CN2514327Y - 压力机模拟加载设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于检测压力机输出能力(包括输出力和输出能量)及模拟工艺在压力机上使用情况的压力机模拟加载设备。该设备可以根据压力机滑块位置在活塞上产生相应的阻力来检测压力机的输出能力。该设备由计算机控制,由液压驱动,用传感器检测活塞行程和油压,用大插装阀将加载缸的排油流量与排油压力转换成背压腔的排油流量与排油压力并用流量比例伺服阀来控制。该设备可用于各个压力机制造企业。

Description

压力机模拟加载设备

本实用新型涉及一种用于检验压力机输出能力(包括输出力及输出能量)和模拟工艺在压力机上使用情况的设备。

压力机在出厂时，其输出能力和工艺在该压力机上的使用情况一直是用户最为关心的问题之一，特别是用户开发的新工艺能不能在该压力机上正常地使用，更是用户是否购买该种压力机的决定因素。如果压力机制造企业没有模具及相应的条件，那么如何用其它手段来检验压力机的输出能力及如何模拟工艺在压力机上的使用情况就显得特别重要。

本实用新型的目的是提供一种压力机模拟加载设备，它既可以用于检测压力机滑块在任意位置上的输出力，也可以用于检测压力机在有效行程内的最大输出能量，同样也可以用于模拟工艺在压力机上的使用情况。

本实用新型的目的是这样实现的：压力机模拟加载设备主要由加载缸、活塞、大插装阀、压力传感器、位移传感器、计算机和流量比例伺服阀组成。活塞在加载缸中可以上下移动，当活塞上没有负载时，低压油泵可以给加载缸供油，活塞在液压油的驱动下向上移动；当滑块压活塞上部时，活塞可以向下移动。大插装阀可以降低流量比例伺服阀中油压的大小，并控制加载缸中液压油排出的速度。高压油泵可以给大插装阀供油，使大插装阀产生背压。背压的大小由流量比例伺服阀通过控制其泄荷流量的大小来控制，流量比例伺服阀泄荷流量的大小可以通过计算机控制其泄荷开口的大小来实现。压力传感器用于适时检测加载缸和大插装阀中的油压。位移传感器用于适时检测活塞的位移。计算机用于接收并处理压力传感器和位移传感器的信号，还可以控制低压油泵和高压油泵的启闭以及流量比例伺服阀泄荷开口的大小。

由于采用了上述的技术方案，当活塞在低压油泵的驱动下移动到事先设定的位置时，低压油泵停止供油，这样活塞就停在了设定的位置。计算机根据压力机的输出力-位置曲线，找出压力机在该位置上可以输出的最大力，并计算出大插装阀中对应的背压的大小，然后启动高压油泵(高压油泵在整个检测过程中始终工作)和流量比例伺服阀，在大插装阀中产生相应的背压。当压力机滑块压在活塞上时，由于在加载缸与低压油泵之间设置了一个小插装阀，加载缸中的液压油不能通过低压油泵的管路排出。滑块与活塞刚接触上时，加载缸中的油压很低，而大插装阀的背压较高，其阀芯不能打开，液压油没有泄漏的出口，压力迅速上升，当压力上升到能打开大插装阀的阀芯时，加载缸中的液压油从大插装阀上的出口由管路泄漏出去，这样活塞才可以随滑块一起向下移动。滑块如果可以将活塞压下去，证明压力机在该位置的输出力达到了设计值。如果重复上述的过程，滑块(或活塞)的位移通过位移传感器传输到计算机，计算机根据新位置找出新的背压值，并通过控制流量比例伺服阀来产生新的背压。如果压力机滑块在任意位置均可以将活塞压下去，则证明在整个有效压力行程内，压力机的输出力均达到了设计值。

如果要检测压力机的输出能量，可以根据压力机的输出力-位置曲线，选取其中能量与设定值相等并位于下死点附近的一段，然后连续重复上述检测压力机输出力的过程，如果压力机可以将活塞连续压下去，则证明压力机的输出能量达到了设计值。

如果要模拟工艺在设备上的使用情况，首先将工艺的变形抗力-位移曲线转换成压力机的输出力-位置曲线输入到计算机中。然后连续重复上述输出力的检测过程，如果在整个连续的行程内，压力机可以稳定正常地工作，则证明该工艺可以在该压力机上实现。

传统的检测压力机输出能力的方法是压塌块法。这种方法只能检测压力机的输出力，而不能检测压力机在某一段行程内的输出能量。至于要检测新型工艺能不能在压力机上很好地使用，压塌块法则无能为力。但是本实用新型可以很好地解决上述所有问题。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的结构原理图。

图中，1.活塞  2.加载缸  3.大蓄能器  4.大插装阀  5.流量比例伺服阀6、17压力传感器  7.位移传感器  8.小蓄能器  9.小插装阀  10.单向阀  11、12.溢流阀  13.低压油泵  14.高压油泵  15.油箱  16.计算机  18、19、20、21、22.管路

