專利名稱：可控載荷譜液壓加載方法及其加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以加設(shè)可控載荷譜的液壓加載方法，同時本發(fā)明還涉及該加載方法的加載裝置。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在很多場合需要可控載荷譜的加載裝置。例如，模擬鐵路弓網(wǎng)系統(tǒng)時，由于架空線的跨距、車速、架空線的質(zhì)量、受電弓的結(jié)構(gòu)和特性等因素的影響，導(dǎo)致受電弓對導(dǎo)線的壓力是隨不同規(guī)律變化的。所以，該模擬系統(tǒng)的加載裝置也是變載荷譜的加載裝置，該加載裝置加載載荷的大小、頻率和波形均發(fā)生變化。實現(xiàn)變載荷加載的方式有電磁加載法、液壓法和傳統(tǒng)的機械方法。電磁加載方法脈動載荷勵磁信號受外界干擾大，加載力不易控制，且加載力較?。挥脗鹘y(tǒng)液壓法實現(xiàn)脈動加載，系統(tǒng)響應(yīng)慢容易滯后，無法實現(xiàn)中、高頻加載；傳統(tǒng)機械加載多采用偏振式或傳動式， 這種形式的加載裝置產(chǎn)生載荷的頻率和大小均不易調(diào)整，且使用過程中噪音比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以實現(xiàn)加載多種形式的脈動載荷的可控載荷譜液壓加載方法，同時本發(fā)明的目的還在于提供該可控載荷譜液壓加載方法的加載裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的可控載荷譜液壓加載方法采用如下技術(shù)方案一種可控載荷譜液壓加載方法，該加載方法通過加載油缸的加載活塞的加載活塞桿進(jìn)行加載，根據(jù)需要加載的載荷譜通過微機控制系統(tǒng)控制三位四通換向閥換向，向加載油缸的第一油腔或第二油腔中加入壓力油，或是實現(xiàn)對兩個油缸的保壓。在加載活塞桿上裝配有力傳感器，并將力傳感器的信號反饋給微機控制系統(tǒng)。本發(fā)明的可控載荷譜液壓加載裝置采用如下技術(shù)方案
一種可控載荷譜液壓加載裝置，該加載裝置包括加載油缸，加載油缸的由加載活塞分成的第一油腔和第二油腔的油口通過三位四通換向閥分別與油泵和油箱連通，所述三位四通換向閥與油泵之間設(shè)置有蓄能器，該加載裝置還包括控制三位四通換向閥換向的控制系統(tǒng)。所述蓄能器與三位四通換向閥之間設(shè)置有第一開關(guān)閥，所述油泵與蓄能器之間連通設(shè)有一支路，該支路通過第二開關(guān)閥在第一開關(guān)閥的出口處與主路匯合并進(jìn)入三位四通換向閥，油泵的出口與第二開關(guān)閥之間設(shè)置有防止液壓油向油泵的出口處流動的單向閥。所述三位四通換向閥為電磁閥。所述控制系統(tǒng)為微機控制系統(tǒng)，微機控制系統(tǒng)的控制輸出端與三位四通換向閥的電磁鐵的通斷電開關(guān)控制相連。所述加載油缸的用于加載的加載活塞桿上裝配有力傳感器，力傳感器的信號輸出端與微機控制系統(tǒng)的信息輸入端相連。所述加載油缸上還設(shè)置有測試活塞位移的位移傳感器，位移傳感器的信號輸出端與微機控制系統(tǒng)的信息輸入端相連。所述油泵的出口處設(shè)置有用作安全閥的溢流閥。所述三位四通換向閥的中位為0型。本發(fā)明的加載方法通過加載油缸的加載活塞桿進(jìn)行加載，通過微機控制裝置控制三四通換向閥，向加載油缸的第一油腔或第二油腔中加入壓力油，或是實現(xiàn)對兩個油缸的保壓，從而在加載活塞桿上得到需要的載荷，并在加載活塞桿上設(shè)置力傳感器，并將力傳感器測得的力反饋給微機控制系統(tǒng)，與事先輸入到微機控制系統(tǒng)中的需要加載的載荷進(jìn)行比對并根據(jù)比對結(jié)果調(diào)整三位同換向閥的工作位與換向時刻，以確保在加在活塞的加載活塞桿上得到需要的載荷。