基于并行节能技术的高频单作用液压缸耐久性试验装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压缸耐久性试验装置，尤其涉及一种基于并行节能技术的高频单作用液压缸耐久性试验装置及方法。
【背景技术】
[0002]液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件，基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸作为液压传动系统的重要元件，其耐久性水平直接影响到整个液压系统的耐久性和安全性，为确保液压缸正常运行并发现其薄弱环节，需要进行耐久性试验。目前国内液压缸耐久性试验回路普遍参照机械行业标准GB/T15622-2005的试验回路，此种方案只能针对普通液压缸进行试验，无法满足高频换向液压缸的试验要求，同时单次试验样本数量少、耗时长、成本高。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种专门针对高频动作单作用液压缸进行高频率往复运动耐久性试验的试验装置，并通过并行节能技术使得该试验装置能同时测试多个液压缸的耐久性试验，节省了试验时间，简化了试验装置，同时降低了试验成本。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种基于并行节能技术的高频单作用液压缸耐久性试验装置，其特征在于:包括由电机带动转动的液压泵，液压泵进油路通过截止阀连接油箱，出油路连接单向阀，单向阀后油路分为两支路，一支路经比例溢流阀回油箱，另一支路连接压油过滤器；压油过滤器另一端油路分为两支路，一支路连接蓄能器模块的进油接口，蓄能器模块的泄油路连接油箱，另一支路连接两位四通比例换向阀的P 口 ；两位四通比例换向阀的T 口液压油路连接油箱，两位四通比例换向阀的A 口同时并联多个检测单元，两位四通比例换向阀的B 口同时并联多个检测单元；每个检测单元包括截止阀、被测的高频动作单作用液压缸、量筒、位移传感器、压感传感器和弹簧加载装置，液压油路从两位四通比例换向阀的A 口和B 口引出，分别经截止阀并联多个被测的高频动作单作用液压缸的进出油口，被测的高频动作单作用液压缸的泄油口经管道引出后连接量筒，所述压感传感器一端连接被测的高频动作单作用液压缸的液压杆端部，另一端连接弹簧加载装置，以检测液压杆输出力随时间变化；位移传感器安装在液压杆上以检测液压杆位移随时间的变化；有一第一压力传感器安装在比例溢流阀进油路上以检测系统压力；有一第二压力传感器安装在两位四通比例换向阀的A 口处，用以检测与A 口并联被测的高频动作单作用液压缸的压力变化；有一第三压力传感器安装在两位四通比例换向阀的B 口处，用以检测与B 口并联被测的高频动作单作用液压缸的压力变化。
[0005]上述油箱内部安装有对油液加热的加热器，以及用以以检测油液温度的温度传感器；两位四通比例换向阀的T 口液压油路依次经节流阀、散热器后连接油箱。节流阀安装在系统回油路上，为被测的高频动作单作用液压缸提供回程背压，使被测的高频动作单作用液压缸平稳运动；散热器与加热器相配合，使系统油温维持稳定。
[0006]上述两位四通比例换向阀的A 口同时并联三个检测单元，分别为第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元；两位四通比例换向阀的B 口同时并联三个检测单元，分别为第四检测单元、第五检测单元、第六检测单元。A 口和B 口各并联三个检测单元，其工作效率及测试精确度达到一个较好的融合。
[0007]上述压感传感器为圆柱形状。
[0008]一种采用如前述试验装置的试验方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0009]步骤一:运行模式，用以检测被测的高频动作单作用液压缸的寿命损耗；
[0010]将比例溢流阀调定系统压力为液压缸额定工作压力，两位四通比例换向阀设定为耐久性试验所需的高频率换向，调节节流阀使液压系统达到所需的背压，启动电机，电机带动液压泵工作，试验装置开始运行，使液压缸往复运动一定次数；
[0011]步骤二:测试模式，在测试模式下可检测高频动作单作用液压缸在耐久性试验过程中的最低启动压力、内泄漏量、负载效率曲线、活塞位移随时间的响应曲线；
[0012]在被测的的高频动作单作用液压缸往复运动到一定次数后，耐久性试验装置自动切换到测试模式，此时两位四通比例换向阀的换向频率由系统自动切换为液压缸的额定换向频率，比例溢流阀调定压力仍为液压缸额定工作压力，位移传感器采集对应液压缸活塞位移随时间的响应曲线，量筒采集对应液压缸的内泄漏量；
[0013]经过一定时间信息采集结束后，比例换向阀的换向频率由系统自动切换0.0lHz,比例溢流阀的调定压力在50秒内由OMPa缓慢均匀的升高到液压缸的额定压力，此时第三压力传感器、第二压力传感器及各个压感传感器所采集的数据经计算机处理后即可得到液压缸的最低启动压力、负载效率曲线；
