一種高壓大流量密封件測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓大流量密封件測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括高壓電磁換向閥、徑向柱塞泵、變頻電機(jī)、電磁溢流閥、測試液壓缸、加載液壓缸、單向節(jié)流閥等。本發(fā)明中密封件安裝在尺寸較大的測試液壓缸上，利用一個尺寸較小的加載液壓缸與尺寸較大的測試液壓缸配合使用，加載液壓缸一方面為測試液壓缸提供加載壓力，同時利用測試液壓缸和加載液壓缸的無桿腔面積差為測試液壓缸補(bǔ)充高壓小排量徑向柱塞泵所不能提供的大流量液壓油。克服了以往密封件測試系統(tǒng)對高壓大排量泵的依賴，降低了變頻電機(jī)的功率等級，減小了試驗臺的搭建成本。
【專利說明】一種高壓大流量密封件測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓控制系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種基于高壓小排量液壓泵的高壓大流量密封件測試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在開發(fā)一款液壓缸密封件的過程中，產(chǎn)品的實物測試往往作為設(shè)計的最后一個環(huán)節(jié)，因而實物測試效果的好壞對于評估該產(chǎn)品的性能有著決定性的作用，直接關(guān)乎到設(shè)計的成敗。在進(jìn)行液壓缸密封件密封效果測試的試驗中，為了更好的模擬密封件的實際工況，往往需要高壓大流量液壓油源。
[0003]傳統(tǒng)獲得高壓大流量液壓油主要有以下兩個途徑:第一種是直接采用高壓大流量泵獲得，這種方法組建的系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)相對簡單，但是需要一個功率等級較高的電動機(jī)與之相匹配，因此其成本較高，結(jié)構(gòu)龐大，能耗高，整體經(jīng)濟(jì)性不高；第二種是采用低壓大流量泵與增壓油缸配合使用，這種系統(tǒng)整體的功率等級較第一種雖然有所下降，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性依然不高，更重要的是目前增壓油缸的技術(shù)還不成熟，這勢必會影響整個系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提出一種結(jié)構(gòu)簡單、降低成本的基于高壓小流量液壓泵的高壓大流量密封件測試系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種高壓大流量密封件測試系統(tǒng)，其特征在于:包括徑向柱塞泵1、變頻電機(jī)2、電磁溢流閥3、高壓電磁換向閥4、第一單向節(jié)流閥5、第二單向節(jié)流閥6、加載液壓缸7和測試液壓缸8 ;該徑向柱塞泵I的傳動軸與變頻電機(jī)2輸出軸相連，徑向柱塞泵I的出油口連接至電磁溢流閥3的進(jìn)油口，徑向柱塞泵I的進(jìn)油口、電磁溢流閥3的出油口和高壓電磁換向閥4的T 口均連接至油箱；加載液壓缸7的活塞桿與測試液壓缸8的活塞桿相連；高壓電磁換向閥4的A 口分兩路，一路經(jīng)第一單向節(jié)流閥5連至加載液壓缸7的無桿腔，另一路直接與測試液壓缸8的無桿腔相連；高壓電磁換向閥4的B 口分兩路，一路經(jīng)第二單向節(jié)流閥6連至加載液壓缸7的有桿腔，另一路直接與測試液壓缸8的有桿腔相連。
[0007]優(yōu)選的，所述徑向柱塞泵為高壓小排量徑向柱塞泵。
[0008]優(yōu)選的，第一單向節(jié)流閥5包括并聯(lián)的單向閥和節(jié)流閥，單向閥的導(dǎo)通方向為高壓電磁換向閥4的A 口流向加載液壓缸7無桿腔。
[0009]優(yōu)選的，第二單向節(jié)流閥6包括并聯(lián)的單向閥和節(jié)流閥，單向閥的導(dǎo)通方向為高壓電磁換向閥4的B 口流向加載液壓缸7有桿腔。
[0010]優(yōu)選的，所述加載液壓缸7和所述測試液壓缸8的活塞桿直徑相同，所述加載液壓缸7的無桿腔直徑D2小于測試液壓缸8的無桿腔直徑D1。
[0011]由上述對本發(fā)明的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0012]一、通過合理設(shè)計兩個液壓缸的無桿腔的面積差，使得利用一個高壓小流量泵就可以滿足試驗的需求，消除了對大功率泵及電機(jī)的依賴，從而使得整個系統(tǒng)功率等級及成本等較之前的兩種方案有了大幅度的降低，調(diào)節(jié)電磁換向閥的得電位置可以改變液壓缸的移動方向，調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥節(jié)流口面積可以控制液壓缸相應(yīng)腔體的壓力，調(diào)整變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以控制推桿的移動速度。