本發(fā)明的加載油缸的第一油腔和第二油腔的油口通過三位四通換向閥分別與油泵和油箱連通，在工作時，加載活塞的加載活塞桿頂壓在需要加載的設(shè)備上，根據(jù)需要加載的載荷普通過控制系統(tǒng)控制三位四通換向閥進(jìn)行換向，改變加設(shè)的載荷，使其符合加載載荷譜的要求，實現(xiàn)可控載荷譜加載方式，對需要加載的設(shè)備加設(shè)多種形式的脈動載荷。本發(fā)明的加載活塞桿上裝配有力傳感器，力傳感器的信號輸出端與微機控制系統(tǒng)的信息輸入端相連，通過力傳感器對加載載荷進(jìn)行測量，并把得到的載荷信號傳遞給微機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)閉環(huán)控制，保證實際加設(shè)的載荷與所需加設(shè)的載荷一致。


圖1是本發(fā)明實施例的原理圖。

具體實施例方式一種可控載荷譜液壓加載方法的實施例，該加載方法通過加載油缸進(jìn)行加載，加載油缸內(nèi)的加載活塞將加載油缸分為第一油腔和第二油腔，加載活塞的加載活塞桿頂壓在需要加載的設(shè)備上，第一油腔與第二油腔通過是三位四通換向閥在分別與油泵和油箱相連，三位四通換向閥與油泵之間設(shè)置有蓄能器，加載活塞用于加載的加載活塞桿位于第一油腔中，加載活塞桿上設(shè)置有力傳感器，該加載裝置還包括控制三位四通換向閥換向的微機控制系統(tǒng)，力傳感器的信號輸出給微機控制系統(tǒng)，三位四通換向閥的中位為具有保壓功能的0型中位，將需要加載的載荷譜輸入通過微機控制系統(tǒng)，微機控制系統(tǒng)通過載荷譜控制與加載油缸相連的三位四通換向閥進(jìn)行換向，當(dāng)需要加設(shè)的載荷持續(xù)增大時，可以通過微機控制系統(tǒng)控制三位四通換向閥，使得油泵中的壓力油持續(xù)進(jìn)入加載油缸的第二油腔， 加載活塞的加載活塞桿上輸出的載荷就會持續(xù)增大，當(dāng)需要加設(shè)的載荷降低時可以控制三位四通換向閥換向，在換向過程中，加載活塞上的載荷會降低，在載荷降低的過程中持續(xù)換向，使得載荷以符合載荷譜的形式降下來，當(dāng)需要保持一個壓力時，將三位四通換向閥調(diào)到中位工作，保持壓力不變。在加載的過程中，力傳感器會將測得的加載活塞桿上的載荷反饋給微機控制系統(tǒng)，微機控制系統(tǒng)會將力傳感器反饋的信號與事先輸入到微機控制系統(tǒng)中的載荷譜進(jìn)行比對，并根據(jù)比對結(jié)果調(diào)整三位四通換向閥的工作位及三位四通換向閥的換向時刻。加載油缸上還設(shè)置有測試加載活塞桿的位移的位移傳感器，位移傳感器將測得的結(jié)果輸給微機控制系統(tǒng)，微機控制系統(tǒng)會參考加載活塞的位移量調(diào)整調(diào)整三位四通換向閥的工作位及三位四通換向閥的換向時刻，以便在加載活塞上準(zhǔn)確的得到需要的載荷。
一種可控載荷譜液壓加載裝置的實施例，在圖1中，該加載裝置包括加載油缸12， 加載油缸12內(nèi)設(shè)置有加載活塞，加載活塞將加載油缸的內(nèi)腔分為第一油腔和第二油腔，加載活塞的加載活塞桿設(shè)置在第一油腔中。第一油腔和第二油腔的油口通過三位四通換向閥 2分別與油泵9和油箱3連通，油泵9的出口與三位四通換向閥2之間設(shè)置有蓄能器10。三位四通換向閥2為電磁換向閥，通過電磁鐵的通斷電進(jìn)行換向，微機控制系統(tǒng)13通過控制三位四通換向閥2的電磁鐵的開關(guān)控制三位四通換向閥進(jìn)行換向，微機控制系統(tǒng)會根據(jù)需要加載的載荷譜控制三位四通換向閥2進(jìn)行換向。