一种电静液作动器的液压试验台的制作方法

本发明涉及液压测试领域，具体涉及一种电静液作动器的液压试验台。

背景技术：

电静液作动器是一种新型的功率电传系统，内部有独立的液压源，集机械、电气、液压技术于一体，相对于传统的液压系统，其去掉了液压系统复杂的管路和机械结构，集成度高，测试较为复杂。目前，针对电静液作动器的试验台多通过人工手动进行控制和测试，测试精度低，自动化程度低，测试效率低下。本发明设计了一种新型的电静液作动器的液压试验台，可进行电静液作动器的全自动化测试。

技术实现要素：

本发明专利的目的是针对现有技术的不足，提供一种电静液作动器的液压试验台，具有测试精度高、测试效率高、实用性强的特点。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种电静液作动器的液压试验台，包括试验底座、测试工装、液压系统、电控系统以及检测系统。其特征在于：测试工装安装在试验底座上而连接液压系统上；电控系统与液压系统元件通过线缆进行连接；检测系统元件安装在液压系统中，并通过线缆与电控系统相连。被试电静液作动器通过测试工装在试验底座上进行安装和拆卸，通过液压系统进行试验，电控系统对液压系统元件和试验流程进行控制，检测系统采集试验过程的测试数据并将其反馈回电控系统进行分析和处理；试验底座为一平滑厚重的方形铁块，用于安放测试工装，并承受试验时产生的加载力；测试工装包括固定夹具、插销一、活动夹具以及插销二，插销一将被试电静液作动器底部与固定夹具相连，插销二将被试电静液作动器顶部与活动夹具相连，实现被试电静液作动器的安装和拆卸；所述液压系统包括油箱、两个过滤器、变频电机、齿轮泵、十三个溢流阀、十三个电磁球阀、单向阀、电磁换向阀以及加载油缸，液压系统各元件通过液压管道连接在一起，油箱、变频电机与齿轮泵组成液压系统油源，通过溢流阀调节液压系统压力控制负载，通过加载油缸对被试电静液作动器进行加载，通过十三个电磁球阀和电磁换向阀切换液压回路进行换向和负载切换；电控系统（Ⅳ）包括工控机、PLC以及DA模块，PLC输出电磁阀控制信号控制十三个电磁球阀和电磁换向阀，PLC接收试验台操作按钮信号和故障报警信号，对试验台当前状态进行监控，DA模块输出转速控制信号至变频器控制变频电机转速，工控机通过通信线缆与PLC以及DA模块进行串口通信，对PLC和DA模块进行监控；检测系统包括压力传感器、力传感器、位移传感器、电流传感器、电压传感器、信号过滤模块以及数据采集卡，压力传感器、力传感器、位移传感器、电流传感器以及电压传感器采集试验过程中的测试数据，经信号过滤模块处理后传输至数据采集卡，再经由数据采集卡传输至工控机进行分析和处理。

本发明与现有技术相比，具有以下显著的实质性特点和显著的技术进步：

本发明采用了变频电机与齿轮泵的形式组成液压系统油源，通过调节变频电机的转速，可改变齿轮泵出口的流量，控制加载油缸活塞杆的运行速度。

本发明采用了多组电磁球阀和溢流阀用于被试电静液作动器的加载，可直接通过电磁球阀的切换改变油液压力，进而改变加载油缸对被试电静液作动器的加载力的大小。

本发明采用了工控机和PLC对试验台的各部件进行监视和控制，结合测控软件，能够对试验台进行自动化控制，整个测试过程按下测试启动开关后无需人工操作，提高了测试效率，节省了大量人工成本与时间成本。

本发明采用了高精度的传感器采集测试数据，并通过数据采集卡传输至工控机进行处理和分析，测试精度十分可靠、可信，可对测试结果进行自动化的分析和处理，减小了试验误差。

附图说明

图1是电静液作动器的液压试验台的主视图。

图2是电静液作动器的液压试验台的左视图。

图3是电静液作动器的液压试验台的液压系统原理图。

图4是电静液作动器的液压试验台的电控系统和检测系统架构。

图中标记说明 Ⅰ-试验底座 Ⅱ-测试工装 Ⅲ-液压系统 Ⅳ-电控系统 Ⅴ-检测系统 1-油箱 2-液位计 3-液位继电器 4-空气滤清器 5.1~5.2-过滤器 6-变频电机 7-齿轮泵 8.1~8.13-溢流阀 9.1~9.13-电磁球阀 10-单向阀 11-压力传感器 12-压力表 13-电磁换向阀 14-被试件 15-力传感器 16-加载油缸 17-磁致伸缩位移传感器 18-固定夹具 19-插销一 20-被试电静液作动器 21-插销二 22-活动夹具23-电气控制柜。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明专利进一步说明。

