Гидравлическая испытательная машина Советский патент 1992 года по МПК G01N3/10 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в испытательных машинах с электрогидравлическим приводом.

Известны гидравлические испытательные машины, содержащие двухштоковый

нагружающий гидроцилиндр, электрогид- равлический преобразователь (ЭГП), состоящий из распределительного и управляющего каскадов, у которых выход и питающий канал распределительного кас- кодовсообщены соответственное рабочими

полостями гидроцилиндра (поочередно) и магистралью высокого давления, а управляющие торцевые полости распределительного каскада поочередно сообщены с выходом управляющего каскада, питающий канал которого сообщен с магистралью питания, датчики параметров нагружения, функциональный задатчик и устройство сравнения, электрически связанные с входом управляющего каскада.

Расход рабочей жидкости и направление ее потока в распределительном каскаде определяются величиной и полярностью сигнала, подаваемого на вход управляющего каскада ЭГП и являющегося результатом сложения в устройстве сравнения величин электрических сигналов датчика параметра нагружения и функционального задатчика. Недостатком указанных машин является то, что при использовании их для проведения усталостных испытаний имеют место значительные энергетические потери в результате сжимаемости рабочей жидкости в рабочих полостях гидроцилиндра, являющихся поочередно активными и имеющими значительный объем для обеспечения необходимого хода поршня.

Кроме того, наличие двух управляющих полостей золотника распределительного каскада обуславливает необходимость подачи рабочей жидкости поочередно в обе полости за один цикл работы машины, что ограничивает быстродействие ЭГП, а следовательно, динамические характеристики машины.

Наиболее близкой к предлагаемой является гидравлическая испытательная машина, содержащая одноштоковый нагружающий гидроцилиндр, электрогидравлический преобразователь, состоящий из распределительного и управляющего каскадов, у которых выход и питающий канал распределительного каскада сообщены соответственно с рабочей (поршневой) полостью нагружающего гидроцилиндра и магистралью высокого давления, а управляющие торцевые полости распределительного каскада поочередно сообщены с выходом управляющего каскада, питающий канал которого сообщен с магистралью питания, датчики параметров нагружения, функциональный задатчик и устройство сравнения, электрически связанные с входом управляющего каскада.

Недостатком является то, что наличие двух управляющих полостей, расположенных на противоположных сторонах золотника распределительного каскада, ограничивает повышение жесткости столбов рабочей жидкости в управляющих

каналах за счет сокращения их длины (при сокращении длины одного канала увеличивается соответственно длина другого). Наличие достаточно длинных управляющих

каналов ограничивает улучшение динамических характеристик машины.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик гидравлических испытательных машин.

0 Указанная цель достигается тем, что в предлагаемой гидравлической испытательной машине, содержащей нагружающий гидроцилиндр, электрогидравлический преобразователь, состоящий из распредели5 тельного и управляющего каскадов, у которых выход и питающий канал распределительного каскада сообщены соответственно с рабочей полостью гидроцилиндра и магистралью высокого давления, датчик

0 параметра нагружения. функциональный задатчик и устройство сравнения, электрически связанные с управляющим каскадом, одна из управляющих торцевых полостей распределительного каскада сообщена с

5 выходом управляющего каскада, вход которого сообщен с магистралью питания, а вторая торцевая полость распределительного каскада сообщена с магистралью питания управляющего каскада, площадь попереч0 ного сечения этой полости вдвое меньше площади рабочего сечения противоположной торцевой полости.

На фиг. 1 показана гидравлическая испытательная машина (универсальная); на

5 фиг. 2 - то же, (вибростенд); на фиг. 3 - то же, (одностороннего действия) для испытания на сжатие или растяжение.

Машина содержит силовую раму 1, нагружающий гидроцилиндр 2, насос 3. рас0 пределительныйкаскад4,

электрогидравлический преобразователь- усилитель 5, гидроаккумулятор 6, регулятор давления 7, управляющий каскад 8, насос 9, регулятор давления 10, гидроаккумулятор

5 11, устройство сравнения 12, датчик силы 13, функциональный задатчик 14, управляющую катушку 15.

