薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改進(jìn)的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，包括低壓過濾器、液壓泵、電機(jī)、單向閥、截止閥、儲能器、電磁卸荷閥、比例溢流閥、壓力補(bǔ)償器、比例換向閥、伺服液壓缸、拉壓力傳感器、位移傳感器、機(jī)械夾具、過濾器、冷卻器和油箱。其中，兩個液壓泵共用一個油箱，形成兩個獨立的加載液壓回路，大大節(jié)省了制作成本和安裝空間。另外本發(fā)明還可實現(xiàn)單組壓力補(bǔ)償器和比例換向閥控制一個伺服液壓缸，確保了加載同步性和穩(wěn)定性。本發(fā)明的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、拉力大、加載同步性高、精度高、控制響應(yīng)快等特點，不僅能用于建筑膜材試驗、飛艇蒙皮試驗等薄膜復(fù)合材料雙軸拉伸試驗機(jī)，還能用于單軸拉伸試驗機(jī)。
【專利說明】薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，尤其涉及一種薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高分子復(fù)合織物薄膜材料因其具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐化學(xué)、耐久性等優(yōu)點而在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，如建筑膜結(jié)構(gòu)、航空飛艇、航天降落傘或軟式著陸系統(tǒng)等?？椢锉∧ひ话阌苫己屯繉訕?gòu)成，基布由高分子材料抽絲合成纖維，然后織成布，在建筑領(lǐng)域主要有聚酯纖維、玻璃纖維等，在航空航天領(lǐng)域主要有聚酯纖維、芳綸纖維、尼龍纖維等，涂層主要有聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯，采用涂層或?qū)雍希瑢雍匣蛲繉拥幕走€有其它化學(xué)膠體。因此，織物薄膜材料具有復(fù)雜的力學(xué)行為特征，表現(xiàn)為材料非線性、非彈性、各向異性、粘彈性、雙向性等。
[0003]織物薄膜材料的力學(xué)行為特征一般通過拉伸試驗機(jī)得到，而電液加載系統(tǒng)是拉伸試驗機(jī)的一個重要組成部分。拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)一般包括氣壓、液壓、步進(jìn)電機(jī)及對應(yīng)電控和傳感系統(tǒng)。一般通用型結(jié)構(gòu)試驗室電液加載系統(tǒng)(如MTS等)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，且價格昂貴，至今很少有特定針對薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)的電液加載系統(tǒng)，因此目前國內(nèi)關(guān)于織物薄膜材料的主要力學(xué)參數(shù)、設(shè)計應(yīng)用依據(jù)主要來源于單向?qū)嶒灒帽∧るp軸拉伸試驗機(jī)測試織物薄膜材料的雙向力學(xué)行為的實驗較少，所以開發(fā)薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)具有十分重要的意義。
[0004]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)?01110107672.9，專利名稱:薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，該專利采用伺服液壓缸、比例溢流閥、比例換向閥等集成的系統(tǒng)實現(xiàn)雙通道四缸協(xié)同加載，但加載同步性和保壓不理想。
[0005]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、加載同步性高、保壓效果好的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、加載同步性高、保壓效果好的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，包括低壓過濾器、液壓泵、電機(jī)、單向閥、截止閥、儲能器、電磁卸荷閥、比例溢流閥、壓力補(bǔ)償器、比例換向閥、伺服液壓缸、拉壓力傳感器、位移傳感器、機(jī)械夾具、過濾器、冷卻器和油箱；
[0008]所述伺服液壓缸與所述位移傳感器、所述拉壓力傳感器和所述機(jī)械夾具依次串聯(lián)；
