专利名称：被动式无源液压加载试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及加载试验装置，尤其涉及用液压加载的试验装置。
背景技术：
在对许多零部件进行测试或试验时，都需要模拟其实际工作状态；为保证有足够的安全系数，所模拟的条件或环境往往还要比实际工作时严酷一些。例如，对在实际工作时要摆动的船舶上的减摇鳍和自动舵等，就是在加载情况下，让其在测试台上模拟实际摆动状态以对它们进行测试或试验的。现有的这类加载试验装置包括有，由电机拖动的液压泵、由液压泵供给液压油的两个油缸、在它们的连接管路中安装的用于调节加载压力的溢流阀、和其他必备液压元器件等。两个油缸输出的压力，通过其活塞杆交替加载在一个摇臂两端，该摇臂是与被测工件连接并受该工件驱动而随其摆动的。在测试或试验时，由另一台驱动电机直接或间接地带动被测工件(例如减摇鳍或自动舵)转动，进而带动摇臂摆动；同时，通过两个油缸的交替推进来对摆动着的摇臂、进而对被测工件加载(即外加摆动阻力，以模拟严酷的工作条件或环境)，从而完成对被测工件的强度、刚度、可靠性、密封性等方面的测试或试验。因此，可以把现有的这类加载试验装置称为电机-泵系统，或称为主动式的有源液压加载试验装置。问题是，受液压泵驱动的两个油缸在交替加载时，绝不允许发生干涉，也就是它们交替加载时，必须与摇臂的摆动“同步”。然而，由于液压传动机构的同步性均相对较差原故，所配用的换向阀的工作状态必须是非常准确且相当可靠的。否则，不但影响到测试或试验准确性，有时还可能弄坏工件和/或加载装置。另外，如果把电机-泵系统设计成流量500L/min，则需两台22KW电动机、与其匹配的两台液压泵。并且，电机-泵系统在工作时，其噪声非常大，最大超过了90dB，既影响了环境，也影响了对产品的性能测试。总之，现有的试验装置存在着大组件多、系统体积庞大、制造成本高、噪声大、测试准确性差等缺陷。
发明内容
针对现有装置的不足，本发明的目的是，提供一种大组件少、系统体积小、制造成本低、噪声小、测试准确性较高的液压加载试验装置。
为达到发明目的所提供的方案是，一种被动式无源液压加载试验装置。与现有加载装置相同的是，该装置也包括有两个单活塞杆液压油缸，两个油缸输出的压力，也是通过其活塞杆交替加载在一个摇臂两端的，该摇臂也是与被测工件连接并受该工件驱动而随其摆动的。其改进之处是本发明的活塞杆是直接或间接地绞接在其摇臂两端的。液压油缸均为双作用式油缸，每一油缸的背压腔分别通过各一条连接管路，与另一油缸的正压腔联通；每一连接管路又通过其间的一条分支管分别与一组桥式整流管路的两个交替供油口联通。该桥式整流管路包括有四个单向阀、一个溢流阀及其与该溢流阀匹配的压力表，其中，两个单向阀分别同向地串联后、再同向地并联，串联的两个单向阀之间有与所述分支管联通的交替供油口；该桥式整流管路的单向阀导通端的并联点处，连接有一根吸油管；其单向阀阻断端的并联点处，连接有一根安装了溢流阀的溢流管和压力表。该桥式整流管路的吸油管和溢流管的另一端均通向贮油箱。显然，如果把四个单向阀换成二极管，就构成了一种桥式整流电路。因此，借用其命名原则，本发明把包括了这四个单向阀的组合命名为“桥式整流管路”。
在本发明的装置中进行测试或试验时，仍由一台驱动电机直接或间接地带动被测工件工作，其工作时转动或摆动(例如减摇鳍或自动舵)，进而带动与被测工件连接的摇臂摆动。与现有装置不同的是，由于活塞杆是直接或间接地绞接在该摇臂两端的，因此，摆动着的摇臂能够交替地对活塞杆进行推、拉，而且这种推与拉的主动件是摇臂，双作用油缸在本发明中实际上已转变为活塞式的油泵了。在溢流阀的调定压力范围内的情况下，由于桥式整流管路的作用(在具体实施方式
中再进一步详述)，两个油缸均只能交替地吸入油液、而不能泵出油液，其缸内压力也就越来越高，通过活塞杆作用在摇臂(进而传递给被测工件)上的反作用力也越来越大，从而实现对被测工件的加载、密封试验。当压力略高于溢流阀的调定压力时，对被测工件加载的反作用力就恒定在溢流阀的开启压力与关闭压力之间了(具体数值视溢流阀的灵敏度确定，选择溢流阀时应综合考虑试验要求、成本等多种因素)。直至达到规定的测试或试验时间为止。
