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平推對(duì)夾式液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

點(diǎn)擊次數(shù):3122 更新時(shí)間:2012-06-16

 

1 引言
    目前,電液伺服閥拉力試驗(yàn)機(jī)存在的比較普遍的缺點(diǎn)是:在連續(xù)試驗(yàn)過(guò)程中,不但夾緊液壓缸同步性不好,會(huì)產(chǎn)生同步累積誤差,影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,甚至?xí)?dǎo)致試驗(yàn)失敗,而且消除誤差的措施復(fù)雜;其次,不管試樣規(guī)格大小,試驗(yàn)時(shí)都采用相同的超高壓夾持,容易使小試樣在試驗(yàn)開始前受力過(guò)大發(fā)生變形,影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時(shí)也造成了能源的浪費(fèi)。
    為克服上述缺點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了平推對(duì)夾式液壓系統(tǒng),它為試驗(yàn)機(jī)的夾持和拉伸執(zhí)行部分提供變壓和變流量控制,使試驗(yàn)機(jī)在力閉環(huán)或位移閉環(huán)控制下對(duì)試樣進(jìn)行加載,達(dá)到試樣夾持對(duì)中性好、實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性高的目的。此液壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn):試驗(yàn)過(guò)程中,夾具液壓缸同步精度高,多次試驗(yàn)累積誤差小且消除累積誤差的措施非常簡(jiǎn)單易行;其次,可根據(jù)試樣規(guī)格不同,通過(guò)軟件控制自動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同夾持力的選擇,有利于節(jié)約能源,實(shí)現(xiàn)低碳的目的。此油源在成本增加很少的情況下,某一部分采用了冗余設(shè)計(jì)。冗余設(shè)計(jì)的應(yīng)用在滿足高精度試驗(yàn)和常精度率試驗(yàn)要求的同時(shí),也提高了油源的使用性能和通用性,延長(zhǎng)了油源的*使用壽命。
2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    液壓系統(tǒng)的控制流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。根據(jù)圖1 的動(dòng)作順序設(shè)計(jì)的液壓回路原理圖如圖2所示。
1 液壓系統(tǒng)的控制流程圖
 
    從圖2中可以看出,液壓系統(tǒng)的夾緊部分采用高壓小流量和低壓大流量的雙聯(lián)泵,拉伸部分采用大流量齒輪泵。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),拉伸部分采用軟啟動(dòng)的方式,以便保護(hù)電機(jī)。夾緊部分低壓卸荷,同時(shí)油路中也形成了背壓(背壓大小可調(diào)),一方面為了讓夾緊活塞充分退到缸底,另一方面為了夾緊活塞的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)和防止快速夾持時(shí)夾頭對(duì)試樣的沖擊。試驗(yàn)開始時(shí),先讓上鉗口松開,液壓油通過(guò)分流器16、液控單向閥14、電磁換向閥114DT)流回,再讓下鉗口松開,液壓油通過(guò)分流器16、液控單向閥13、電磁換向閥126DT)流回;當(dāng)試樣放到正確位置時(shí),先讓上鉗口預(yù)夾緊試樣上部分,此時(shí)雙聯(lián)泵同時(shí)向夾緊缸內(nèi)供油,液壓油經(jīng)泵1的低壓泵部分、單向閥2、電磁換向閥6和高壓泵部分、單向閥3一起經(jīng)過(guò)濾器7、電磁換向閥113DT)、液控單向閥14、分流器16進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔部分,部分再讓下鉗口預(yù)夾緊試樣下部分,液壓油經(jīng)泵1的低壓泵部分、單向閥2、電磁換向閥6和高壓泵部分、單向閥3一起經(jīng)過(guò)濾器7、電磁換向閥125DT)、液控單向閥13、分流器16進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔部分;當(dāng)上、下鉗口預(yù)夾緊完成時(shí),壓力繼電器15、18發(fā)出信號(hào),使電磁溢流閥41DT)卸荷,此時(shí)完成了試樣的安全夾緊;拉伸試樣時(shí),液壓油經(jīng)泵33、單向閥32、濾油器31、伺服閥269DT)、液控單向閥25進(jìn)入主油缸的有桿腔部分;試樣拉斷后,先上鉗口松開,取下試樣的上部分,然后再使下鉗口松開,取下試樣的下部分;可以通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)空間進(jìn)行下一次試驗(yàn),調(diào)整試驗(yàn)空間時(shí),液壓油經(jīng)泵33、單向閥32、濾油器31、伺服閥268DT)進(jìn)入主油缸的無(wú)桿腔部分,同時(shí)主油缸的有桿腔部分的液壓油經(jīng)電磁換向閥247DT)進(jìn)入主油缸的無(wú)桿腔部分,形成差動(dòng)回路。
2 液壓系統(tǒng)原理圖
1.雙聯(lián)泵;23、34 單向閥;4、28 電磁溢流閥;5、8、29 壓力表;6、24 二位二通電磁換向閥;7、31、35 過(guò)濾器;9 比例溢流閥;10、2330 溢流閥;11、12 三位四通電磁換向閥;13、14、25 液控單向閥;15、18 壓力繼電器;16、17 分流器;19、2021、22 調(diào)速閥;26 電液伺服閥;27 壓差閥;33 齒輪泵;34 電接點(diǎn)溫度計(jì);36 冷卻器;37 電接點(diǎn)液位計(jì)
3 液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)
    本文設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):
 1)能提供變壓和變流量控制;
 2)使平推對(duì)夾式試驗(yàn)機(jī)在力閉環(huán)控制或位移閉環(huán)控制下對(duì)試樣進(jìn)行加載,衡翼平推夾具夾持試樣對(duì)中性好,試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性高;
 3)在連續(xù)試驗(yàn)過(guò)程中,夾具液壓缸行程的累積誤差小,且誤差消除的辦法簡(jiǎn)單易行;
 4)可根據(jù)試樣規(guī)格不同,通過(guò)軟件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同夾持力的選擇;
 5)當(dāng)系統(tǒng)突然斷電時(shí),此液壓系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)鎖死夾緊油路和拉伸主油路,防止發(fā)生危險(xiǎn);(6)此液壓系統(tǒng)還能自動(dòng)探測(cè)液壓油的溫度,自動(dòng)啟、停冷卻裝置,以保證油溫在合理的范圍內(nèi),保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行;
 7)根據(jù)工作狀態(tài)不同,液壓系統(tǒng)自動(dòng)選擇高壓工作狀態(tài)還是低壓卸荷狀態(tài),有利于節(jié)約能源,實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保的目的;
 8)夾緊油路和拉伸主油路都采用了差動(dòng)回路,有利于試驗(yàn)效率的提高;
 9)拉伸油路采用了軟啟動(dòng)的方式,有利于保護(hù)油泵電機(jī);
 10)當(dāng)中液位過(guò)低或低壓油潔凈度不夠時(shí),液壓系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警裝置;
 11)液壓系統(tǒng)還會(huì)有效吸收液壓油餓沖擊,大大減小了試驗(yàn)機(jī)的震動(dòng),有利于試驗(yàn)的順序進(jìn)行;

 12)系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)在滿足高精度試驗(yàn)和常精度率試驗(yàn)要求的同時(shí),也提高了油源的使用性能和通用性。

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