如图1所示，压力机模拟加载设备主要由加载缸2、活塞1、大插装阀4、压力传感器6、位移传感器7、计算机16和流量比例伺服阀5组成。活塞1在加载缸2中可以上下移动。大插装阀4固定在加载缸2上，其一端的油口与加载缸2相通。大蓄能器3的进油口通过管路18分别与大插装阀4和油箱15相通，它可以缓冲加载缸2中油压的波动。小插装阀9分别通过管路19和20与加载缸2和低压油泵13相通。流量比例伺服阀5通过管路21与大插装阀4相通，并通过管路22、单向阀10和管路23与高压油泵14相通。压力传感器6在加载缸2中，可以适时测量加载缸2中的油压。位移传感器7的活动端与活塞1相连，用于测量活塞1的位移。计算机16用于接收压力传感器6、位移传感器7和压力传感器17的信号，并控制低压油泵13、高压油泵14和流量比例伺服阀5，其屏幕可以显示压力机的输出力-位置曲线。溢流阀11和12用于调节低压油泵13和高压油泵14的输出油压。小蓄能器8可以缓冲大插装阀4中油压的波动。

本实用新型用于检测压力机输出力的动作过程如下：

首先要确定活塞1的起始位置，要保证压力机滑块在下死点位置时，活塞1的底部与加载缸2的内腔底部的距离L≥5mm。在计算机16的控制下，启动低压油泵13，通过管路20、小插装阀9和管路19向加载缸2供油，活塞1慢慢升起，位移传感器7的活动端随活塞1一起移动，活塞1的位置同时在计算机的屏幕上显示出来，活塞1上升到预定位置后，关闭低压油泵13，活塞1停在该位置，溢流阀11可以调节低压油泵13供油压力的大小。启动高压油泵14(在整个检测过程中始终不关闭)，通过管路23、单向阀10、管路22、流量比例伺服阀5和管路21向大插装阀4中供油，小蓄能器8可以缓冲流量比例伺服阀5中油压的波动，溢流阀12可以调节高压油泵14供油压力的大小。我们事先将压力机的输出力-位置曲线输入到计算机16中，计算机16根据活塞1的位置将压力机的输出力查出来，并计算出加载缸2中对应的油压的大小，计算公式为：

      Y＝P/S

式中，Y为加载缸2中的油压

      P为压力机在该位置上的输出力

      S为活塞1的有效面积

大插装阀4中的背压计算公式为：

      Y1＝Y·S1/S2

式中，Y1为大插装阀4中的背压

      S1为大插装阀4阀芯左端的有效面积

      S2为大插装阀4阀芯右端的有效面积

计算机16根据Y1和压力传感器17的数值，调节流量比例伺服阀5泄荷开口的大小，从而来控制大插装阀4中背压的大小。

压力机滑块向下压到活塞1时，加载缸2中的油压Y3迅速上升，当油压Y3＞Y时，大插装阀4的阀芯向右移动，同时将管路18的出油口打开，加载缸2中的液压油通过管路18流回油箱15和大蓄能器3，加载缸2中的油压降低，活塞1随压力机滑块一起向下移动。当Y3＜Y时，大插装阀4的阀芯向左移动，将管路18的出油口关闭，加载缸2中的油压随滑块继续下压活塞1而增大，然后重复上述的过程。大蓄能器3可以缓冲加载缸2中油压的波动。如果滑块在任意一个位置均能将活塞1压下去，则证明压力机的输出力达到了设计值。

该设备可以广泛地应用于各个压力机的制造企业。

Claims (5)

1.一种压力机模拟加载设备，主要由加载缸(2)、活塞(1)、大插装阀(4)、压力传感器(6)、位移传感器(7)、计算机(16)和流量比例伺服阀(5)组成，活塞(1)在加载缸(2)内可以移动，其特征在于：压力传感器(6)可以适时测量加载缸(2)中的油压；位移传感器(7)的可动部分与活塞(1)固定在一起，可以适时测量活塞(1)的位移；大插装阀(4)安装在加载缸(2)上，其阀芯的移动可以启闭管路(18)，来控制加载缸(2)中的液压油泄流，大插装阀(4)可以产生背压，来控制加载缸(2)中液压油的油压；流量比例伺服阀(5)通过管路(21)与大插装阀(4)相通，计算机可以通过控制流量比例伺服阀(5)泄荷开口的大小，来控制大插装阀(4)中的背压，从而达到控制加载缸(2)中油压的目的。

2.根据权利要求1所述的压力机模拟加载设备，其特征在于：加载缸(2)的排油口设有大插装阀(4)，其阀芯两端面积不一样，靠近加载缸一端的面积比较小。大插装阀(4)背压腔的容积比加载缸的容积小。背压腔的压力和排油流量能够用普通方法来控制。

3.根据权利要求1所述的压力机模拟加载设备，其特征在于：大蓄能器(3)通过管路(18)与加载缸(2)相通，可以缓冲加载缸(2)中油压的波动。

4.根据权利要求1所述的压力机模拟加载设备，其特征在于：小蓄能器(8)通过管路(22)、流量比例伺服阀(5)和管路(21)与大插装阀(4)相通，可以缓冲流量比例伺服阀(5)中油压的波动。

5.根据权利要求1所述的压力机模拟加载设备，其特征在于：计算机(16)可以接收并处理压力传感器(6)、压力传感器(17)和位移传感器(7)的信号，控制流量比例伺服阀(5)、低压油泵(13)和高压油泵(14)，也可以将压力机的输出力-位置曲线显示在屏幕上。