从技术方案及其用该装置对被测工件加载的介绍中，本领域的技术人员不难看出，除摇臂及其摇臂与驱动它的被测工件的连接与现有的相同以外，本发明通过改变油缸的工作性质、增设桥式整流管路这一手段，取得了如下有益效果1、由于没有现有技术中的电机及其液压泵，并且本发明中的单向阀与它们相比较，体积小得多、成本低得多。因此，本发明具有大组件少、系统体积小、噪声小、流量大、测量范围大、制造成本低、维修方便、故障率低等优点；2、由于两个油缸在本发明中起到的是活塞式油泵的作用，即它们是反过来受摇臂驱动的，因此，它们交替加载时，不存在可能因不“同步”而产生的干涉问题。这样，测试的可靠性和安全性均得到了现有技术得不到的切实保证；3、由于没有现有技术中的电机及其液压泵，并且本发明中的单向阀在工作时的噪声又远比它们小得多。这样，整个系统的振动也小得多，因此，本发明还有噪声小、测试准确性较高等优点。
4、由于把“转动”变为“摆动”的机构已经相当普遍地存在于各个现有的技术中，本领域的技术人员要实现这一目的也十分容易，因此，本发明还并不仅限于对实际工作时要摆动的工件进行加载试验，同样也可用于对实际工作时要转动的工件加载试验。
显然，与现有的装置相比较，本发明也可称为被动式无源液压加载试验装置。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1——本发明装置的一种系统简2——本发明装置的另一种系统简图具体实施方式
一种被动式无源液压加载试验装置(参考图1、2)。该装置包括有两个单活塞杆液压油缸，两个油缸输出的压力，是通过其活塞杆交替加载在一个摇臂两端的，该摇臂是与被测工件连接并受该工件驱动而随其摆动的(一方面这部分与现有技术相同，另一方面即使是比本领域技术人员水平还低一些的技术人员，也能实现这种常规的连接，故，在此不披露具体的连接结构了)。本发明的区别特征为，活塞杆是直接或间接地绞接在该摇臂(1或1′)两端的。液压油缸均是双作用式油缸(2或2′)，每一油缸(2或2′)的背压腔21分别通过各一条连接管路3，与另一油缸(2或2′)的正压腔22联通；每一连接管路3又通过其间的一条分支管4分别与一组桥式整流管路的两个交替供油口50联通。该桥式整流管路包括有四个单向阀(51a、51b、51c、51d)、一个溢流阀52及其与该溢流阀52匹配的压力表53——其中，两个单向阀(51a与51b、51c与51d)分别同向地串联后、再同向地并联，串联的两个单向阀(51a与51b、51c与51d)之间有与分支管4联通的交替供油口50；该桥式整流管路的单向阀(51a、51c)导通端的并联点处，连接有一根吸油管54，其单向阀(51b、51d)阻断端的并联点处，连接有一根安装了溢流阀52的溢流管55和压力表53。该桥式整流管路的吸油管54和溢流管55的另一端均通向贮油箱7。
进一步讲，在压力表53与单向阀(51b、51d)阻断端的并联点之间，还串联有一个压力表开关阀531；在溢流阀52与贮油箱7之间的溢流管55上，还串联有冷却器551和滤油器552；在吸油管54上还串联有吸油开关阀541和滤油器542。通常情况下，也就是既要保证所用的油液清洁、干净，又要使桥式整流管路在吸油时的阻力不大，因此，在溢流管55上配用精滤的滤油器552，在吸油管54上配用粗滤的滤油器542。
更进一步地讲，贮油箱7为其顶部有呼吸管71的封装式结构，其呼吸管71的管口处安装有空气洁净器72。显然，这种顶部有呼吸管71的封装式贮油箱7，更能进一步确保油液的清洁与干净。
下面再结合附图，详细介绍桥式整流管路在加载过程中的作用。
在加载试验前，先打开压力表开关阀531；加载开始后，将溢流阀52手柄缓慢顺时针旋入，这时压力表53指示上升，当调至所需加载压力时，停止溢流阀52调整。在调定压力下整个加载试验过程中，超压溢出的油液经冷却器551和滤油器552后流回贮油箱7。