[0013]二、通過電動機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整代替了傳統(tǒng)驅(qū)動中通過改變液壓泵排量來實現(xiàn)液壓泵流量與測試所需流量的相匹配。因而系統(tǒng)可以采用定量泵代替變量泵，這不僅降低了成本，同時由于電動機(jī)的變轉(zhuǎn)速相對變量泵的變排量具有更快的動態(tài)響應(yīng)，進(jìn)而可以動態(tài)的實現(xiàn)液壓泵流量和測試所需流量的匹配。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0015]其中:
[0016]1、徑向柱塞泵2、變頻電機(jī)
[0017]3、電磁溢流閥4、高壓電磁換向閥
[0018]5、第一單向節(jié)流閥6、第二單向節(jié)流閥
[0019]7、加載液壓缸8、測試液壓缸
[0020]9、油箱

【具體實施方式】
[0021]以下通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0022]參照圖1，一種高壓大流量密封件測試系統(tǒng)，包括徑向柱塞泵1、變頻電機(jī)2、電磁溢流閥3、高壓電磁換向閥4、第一單向節(jié)流閥5、第二單向節(jié)流閥6、加載液壓缸7和測試液壓缸8。該徑向柱塞泵I的傳動軸與變頻電機(jī)2輸出軸相連，徑向柱塞泵I的出油口連接至電磁溢流閥3的進(jìn)油口，徑向柱塞泵I的進(jìn)油口、電磁溢流閥3的出油口和高壓電磁換向閥4的T 口均連接至油箱9，油箱9可根據(jù)實際需要設(shè)置一個或多個。
[0023]加載液壓缸7的活塞桿與測試液壓缸8的活塞桿相連。高壓電磁換向閥4的A 口分兩路，一路經(jīng)第一單向節(jié)流閥5連至加載液壓缸7的無桿腔，另一路直接與測試液壓缸8的無桿腔相連，第一單向節(jié)流閥5包括并聯(lián)的單向閥和節(jié)流閥，其中單向閥的導(dǎo)通方向為高壓電磁換向閥4的A 口流向加載液壓缸7無桿腔。高壓電磁換向閥4的B 口分兩路，一路經(jīng)第二單向節(jié)流閥6連至加載液壓缸7的有桿腔，另一路直接與測試液壓缸8的有桿腔相連，第二單向節(jié)流閥6包括并聯(lián)的單向閥和節(jié)流閥，其中單向閥的導(dǎo)通方向為高壓電磁換向閥4的B 口流向加載液壓缸7有桿腔。
[0024]本發(fā)明的徑向柱塞泵I為高壓小排量徑向柱塞泵，常規(guī)的高壓大排量工業(yè)用液壓泵的高壓一般小于35MPa，但流量可以達(dá)到幾百升，甚至更大，但本發(fā)明的高壓小排量徑向柱塞泵的壓力等級為45MPa，63MPa等，流量較小，一般小于20L/min。加載液壓缸7和測試液壓缸8的活塞桿直徑d相同，無桿腔的直徑不同，加載液壓缸7的無桿腔直徑D2小于測試液壓缸8的無桿腔直徑Dp油源為變頻電機(jī)2、高壓小排量的徑向柱塞泵I和油箱9配合提供，通過變頻電機(jī)2轉(zhuǎn)速的調(diào)整來調(diào)節(jié)測試液壓缸8的速度。本發(fā)明中密封件安裝在尺寸較大的測試液壓缸8上，利用一個尺寸較小的加載液壓缸7與尺寸較大的測試液壓缸8配合使用，加載液壓缸7 —方面為測試液壓缸8提供加載壓力，同時利用測試液壓缸8和加載液壓缸7的無桿腔面積差為測試液壓缸7補(bǔ)充高壓小排量徑向柱塞泵I所不能提供的大流量液壓油?？朔艘酝芊饧y試系統(tǒng)對高壓大排量泵的依賴，降低了變頻電機(jī)的功率等級，減小了試驗臺的搭建成本。
[0025]設(shè)定加載液壓缸7的無桿腔直徑為D2、無桿腔和有桿腔壓力分別為pn、pi3，設(shè)定測試液壓缸8的無桿腔直徑SD1，無桿腔和有桿腔壓力分別為pi2、pi4，設(shè)定徑向柱塞泵I的流量為Qp。
[0026]本發(fā)明詳細(xì)的工作原理如下:
[0027]位置一:當(dāng)高壓電磁換向閥4兩邊的電磁鐵均不得電時，換向閥位于中位，P 口與T口相連，高壓小排量徑向柱塞泵I輸出的高壓液壓油由高壓電磁換向閥4的P 口進(jìn)入閥體，直接由其T 口流回油箱9，此時液壓缸壓力pn、pi2、pi3、pi4相等，測試系統(tǒng)沒有工作。
[0028]位置二:當(dāng)高壓電磁換向閥4的左側(cè)電磁鐵得電，換向閥P 口與A 口相連，T 口與B 口相連。此時高壓小排量的徑向柱塞泵I排出的高壓小流量液壓油和加載液壓缸7無桿腔的液壓油一起進(jìn)入測試液壓缸8的無桿腔，假設(shè)加載液壓缸7和測試液壓缸8的此時速度為V1,高壓小排量的徑向柱塞泵I的流量Qp，則滿足以下關(guān)系:
[0029]Qp +V1^D22 = V1^D1

AQ1