В основании силовой рамы 1 установлен нагружающей гидроцилиндр 2 и

0 электрогидравлический преобразователь-усилитель (ЭГП) 5, состоящий из распределительного 4 и управляющего 8 каскадов, у которых выход и питающий канал распределительного каскада сообщены

5 соответственно с рабочей полостью гидроцилиндра 2 и магистралью высокого давления насоса 3. Одна из торцевых полостей (в данном примере - верхняя) распределительного каскада 4 сообщена с выходом уп- равляющего каскада, вход которого

сообщен с магистралью питания - напорной магистралью насоса 9, а вторая торцевая полость распределительного каскада 4 сообщена с магистралью питания управляющего каскада. Причем площадь рабочего сечения (кольцевой поверхности) этой полости вдвое меньше площади рабочего сечения противоположной полости. Устройство сравнения 12 электрически связано с датчиком силы 13, функциональным задатчиком 14 и управляющей катушкой 15 золотника управляющего каскада 8.

Золотники управляющего и распределительного каскадов выполнены в данном примере с двумя парами дросселирующих щелей, одна из которых предназначена для пропуска рабочей жидкости в управляющие полости рабочего цилиндра (поршневую) и золотника распределительного каскада (верхнюю), а другая - для слива рабочей жидкости из этих полостей.

Машина работает следующим образом.

В штоковой полости нагружающего гидроцилиндра 2 с помощью регулятора 7 и гидроаккумулятора б поддерживается постоянное давление, равное номинальному давлению машины.

Управление двусторонним перемещением поршня гидроцилиндра 2 осуществля- ется путем изменения давления в поршневой полости с помощью двухкаскад- ного ЭГП 5.

Задатчиком 14 устанавливаются параметры закона изменения нагрузки (деформации) образца.

Сигнал задания поступает в устройство сравнения 12, в котором он сравнивается с сигналом, поступающим от датчика силы (датчика деформации). Усиленный результирующий сигнал подается на катушку 15 управляющего каскада 8 ЭГП 5.

В зависимости от величины и полярности управляющего сигнала, поступающего на катушку 15, происходит перемещение золотника, связанного с катушкой 15.

Изменение давления в управляющей (поршневой) полости гидроцилиндра 2 осуществляется при изменении положения золотника распределительного каскада 4 ЭГП.

Управление перемещением золотника распределительного каскада 4 осуществляется золотником управляющего каскада 8 ЭГЛ путем изменения давления в управляющей (верхней) полости золотника распределительного каскада.

При ходе золотника 8 ЭГП вниз открываются щели б и в для пропуска масла в управляющую полость распределительного каскада 4 ЭГП, а при ходе вверх открываются щели а и г для пропуска масла из управляющей полости на слив.

В нижней (пассивной) полости золотника 4 с помощью регулятора давления 10 и 5 аккулулятора 11 поддерживается постоянное давление.

При изменении давления в верхней полости распределительного каскада в результате управляющего воздействия золотника

0 управляющего каскада при постоянном давлении в нижней полости, усилие, действующее на золотник, будет изменяться по направлению и величине.

При давлении в верхней полости золот5 ника 4, равном нулю, на золотник действует максимальное усилие, направленное вверх, а при давлении в верхней полости золотника 4, равном максимальному значению, на золотник действует максимальное усилие,

0 направленное вниз.

Благодаря соотношению площадей нижнего и верхнего торцев золотника 4, равном 1/2, усилия, действующие в обоих направлениях, будут одинаковыми. Указан5 ное соотношение площадей обеспечивает симметричную работу распределительного каскада.

При перемещении золотника 4 вниз рабочая жидкость от насоса 3 через щели б

0 и в нагнетается в поршневую полость гидроцилиндра 2, а при перемещении золотника вверх рабочая жидкость через щели а и г сливается из этой полости гидроцилиндра в бак.