实施例一：

参见图1~图4，本电静液作动器的液压试验台，包括试验底座（Ⅰ）、测试工装（Ⅱ）、液压系统（Ⅲ）、电控系统（Ⅳ）以及检测系统（Ⅴ），其特征在于：所述测试工装（Ⅱ）安装在试验底座（Ⅰ）上而连接液压系统（Ⅲ）上；电控系统（Ⅳ）与液压系统（Ⅲ）通过线缆进行连接；检测系统（Ⅴ）元件安装在液压系统（Ⅲ）中，并通过线缆与电控系统（Ⅳ）相连。被试电静液作动器通过测试工装（Ⅱ）在试验底座（Ⅰ）上进行安装和拆卸，通过液压系统（Ⅲ）进行试验，电控系统（Ⅳ）对液压系统（Ⅲ）元件和试验流程进行控制，检测系统（Ⅴ）采集试验过程的测试数据并将其反馈回电控系统（Ⅳ）进行分析和处理。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

所述试验底座（Ⅰ）为一平滑厚重的方形铁块，用于安装测试工装（Ⅱ），并承受试验时产生的加载力；所述测试工装（Ⅱ）包括固定夹具（18）、插销一（19）、活动夹具（22）以及插销二（21），插销一（19）将被试电静液作动器（20）底部与固定夹具（18）相连，插销二（21）将被试电静液作动器顶部与活动夹具（22）相连，实现被试电静液作动器的安装和拆卸；所述液压系统（Ⅲ）包括油箱（1）、两个过滤器（5.1、5.2）、变频电机（6）、齿轮泵（7）、十三个溢流阀（8.1~8.13）、十三个电磁球阀（9.1~9.13）、单向阀（10）、电磁换向阀（13）以及加载油缸（16），液压系统（Ⅲ）各元件通过液压管道连接在一起，油箱（1）、变频电机（6）与齿轮泵（7）组成液压系统油源，通过十三个溢流阀（8.1~8.13）调节液压系统压力控制负载，通过加载油缸（16）对被试电静液作动器（20）进行加载，通过十三个电磁球阀（9.1~9.13）和电磁换向阀（13）切换液压回路进行换向和负载切换；所述电控系统（Ⅳ）包括工控机、PLC以及DA模块，PLC输出电磁阀控制信号控制十三个电磁球阀（9.1~9.13）和电磁换向阀（13），PLC接收试验台操作按钮信号和故障报警信号，对试验台当前状态进行监控，DA模块输出转速控制信号至变频器控制变频电机（6）转速，工控机通过通信线缆与PLC以及DA模块进行串口通信，对PLC和DA模块进行监控；所述检测系统（Ⅴ）包括压力传感器（11）、力传感器（15）、位移传感器（17）、电流传感器、电压传感器、信号过滤模块以及数据采集卡，力传感器（11）、力传感器（15）、位移传感器（17）、电流传感器以及电压传感器采集试验过程中的测试数据，经信号过滤模块处理后传输至数据采集卡，再经由数据采集卡传输至工控机进行分析和处理。

实施例三：

如附图所示本电静液作动器的液压试验台包括试验底座（Ⅰ）、测试工装（Ⅱ）、液压系统（Ⅲ）、电控系统（Ⅳ）以及检测系统（Ⅴ）。

测试工装包括固定夹具（18）、插销一（19）、活动夹具（22）以及插销二（21）。被试电静液作动器（20）底端与固定夹具（18）通过插销一（19）相连接，被试电静液作动器（20）活塞杆与活动夹具（22）通过插销二（21）相连接。