作為以上技術(shù)方案的改進(jìn)，蓄能器10與油泵9的出口之間具有一個支路，該支路上串設(shè)第二開關(guān)閥5，油泵9的出口與第二開關(guān)閥5之間設(shè)置有防止液壓油向油泵的出口處流動的單向閥6，蓄能器10與三位四通換向閥2之間設(shè)置有第一開關(guān)閥4，第二開關(guān)閥5的出口與第一開關(guān)閥4的出口匯合一起進(jìn)入三位四通換向閥2。作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，加載活塞桿上裝配有力傳感器1，力傳感器1的信號輸出端與微機控制系統(tǒng)13的信息輸入端相連。作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，第二油腔中也具有活塞桿，該活塞桿上設(shè)置有測試活塞位移的位移傳感器11，位移傳感器11的信號輸出端與微機控制系統(tǒng)的信息輸入端相連。作為以上技術(shù)方案的改進(jìn)，油泵9的出口處設(shè)置有溢流閥7，溢流閥7為安全閥。作為以上技術(shù)方案的改進(jìn)，三位四通換向閥2的中位為0型。以上實施例中的控制系統(tǒng)為微機控制系統(tǒng)，也可以是其它可以實現(xiàn)控制功能的控制系統(tǒng)。以上實施例中的三維四通三位四通換向閥的中位為0型，也可以是其他可以實現(xiàn)油缸保壓的M型。以上實施例中的位移傳感也可以直接設(shè)置在加載活塞桿上。在電氣化鐵路上運行的列車均具有受電弓，受電弓與鐵軌上方設(shè)置的電線接觸電連，為列車提供運行需要的電能，在列車的運動過程中，電線會在受電弓上加設(shè)一個載荷， 這個載荷不是恒載荷，是一個脈動的變載荷，這個載荷的大小及變化規(guī)律與架空線的跨距、 車速、架空線的質(zhì)量、受電弓的結(jié)構(gòu)和特性有關(guān)，是一個不穩(wěn)定的量，這個不穩(wěn)定的脈動載荷對受電弓的作用直接影響受電弓的性能和壽命，怎樣提高受電弓的壽命，如何設(shè)置受電弓的形狀才能使得受電弓在與導(dǎo)線快速相對移動的過程中還能保持與電線的良好導(dǎo)電，是人們一種想弄清的問題。因為應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，研究人員無法接近受電弓與導(dǎo)線的接觸點去進(jìn)行觀察，這就需要進(jìn)行模擬實驗來找出其中的規(guī)律。人們可以在受電弓上設(shè)置力傳感器將電線對受電弓的作用力測出來，形成一個載荷譜，然后模擬這個載荷譜并將模擬出來的載荷加設(shè)在模擬試驗中的受電弓上，以便對受電弓進(jìn)行改進(jìn)，在這種模擬試驗中如何準(zhǔn)確的得到符合載荷譜的載荷是關(guān)鍵，這就需要一種可以加設(shè)可控載荷譜的加載裝置。
權(quán)利要求
1.一種可控載荷譜液壓加載方法，其特征在于該加載方法的加載裝置包括加載油缸，加載油缸的由加載活塞分成的第一油腔和第二油腔的油口通過三位四通換向閥分別與油泵和油箱連通，三位四通換向閥的中位具有保壓功能，三位四通換向閥與油泵之間設(shè)置有蓄能器，在加載活塞用于加載的加載活塞桿上設(shè)置有力傳感器，該加載裝置還包括控制三位四通換向閥換向的微機控制系統(tǒng)，力傳感器的信號輸出給控制系統(tǒng)，在加載時，將要加載的載荷譜輸入微機控制系統(tǒng)中，微機控制系統(tǒng)根據(jù)載荷譜控制三位四通換向閥進(jìn)行換向，向加載油缸的第一油腔或第二油腔中加入壓力油，或是實現(xiàn)對兩個油缸的保壓，從而在加載活塞的加載活塞桿上得到需要的載荷，并通過力傳感器對加載活塞桿上的載荷進(jìn)行檢測并將檢測結(jié)果傳輸給微機加載系統(tǒng)進(jìn)行比對，確定加載活塞桿上的載荷是否達(dá)到了要求，并根據(jù)比對結(jié)果調(diào)整三位四通換向閥的工作位及其換向時刻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控載荷譜液壓加載方法，其特征在于所述加載油缸上還設(shè)置有測試活塞位移的位移傳感器，位移傳感器的信號輸出端與微機控制系統(tǒng)的信息輸入端相連。