5 Благодаря тому, что управляющий золотник 4 имеет одну управляющую полость, то канал, соединяющий эту полость с выходом управляющего каскада, может быть выполнен минимальной длины, а значит и

0 максимальной жесткости, что сводит к минимуму потери на сжимаемость жидкости и способствует повышению амплитудно-частотных характеристик машины.

Формула изобретения

5 Гидравлическая испытательная машина, содержащая нагружающий гидроцилиндр, электрогидравлический преобразователь, состоящий из распределительного и управляющего кас0 кадов, у которых выход и питающий канал распределительного каскада.сообщены соответственно с рабочей полостью гидроцилиндра и магистралью высокого давления, одна из управляю5 щих торцевых полостей распределительного каскада сообщена с выходом управляющего каскада, вход которого сообщен с магистралью питания, датчик параметра нагружения, функциональный задатчик и устройство сравнения.

электрически связанное с управляющим каскадом, отличающаяся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик процесса испытания образца за счет сокращения длины управляющих гидравлических каналов, вторая торцевая полость

распределительного каскада сообщена с магистралью питания управляющего каскада, а площадь рабочего сечения этой полости вдвое меньше площади рабочего сечения противоположной торцевой лопасти.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытательным устройствам с электрогидравлическим приводом. Цель изобретения -улучшение динамических характеристик процесса испытания образца. На силовой раме 1 установлен гидроцилиндр 2, штоковая полость которого соединена с насосом 3, а поршневая - с выходом распределительного каскада 4 электрогидравлического преобразователя-усилителя (ЭГП) 5, питающий канал которого соединен с насосом 3, гидроаккумулятором 6 и регулятором 7 давления. Одна торцовая полость каскада 4 ЭГП сообщена с дополнительными насосом 9. гидроаккумулятором 11 и регулятором 10 давления, а противоположная торцевая полость, имеющая вдвое большую площадь рабочего сечения, - с выходом управляющего каскада 8 ЭГП, вход которого соединен с насосом 9, а золотник соединен с управляющей катушкой 15, связанной электрически с устройством 12 сравнения, функциональным задатчиком 14 и датчиком 13 усилия на образце. Управление двусторонним перемещением поршня гидроцилиндра 2 осуществляется путем изменения давления в поршневой полости с помощью каскадов 4, 8 ЭГП 5. Управление перемещением золотника каскада 4 осуществляется каскадом 8 путем изменения давления в верхней торцевой полости, давление в нижней полости поддерживается постоянным. Выполнение каскада 4 ЭГП с одной управляющей полостью позволяет увеличить быстродействие ЭГП за счет сокращения длины управляющих каналов. 3 ил. & VI Сл) СА) ЧЭ СЛ СЛ

v

ft

....-.Vv/,,:

fT .

IL I. , , ,-JU . . Ч sv

/хгч1 / m

t 1

l

-Г v v

/ - /T J

Д, Д,,

I l I- IJ

. ,

«. I I - J IIv,

I I ,1 l Л x « . л

%m

.0-7, -., «и .

/ - /T J

Д, Д,,

I l I- IJ

. ,

«. I I - J IIv,

I I ,1 l Л x « . л 7,

;, у . ,,.1 Л..; /

l tgbiy fc :-,Ш .Ы

4-ViW: :-;:; : ..,

..: .(..: u.v ; .-.v.-. .;« .; -.%,...

.. . v -V;v/ .-

. .i(::.- . :

IIP1

iiivH-

.i :-WV: . :.

. / (,:..: ,v-.c .;i ..; ; ///. ..,v.Vv4:.rv,. :, 4: o

.

i:V.i - : : --;- vv,---,----:

;.«.

$p f)A

w

-V. m ;

шттшт }т-1 mЈm&-0mm№

ts

.

..7 v:.. :

Фиг. 3

. ШШ,

. -ЗЖ я.

a

X ,.:-,.,; .

, :. , ,, :.W /,.i ВД

i .-Д1 r

.;-;л ; №; и.

. ;--л. ; : Л

v.; : .

-tf&wm

ТЭгзЗД