[0009]所述油箱的輸出口依次與所述低壓過濾器、所述液壓泵、所述電機(jī)和所述單向閥相連，并與旁路的所述比例溢流閥連接，然后連接供油管路；所述伺服液壓缸的進(jìn)油腔依次與所述比例換向閥、所述壓力補(bǔ)償器、所述截止閥和所述儲能器連接，通過供油管路實現(xiàn)供油；
[0010]所述電磁卸荷閥依次與所述過濾器、所述冷卻器和所述油箱的輸入口相連，連接回油管路，實現(xiàn)回油；所述伺服液壓缸的回油腔連接所述比例換向閥，通過回油管路回至油箱；
[0011]所述伺服液壓缸通過所述供油管路和所述回油管路，與所述油箱連接，形成循環(huán)油路。
[0012]進(jìn)一步地，所述伺服液壓缸設(shè)置有四個；所述四個伺服液壓缸呈正交布置，形成四個液壓加載端；所述循環(huán)油路包含一個所述油箱和兩個所述液壓泵，形成兩個獨立的液壓加載系統(tǒng)，每個所述液壓加載系統(tǒng)包含兩個所述壓力補(bǔ)償器和兩個所述比例換向閥；每個所述液壓加載系統(tǒng)中，所述液壓泵出油后，經(jīng)過所述截止閥和所述蓄能器，然后分成兩個所述供油管路，每個所述供油管路通過所述比例換向閥和所述壓力補(bǔ)償器為對應(yīng)的所述伺服液壓缸供油，即一個所述比例換向閥控制同軸一個所述伺服液壓缸。
[0013]進(jìn)一步地，所述液壓泵經(jīng)過所述截止閥和所述蓄能器后，通過三通接頭分成兩個所述供油管路。
[0014]進(jìn)一步地，所述冷卻器與電磁水閥及多個截止閥連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述油箱采用不銹鋼制成。
[0016]進(jìn)一步地,所述機(jī)械夾具采用合金鋼制成。
[0017]本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，其中兩個液壓加載系統(tǒng)共用一個油箱，形成兩個獨立的加載液壓回路，而且兩個獨立加載液壓回路之間互不影響，大大縮小了制作成本，節(jié)省了安裝空間。另外本發(fā)明充分利用伺服液壓缸、比例溢流閥、比例換向閥等各種閥的特點，實現(xiàn)單組壓力補(bǔ)償器和比例換向閥控制一個伺服液壓缸，確保加載同步性和穩(wěn)定性，與現(xiàn)有的拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)相比，本發(fā)明的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單、拉力更大、加載同步性更高、保壓效果更好、精度更高、控制響應(yīng)更快，不僅能用于建筑膜材試驗、飛艇蒙皮試驗等薄膜復(fù)合材料雙軸拉伸試驗機(jī)，還能用于單軸拉伸試驗機(jī)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的一個較佳實施例的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖?！揪唧w實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明保護(hù)范圍不限于下述實施例。
[0020]在本發(fā)明的較佳實施例中，如圖1所示，一種改進(jìn)的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，包括低壓過濾器1、液壓泵2、電機(jī)3、單向閥4、截止閥5、儲能器6、電磁卸荷閥7、比例溢流閥8、壓力補(bǔ)償器10、比例換向閥11、伺服液壓缸12、拉壓力傳感器13、位移傳感器
14、機(jī)械夾具15、過濾器16、冷卻器17和油箱18。
[0021]其中，伺服液壓缸12設(shè)置有四個，并呈正交布置，形成四個液壓加載端，每個伺服液壓缸12與對應(yīng)的位移傳感器14、拉壓力傳感器13和機(jī)械夾具15依次串聯(lián)。
[0022]油箱18的輸出口分別與第一液壓加載系統(tǒng)和第二液壓加載系統(tǒng)相連，兩個液壓加載系統(tǒng)均由低壓過濾器1、液壓泵2、電機(jī)3、單向閥4及旁路的比例溢流閥8連接而成；在每個液壓加載系統(tǒng)中，液壓泵2經(jīng)過截止閥5和蓄能器6后，通過三通接頭分成兩個供油管路19。每個伺服液壓缸12的進(jìn)油腔依次與其對應(yīng)的比例換向閥11、壓力補(bǔ)償器10連接，然后通過各自對應(yīng)的供油管路，實現(xiàn)供油。
[0023]兩個電磁卸荷閥7均依次與過濾器16、冷卻器17和油箱18的輸入口相連，形成兩個回油管路20，實現(xiàn)回油。其中冷卻器17通過截止閥5與電磁水閥9連接。每個伺服液壓缸12的回油腔連接其對應(yīng)的比例換向閥11，通過各自對應(yīng)的回油管路回至油箱。
[0024]每個伺服液壓缸12通過其對應(yīng)的供油管路和回油管路，與油箱18連接，形成循環(huán)油路。