液压系统包括油箱（1）、过滤器（5.1~5.2）、变频电机（6）、齿轮泵（7）、溢流阀（8.1~8.13）、电磁球阀（9.1~9.13）、单向阀（10）、电磁换向阀（13）以及加载油缸（16）。油箱（1）与齿轮泵（7）的吸油口和过滤器（5.1）的出油口相连，齿轮泵（7）的出油口与单向阀（10）的进油口相连和溢流阀（8.1）进油口相连，单向阀（10）的出油口与过滤器（5.1）的进油口相连，过滤器（5.2）的出油口与电磁换向阀（13）的P口、电磁球阀（9.1~9.9）的进油口相连，电磁球阀（9.1~9.9）的出油口与溢流阀（8.2~8.9）的进油口相连，溢流阀（8.2~8.9）的出油口与过滤器（5.1）进油口相连，电磁换向阀（13）的A口与电磁球阀（9.15）的进油口相连，电磁换向阀（13）的B口与电磁球阀（9.14）的进油口相连，电磁球阀（9.14）的出油口与加载油缸（16）的上腔、电磁球阀（9.11、9.13）的进油口相连，电磁球阀（9.15）的出油口与加载油缸（16）的下腔、电磁球阀（9.10、9.12）的进油口相连，电磁球阀（9.10~9.13）的出油口与溢流阀（8.10~8.13）的进油口相连，溢流阀（8.1~8.13）的出油口与过滤器（5.1）的进油口相连。

电控系统包括工控机、PLC、DA模块。工控机与PLC通过通信线缆相连，DA模块与PLC相连。PLC输出电磁阀控制信号，PLC接收操作按钮信号、故障报警信号，DA模块输出转速控制信号至变频器。

检测系统包括压力传感器（11）、位移传感器（17）、力传感器（15）、电流传感器、电压传感器、信号过滤模块、数据采集卡。压力传感器（11）安装于电磁换向阀（13）P口，与过滤器（5.2）出油口、电磁球阀（9.1~9.9）进油口相连；磁致伸缩式位移传感器（17）安装在加载油缸（16）内部；力传感器（15）安装在活动夹具与加载油缸（16）活塞杆之间；电流传感器安装在被试静电液作动器供电处；电压传感器安装在被试静电液作动器供电处。

工作原理：

将被试电静液作动器（20）底端与固定夹具（18）通过插销一（19）相连接，将被试电静液作动器（20）活塞杆与活动夹具（22）通过插销二（21）相连接，完成被试电静液作动器（20）的安装。拔出插销一（19），将被试电静液作动器（20）底端与固定夹具（18）分离，拔出插销二（21），将被试电静液作动器（20）活塞杆与活动夹具（22）分离，完成被试电静液作动器（20）的拆卸。

变频电机（6）和齿轮泵（7）为加载油缸（16）提供运动所需流量和压力，流量的大小通过变频电机（6）的转速进行控制，从而控制加载油缸（16）的运动速度；油液的压力通过溢流阀（8.1~8.13）进行控制，从而控制加载油缸（16）的加载力的大小，通过电磁球阀（9.1~9.13）对液压回路中溢流阀（8.1~8.13）进行切换，选用不同的溢流阀（8.1~8.13）及其对应油液压力；加载油缸（16）的运动方向由电磁换向阀（13）进行控制，电磁换向阀（13）处于左位时，加载油缸（16）活塞杆伸出，电磁换向阀（13）处于中位时，加载油缸（16）活塞杆锁定，电磁换向阀（13）处于右位时，加载油缸（16）活塞杆缩回。

工控机与PLC进行串口通信，对PLC以及DA模块进行控制；PLC输出电磁阀控制信号，对电磁球阀（9.1~9.13）和电磁换向阀（13）进行控制；PLC接收试验台操作按钮信号，检测试验台当前的控制命令，并执行相关操作。PLC接收故障报警信号，检测试验台当前故障报警信号，对试验台当前状态进行监控；DA模块输出转速控制信号至变频器，从而控制变频电机（6）的转速。

压力传感器（11）用于检测液压系统管路中的油液压力；位移传感器（17）用于检测被试电静液作动器（20）活塞杆的位移变化；力传感器（15）用于检测加载油缸（16）对试电静液作动器（20）加载力的大小；电流传感器用于检测被试静电液作动器（20）供电电流大小；电压传感器用于检测被试静电液作动器（20）供电电压大小。上述传感器检测信号经信号过滤模块进行过滤处理后，经数据采集卡将测试数据传输至工控机进行分析和处理。

本发明由测试工装在试验底座上对被试电静液作动器进行安装和拆卸，由液压系统对被试电静液作动器进行试验，由电控系统对液压系统和试验流程进行控制，由检测系统对试验过程中的测试数据进行采集，从而完成对电静液作动器的全自动化测试工作。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。