。加速度传感器放置于阀杆的延长端,阀杆延长端伸出阀体;阀杆与弹簧相连;活塞块置于弹簧阀阀体的内壁,活塞块下端与曲柄连杆机构小端相连;变频电机与曲柄连杆机构大端相连。该装置通过变频电机产生压力脉冲激励,加速度传感器直接测定弹簧阀的振动加速度,适用于多种压力脉冲激励下的弹簧阀振动频响特性测试。

技术研发人员:率志君;吕燊;黄健哲;郭宜斌;李凯杰;付万葳;房楠
受保护的技术使用者:哈尔滨工程大学
技术研发日:2017.04.25
技术公布日:2017.07.14
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