[0025]本發(fā)明較佳實施例的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)中，兩個液壓泵共用一個油箱18，形成兩個獨立的加載液壓回路，各控制其中同軸的兩個伺服液壓缸12，而且兩個獨立的加載液壓回路之間互不影響，大大節(jié)省了制作成本和安裝空間。另外本發(fā)明充分利用伺服液壓缸12、比例溢流閥8、比例換向閥11等各種閥的特點，實現(xiàn)單組壓力補(bǔ)償器10和比例換向閥11控制一個伺服液壓缸12，確保了加載同步性和穩(wěn)定性，與現(xiàn)有的拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)相比，本發(fā)明的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單、拉力更大、加載同步性更高、保壓效果更好、精度更高、控制響應(yīng)更快，不僅能用于建筑膜材試驗、飛艇蒙皮試驗等薄膜復(fù)合材料雙軸拉伸試驗機(jī)，還能用于單軸拉伸試驗機(jī)。
[0026]本發(fā)明的構(gòu)件尺寸、材料選擇、工藝設(shè)計可針對具體應(yīng)用確定，包括油箱18、機(jī)械夾具15的幾何參數(shù)，低壓過濾器1、液壓泵2、電機(jī)3、單向閥4、截止閥5、儲能器6、電磁卸荷閥7、比例溢流閥8、壓力補(bǔ)償器10、比例換向閥11、伺服液壓缸12、拉壓力傳感器13、位移傳感器14、過濾器16、冷卻器17、進(jìn)油管和回油管的型號參數(shù)，均按匹配參數(shù)選擇，油箱18可采用不銹鋼制成，機(jī)械夾具15可采用合金鋼制成。
[0027]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，其特征在于，包括低壓過濾器、液壓泵、電機(jī)、單向閥、截止閥、儲能器、電磁卸荷閥、比例溢流閥、壓力補(bǔ)償器、比例換向閥、伺服液壓缸、拉壓力傳感器、位移傳感器、機(jī)械夾具、過濾器、冷卻器和油箱； 所述伺服液壓缸與所述位移傳感器、所述拉壓力傳感器和所述機(jī)械夾具依次串聯(lián)； 所述油箱的輸出口依次與所述低壓過濾器、所述液壓泵、所述電機(jī)和所述單向閥相連，并與旁路的所述比例溢流閥連接，然后連接供油管路；所述伺服液壓缸的進(jìn)油腔依次與所述比例換向閥、所述壓力補(bǔ)償器、所述截止閥和所述儲能器連接，通過供油管路實現(xiàn)供油； 所述電磁卸荷閥依次與所述過濾器、所述冷卻器和所述油箱的輸入口相連，連接回油管路，實現(xiàn)回油；所述伺服液壓缸的回油腔連接所述比例換向閥，通過回油管路回至油箱； 所述伺服液壓缸通過所述供油管路和所述回油管路，與所述油箱連接，形成循環(huán)油路。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服液壓缸設(shè)置有四個。
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，其特征在于，所述四個伺服液壓缸呈正交布置，形成四個液壓加載端。
4.如權(quán)利要求2所述的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)油路包含一個所述油箱和兩個所述液壓泵，形成兩個獨立的液壓加載系統(tǒng)，每個所述液壓加載系統(tǒng)包含兩個所述壓力補(bǔ)償器和兩個所述比例換向閥。
5.如權(quán)利要求4所述的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，其特征在于，每個所述液壓加載系統(tǒng)中，所述液壓泵出油后，經(jīng)過所述截止閥和所述蓄能器，然后分成兩個所述供油管路，每個所述供油管路通過所述比例換向閥和所述壓力補(bǔ)償器為對應(yīng)的所述伺服液壓缸供油，即一個所述比例換向閥控制同軸一個所述伺服液壓缸。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓泵經(jīng)過所述截止閥和所述蓄能器后，通過三通接頭分成兩個所述供油管路。
7.如權(quán)利要求1所述的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻器與電磁水閥及多個截止閥連接。
8.如權(quán)利要求1所述的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，其特征在于，所述油箱采用不銹鋼制成。
9.如權(quán)利要求1所述的薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械夾具采用合金鋼制成。
【文檔編號】G01N3/02GK103884586SQ201410111436
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】陳務(wù)軍, 王利鋼, 施光林, 陳貴順 申請人:上海交通大學(xué)