3.—種可控載荷譜液壓加載裝置，其特征在于該加載裝置包括加載油缸，加載油缸的由加載活塞分成的第一油腔和第二油腔的油口通過三位四通換向閥分別與油泵和油箱連通，所述三位四通換向閥與油泵之間設(shè)置有蓄能器，該加載裝置還包括控制三位四通換向閥換向的控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可控載荷譜液壓加載裝置，其特征在于所述蓄能器與三位四通換向閥之間設(shè)置有第一開關(guān)閥，所述油泵與蓄能器之間連通設(shè)有一支路，該支路通過第二開關(guān)閥在第一開關(guān)閥的出口處與主路匯合并進(jìn)入三位四通換向閥，油泵的出口與第二開關(guān)閥之間設(shè)置有防止液壓油向油泵的出口處流動的單向閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的可控載荷譜液壓加載裝置，其特征在于所述三位四通換向閥為電磁閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可控載荷譜液壓加載裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)為微機控制系統(tǒng)，微機控制系統(tǒng)的控制輸出端與三位四通換向閥的電磁鐵的通斷電開關(guān)控制相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可控載荷譜液壓加載裝置，其特征在于所述加載油缸的用于加載的加載活塞桿上裝配有力傳感器，力傳感器的信號輸出端與微機控制系統(tǒng)的信息輸入端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可控載荷譜液壓加載裝置，其特征在于所述加載油缸上還設(shè)置有測試活塞位移的位移傳感器，位移傳感器的信號輸出端與微機控制系統(tǒng)的信息輸入端相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可控載荷譜液壓加載裝置，其特征在于所述油泵的出口處設(shè)置有用作安全閥的溢流閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可控載荷譜液壓加載裝置，其特征在于所述三位四通換向閥的中位為0型。
全文摘要
本發(fā)明涉及可控載荷譜液壓加載方法及其加載裝置，加載裝置的加載油缸的第一油腔和第二油腔的油口通過三位四通換向閥分別與油泵和油箱連通，三位四通換向閥與油泵之間設(shè)置有蓄能器，加載活塞桿上設(shè)置有力傳感器，該加載裝置還包括控制三位四通換向閥換向的微機控制系統(tǒng)，力傳感器的信號輸出給控制系統(tǒng)，在加載時，將要加載的載荷譜輸入微機控制系統(tǒng)中，微機控制系統(tǒng)根據(jù)載荷譜控制三位四通換向閥進(jìn)行換向，從而在加載活塞的加載活塞桿上得到需要的載荷，并通過力傳感器對加載活塞桿上的載荷進(jìn)行檢測并將檢測結(jié)果傳輸給微機加載系統(tǒng)進(jìn)行比對，確定加載活塞桿上的載荷是否達(dá)到了要求，并根據(jù)比對結(jié)果調(diào)整三位四通換向閥的工作位及其換向時刻。
文檔編號G01R31/00GK102183700SQ20111004258
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者上官寶, 劉敬超, 孫樂民, 張永振, 楊正海, 趙飛 申請人:河南科技大學(xué)