[0014]步骤三、将步骤I中的运行模式和步骤2中的测试模式交替运行，试验结束后由所采集到的信息通过计算机处理分析得出液压缸的耐久性性能指标。
[0015]上述步骤二中各指标具体采用以下方式获得；两位四通比例换向阀换向到右位检测与A 口并联的多个检测单元，在比例溢流阀的调定压力升高过程中，液压缸的液压杆由静止开始运动直到行程结束停止，位移传感器采集的信号可确定液压杆运动时刻，该时刻第二压力传感器采集的压力值即为液压缸的最低启动压力；位移传感器可确定液压杆运动时间段，在该段时间内第二压力传感器采集的压力值与液压缸无杆腔活塞面积相乘可得液压缸的理论输出力，而该段时间内压感传感器采集的压力值即为液压缸的实际输出力，二者作比可得液压缸的负载效率曲线；同理，两位四通比例换向阀换向到左位时检测与B 口并联的多个检测单元。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0017]1、可对液压缸进行最高达30Hz的高频往复运动耐久性试验，解决了现有试验设备不能满足往复运动频率要求的问题。
[0018]2、整个试验装置设计合理:在两位四通比例换向阀的换向动作下，多个液压缸按液压油路分为两组交替完成伸出、缩回的动作；蓄能器模块起吸收冲击的作用，使系统压力维持稳定；压油过滤器过滤精度高，保证比例换向阀和多个被测液压缸对高清洁度油液的要求；节流阀安装在系统回油路上，为多个液压缸提供回程背压，使液压缸平稳运动；散热器与加热器相配合，使系统油温维持稳定。
[0019]3、在耐久性试验中应用并行节能技术，即一次试验可同时对多个(6个)高频动作单作用液压缸进行耐久性试验，增加了试验样本数，简化了试验装置，试验效率高、耗时短，节约能源，降低试验成本。
[0020]4、高频动作单作用液压缸耐久性试验主要参数均使用传感器实时监测，能够对被测元件的当前状态做出准确判断，并对故障原因做出准确分析。
[0021]5、试验装置采用电气控制，自动化程度高，操作简便。
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例的结构示意图。
[0023]图1中:1、蓄能器模块；2、两位四通比例换向阀；3、压力传感器；4、压力传感器；5、截止阀；6、被测的高频动作单作用液压缸；7、量筒、8、位移传感器；9、压感传感器；10、弹簧加载装置；11、第一检测单元；12、第二检测单元；13、第三检测单元；14、第四检测单元；15、第五检测单元；16、第六检测单元；17、加热器；18、温度传感器；19、节流阀；20、冷却器；21、单向阀；22、截止阀；23、液压泵；24、电机；25、比例溢流阀；26、压力传感器；27、压油过滤器；28、油箱。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0025]如图1所示，为本发明试验装置的一个优选实施例。
[0026]一种基于并行节能技术的高频单作用液压缸耐久性试验装置，包括
[0027]由电机24带动转动的液压泵23，液压泵23进油路通过截止阀连接油箱28，油箱28内部安装有对油液加热的加热器17，以及用以以检测油液温度的温度传感器18。液压泵23出油路连接单向阀21，单向阀21后油路分为两支路，一支路经比例溢流阀25回油箱28，另一支路连接压油过滤器27。
[0028]压油过滤器27另一端油路分为两支路，一支路连接蓄能器模块I的进油接口，蓄能器模块I的泄油路连接油箱28，另一支路连接两位四通比例换向阀2的P 口。
[0029]两位四通比例换向阀2的T 口液压油路依次经节流阀19、散热器20后连接油箱28，两位四通比例换向阀2的A 口同时并联三个检测单元，分别为第一检测单元11、第二检测单元12、第三检测单元13 ;两位四通比例换向阀2的B 口同时并联三个检测单元，分别为第四检测单元14、第五检测单元15、第六检测单元16。
[0030]每个检测单元包括截止阀5、被测的高频动作单作用液压缸6、量筒7、位移传感器8、压感传感器9和弹簧加载装置10，液压油路从两位四通比例换向阀2的A 口和B 口引出，分别经截止阀5并联多个被测的高频动作单作用液压缸6的进出油口，被测的高频动作单作用液压缸6的泄油口经管道引出后连接量筒7，压感传感器9为圆柱形状，压感传感器9一端连接被测的高频动作单作用液压缸6的液压杆端部，另一端连接弹簧加载装置10，以检测液压杆输出力随时间变化，在两位四通比例换向阀2换向后，弹簧加载装置10促使被测的高频动作单作用液压缸6的液压杆复位；位移传感器8安装在液压杆上以检测液压杆位移随时间的变化。
[0031]第一检测单元至第六检测单元中，除了被测的高频动作单作用液压缸6规格型号可不一致，其余元件完全一致，各元件连接方式相同。
[0032]有一第一压力传感器26安装在比例溢流阀25进油路上以检测系统压力。
[0033]有一第二压力传感器4安装在两位四通比例换向阀2的A 口处，用以检测与A 口并联第一检测单元11、第二检测单元12、第三检测单元13中的被测的高频动作单作用液压缸6的压力变化。