[0030]因此，V1 = "，因此通過合理設(shè)計D1和D2即可通過高壓小排量徑向柱塞

n(u~ ~ LK)
泵I實現(xiàn)高壓大流量的測試條件。
[0031]第一單向節(jié)流閥5的單向閥功能反向截止，加載液壓缸7無桿腔的液壓油流經(jīng)第一單向節(jié)流閥5的節(jié)流口，通過調(diào)節(jié)第一單向節(jié)流閥5的節(jié)流口的開度實現(xiàn)調(diào)節(jié)加載液壓缸7的無桿腔壓力ρη，由于加載液壓缸7有桿腔壓力pi3和測試液壓缸8的有桿腔壓力pi4近似為零，所以測試液壓缸8的無桿腔壓力Pi2 = Pi^D2ZD1，進(jìn)而實現(xiàn)了通過第一單向節(jié)流閥5調(diào)節(jié)測試液壓缸8的無桿腔壓力的功能。
[0032]位置三:當(dāng)高壓電磁換向閥4的右側(cè)電磁鐵得電，換向閥P 口與B 口相連，T 口與A 口相連。此時高壓小排量徑向柱塞泵I排出的高壓小流量液壓油和加載液壓缸7有桿腔的液壓油一起進(jìn)入測試液壓缸8的有桿腔，假設(shè)此時加載液壓缸7和測試液壓缸8的速度為ν2，高壓小排量徑向柱塞泵I的流量、則滿足以下關(guān)系:
[0033]Qp + V2 -￡/')= V2 - (D* -d )
[0034]因此，V2 = ,?、，因此通過合理設(shè)計D1和D2即可通過高壓小排量徑向柱塞
兀)
泵I實現(xiàn)高壓大流量的測試條件。
[0035]第二單向節(jié)流閥6的單向閥功能反向截止，加載液壓缸7的有桿腔的液壓油流經(jīng)第二單向節(jié)流閥6的節(jié)流口，通過調(diào)節(jié)第二單向節(jié)流閥6的節(jié)流口的開度實現(xiàn)調(diào)節(jié)加載液壓缸7的有桿腔壓力pi3，由于加載液壓缸7無桿腔壓力Pi1和測試液壓缸8的無桿腔壓力Pi2近似為零，所以測試液壓缸8的有桿腔壓力Pi4 = Pi3* (D2-d)/(D1-Cl)，進(jìn)而實現(xiàn)了通過第二單向節(jié)流閥6調(diào)節(jié)測試液壓缸8的有桿腔壓力的功能。
[0036]上述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，液壓缸密件的測試僅為本發(fā)明的一個應(yīng)用方向，本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓大流量密封件測試系統(tǒng)，其特征在于:包括徑向柱塞泵(I)、變頻電機(jī)(2)、電磁溢流閥(3)、高壓電磁換向閥(4)、第一單向節(jié)流閥(5)、第二單向節(jié)流閥￠)、加載液壓缸(X)和測試液壓缸⑶；該徑向柱塞泵⑴的傳動軸與變頻電機(jī)⑵輸出軸相連，徑向柱塞泵⑴的出油口連接至電磁溢流閥⑶的進(jìn)油口，徑向柱塞泵⑴的進(jìn)油口、電磁溢流閥(3)的出油口和高壓電磁換向閥(4)的T 口均連接至油箱；加載液壓缸(7)的活塞桿與測試液壓缸(8)的活塞桿相連；高壓電磁換向閥(4)的A 口分兩路，一路經(jīng)第一單向節(jié)流閥(5)連至加載液壓缸(7)的無桿腔，另一路直接與測試液壓缸(8)的無桿腔相連；高壓電磁換向閥⑷的B 口分兩路，一路經(jīng)第二單向節(jié)流閥(6)連至加載液壓缸(7)的有桿腔，另一路直接與測試液壓缸(8)的有桿腔相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高壓大流量密封件測試系統(tǒng)，其特征在于:所述徑向柱塞泵(I)為高壓小排量徑向柱塞泵。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高壓大流量密封件測試系統(tǒng)，其特征在于:第一單向節(jié)流閥(5)包括并聯(lián)的單向閥和節(jié)流閥，單向閥的導(dǎo)通方向為高壓電磁換向閥(4)的A 口流向加載液壓缸(7)無桿腔。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高壓大流量密封件測試系統(tǒng)，其特征在于:第二單向節(jié)流閥(6)包括并聯(lián)的單向閥和節(jié)流閥，單向閥的導(dǎo)通方向為高壓電磁換向閥(4)的B 口流向加載液壓缸(7)有桿腔。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高壓大流量密封件測試系統(tǒng)，其特征在于:所述加載液壓缸(7)和所述測試液壓缸(8)的活塞桿直徑相同，所述加載液壓缸(7)的無桿腔直徑D2小于測試液壓缸(8)的無桿腔直徑D1。
【文檔編號】F15B19/00GK104196829SQ201410481818
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】林添良, 任好玲, 付勝杰, 繆騁, 楊帆 申請人:華僑大學(xué)