当摇臂(朝图1所示的)顺时针方向摆动时，该摇臂拉动图1上部油缸2的活塞杆、推动图1下部油缸2的活塞杆，即这两个油缸已转变成油泵在工作了。在此过程中，上部油缸2的背压腔21与下部油缸2的正压腔22均在向外泵油，通过分支管4泵入桥式整流管路中，高压油打开图1的一个单向阀51d、关闭图1的两个单向阀(51b、51c)；与此同时，上部油缸2的正压腔22与下部油缸2的背压腔21均同时逐渐降压、直至形成负压，最终通过分支管4和桥式整流管路的一个交替供油口50而打开图1的另一个单向阀51a、从贮油箱7吸油(图1的虚线指引方向为油液的流向)。
当摇臂摆过止点后、朝(图2所示的)逆时针方向摆动时，整个过程相反，高压油打开的是图2的一个单向阀51b、关闭的是图2的两个单向阀(51a、51d)；最终通过分支管4和桥式整流管路的另一个交替供油口50而打开的是，图2的另一个单向阀51c，从贮油箱7吸油后的油液流向为图2中的虚线指引方向。
如此反复循环，直至完成加载试验。
披露至此，本领域的技术人员已完全能够正确地再现本发明了。故以上具体实施方式
也是以下各例的总述。在以下各例中，与本总述部分相同的内容不赘述。
实施例1(参考图1)本例的活塞杆是直接绞接在摇臂1两端的。油缸2为绞接安装方式的结构，它们间相互交叉联通的背压腔21和正压腔22的接口处均连接有耐压软管31、或者连接管路3本身就是耐压软管。由于显见，图中仅画出背压腔21和正压腔22的接口处均连接有耐压软管31的系统简图。
实施例2(参考图2)本例摇臂1′的两端各有一个滑槽和与其匹配的滑块11，活塞杆是通过绞接在对应的滑块11上而间接地在绞接在该摇臂1′两端的。油缸2′为固定安装方式的结构，它们间交叉联通的背压腔21和正压腔22的接口处可以连接耐压软管、或者所述连接管路本身就是耐压软管，也可以是本身为硬管的连接管路3直接连接在对应的接口处。由于显见，图中画出的是折弯后的硬管的系统简图。
实施例3本例是在总述部分或上述各例基础上的进一步改进，在本例中，桥式整流管路是组装在同一个集成阀座5上的(参考图1)。也可以是，该桥式整流管路与压力表开关阀531、吸油管54上的吸油开关阀541均组装在同一个集成阀座5上。还可以是，该桥式整流管路与压力表开关阀531、溢流管55上的冷却器551、吸油管54上的吸油开关阀541均组装在同一个集成阀座5上(参考图2)。
鉴于对本领域的技术人员来讲，把桥式整流管路组装在同一个集成阀座5上是用常规的技术均能实现的。因此，本发明未画出具体的结构图。
下面介绍本发明的元器件选用及其安装。
单向阀选用流量、压力均比所需加载负载(换算为压力)高一个等级的板式单向阀，其他元器件的选用也根据负载大小确定流量、压力，同样也应比所需压力高一个等级。在集装阀座上两侧安装四只板式单向阀，顶面上安装一只溢流阀，集成阀座内根据液压原理图打孔连接。集成阀座上吸油口和出油口用螺纹连接，其螺纹大小应与管路连接对应，一般情况下螺纹应考虑流量增大时增大余量。油路设计应留有足够余量，油路用不锈钢管和/或耐高压软管。贮油箱用δ3不锈钢板焊接而成，其容积应是最大设计流量的三倍以上，贮油箱制成完工后应进行水密性试验，并应与不锈钢液压管路、管路接头和集成阀座内的元器件按技术要求进行酸洗。冷却器和滤油器选用应大于额定流量。
权利要求
1.被动式无源液压加载试验装置，该装置包括有两个单活塞杆液压油缸，两个油缸输出的压力，是通过其活塞杆交替加载在一个摇臂两端的，该摇臂是与被测工件连接并受该工件驱动而随其摆动的，其特征在于，所述活塞杆是直接或间接地绞接在所述摇臂(1或1′)两端的；所述液压油缸均为双作用式油缸(2或2′)，每一油缸(2或2′)的背压腔(21)分别通过各一条连接管路(3)，与另一油缸(2或2′)的正压腔(22)联通；每一连接管路(3)又通过其间的一条分支管(4)分别与一组桥式整流管路的两个交替供油口(50)联通；该桥式整流管路包括有四个单向阀(51a、51b、51c、51d)、一个溢流阀(52)及其与该溢流阀(52)匹配的压力表(53)，其中，两个单向阀(51a与51b、51c与51d)分别同向地串联后、再同向地并联，串联的两个单向阀(51a与51b、51c与51d)之间有与所述分支管(4)联通的交替供油口(50)；该桥式整流管路的单向阀(51a、51c)导通端的并联点处，连接有一根吸油管(54)，其单向阀(51b、51d)阻断端的并联点处，连接有一根安装了所述溢流阀(52)的溢流管(55)和压力表(53)；该桥式整流管路的吸油管(54)和溢流管(55)的另一端均通向贮油箱(7)。
2.根据权利要求1所述的被动式无源液压加载试验装置，其特征在于，所述活塞杆是直接绞接在所述摇臂(1)两端的；所述油缸(2)为绞接安装方式的结构，它们间相互交叉联通的背压腔(21)和正压腔(22)的接口处均连接有耐压软管(31)、或者所述连接管路(3)本身就是耐压软管。
3.根据权利要求1所述的被动式无源液压加载试验装置，其特征在于，所述摇臂(1′)的两端各有一个滑槽和与其匹配的滑块(11)，所述活塞杆是通过绞接在对应的滑块(11)上而间接地在绞接在该摇臂(1′)两端的；所述油缸(2′)为固定安装方式的结构，它们间交叉联通的背压腔(21)和正压腔(22)的接口处可以连接耐压软管(31)、或者所述连接管路(3)本身就是耐压软管，也可以是本身为硬管的连接管路(3)直接连接在对应的接口处。
4.根据权利要求1、2或3所述的被动式无源液压加载试验装置，其特征在于，所述压力表(53)与单向阀(51b、51d)阻断端的并联点之间串联有一个压力表开关阀(531)，所述溢流阀(52)与贮油箱(7)之间的溢流管(55)上串联有冷却器(551)和滤油器(552)，所述吸油管(54)上串联有吸油开关阀(541)和滤油器(542)。
5.根据权利要求1、2或3所述的被动式无源液压加载试验装置，其特征在于，所述桥式整流管路组装在同一个集成阀座(5)上。
6.根据权利要求1、2或3所述的被动式无源液压加载试验装置，其特征在于，所述贮油箱(7)为其顶部有呼吸管(71)的封装式结构，其呼吸管(71)的管口处安装有空气洁净器(72)。
7.根据权利要求4所述的被动式无源液压加载试验装置，其特征在于，所述桥式整流管路组装在同一个集成阀座(5)上；也可以是，该桥式整流管路与所述压力表开关阀(531)、吸油开关阀(541)均组装在同一个集成阀座(5)上；还可以是，该桥式整流管路与所述压力表开关阀(531)、冷却器(551)、吸油开关阀(541)均组装在同一个集成阀座(5)上。
8.根据权利要求4所述的被动式无源液压加载试验装置，其特征在于，所述贮油箱(7)为其顶部有呼吸管(71)的封装式结构，其呼吸管(71)的管口处安装有空气洁净器(72)。
9.根据权利要求5所述的被动式无源液压加载试验装置，其特征在于，所述贮油箱(7)为其顶部有呼吸管(71)的封装式结构，其呼吸管(71)的管口处安装有空气洁净器(72)。
10.根据权利要求7所述的被动式无源液压加载试验装置，其特征在于，所述贮油箱(7)为其顶部有呼吸管(71)的封装式结构，其呼吸管(71)的管口处安装有空气洁净器(72)。
全文摘要
一种被动式无源液压加载试验装置。该装置包括有与被测工件连接而随其摆动的摇臂，其活塞杆铰接在摇臂两端的两个单活塞杆双作用式液压油缸。每一油缸的背压腔分别通过各一条连接管路，与另一油缸的正压腔联通；每一连接管路又通过其间的一条分支管分别与一组桥式整流管路的两个交替供油口联通。该桥式整流管路包括四个单向阀、一个溢流阀及其和压力表。该桥式整流管路的单向阀导通端的并联点处，连接有一根吸油管；其单向阀阻断端的并联点处，连接有一根安装了溢流阀的溢流管和压力表。该桥式整流管路的吸油管和溢流管的另一端均通向贮油箱。本发明的有益效果是，大组件少、系统体积小、制造成本低；安全性高；噪声小、测试准确性较高等优点。
文档编号G01D11/00GK1858559SQ200610054250
公开日2006年11月8日 申请日期2006年4月26日 优先权日2006年4月26日
发明者赵梦乐 申请人:重庆华渝电气仪表总厂