CS237192B1 - Apparatus for loading of a structure with electrohydraulic transfer of energy - Google Patents

Abstract

An arrangement for loading objects with electrohydraulically transmitted energy which is intended for testing objects (13) by loading them with tension, pressure, rotation and the like, has at least one drive (3) which is intended for loading the object, at least one pick-off for physical parameters from the loaded object, at least one electrohydraulic transducer (5) and the necessary operating and control elements. <IMAGE>

Description

Vynález se týká zařízení pro zatěžování objektu > e^lektrshy^drlulic^ký^přenos^í%ier^gie^, This invention relates to apparatus for loading object> e ^{l d} ektrshy rlulic ^to y ^ ^i% transmission ier ^{gi e}

Objekt se zatěžuje v tahu a tlaku v oblasti jeho pružných a plastických deformací.The object is loaded in tension and compression in the area of its elastic and plastic deformations.

Dosud známá zařízení pro zatěžování objektů stříaavými kmity napětí souměrnými a nesouměrnými, pulsujícími, míjivými v tahu a tlaku v oblasti pružných a plastických deformací, používají pro přenos energie zejména mechanismus s tuhými členy nebo hydraulický mechanismus se stejnssatérým proudem kapaliny a nebo hydraulický mechanismus se stříavýým proudem kapaliny. Každý z přenosu energie má nedostatky vyplývaiící z jeho, principu a účinnosti přenosu energie i z řízení průběhu kmitů napěěí. Je-li použito pro přenos energie mechanismu s tuhými členy je konstrukce zařízení omezována prostorovým uspořádáním mechanismu. Také frekvence a amplituda kmitů· je omezena pevností členů mechanismu. Řízení průběhu kmitů je obtížné a některé průběhy · nejdou realizovat. Je-li použito mechanismu se stejnosměriým proudem kapaliny· provádí se řízení průběhu kmitů větvením proudu kapaliny, prvky umoonujícími spojitě · měnit odpor proti jejímu pohybu. Řízení větvením proudu kapaliny změnou odporu proti pohybu je ' energeticky nevýhodné, zvláště při zatěžování pružných objektů. Mechanismy musí být vybaveny zařízením pro odvedení ztrátové energie přeměněné v teplo, aby nestoupla teplota soustavy nad povolenou hodnotu. ' Je-li použito mechanismu se otříaaýým proudem kapaliny je obtížná realizace zatěžování objektu kmity o frekvencích pod 1 Hz a téměř nerealizovatelné je statické a kvazzstatické zatěžování objektu.Prior art devices for loading objects with alternating and non-symmetrical, pulsating, passing tensile and compressive stresses in the area of elastic and plastic deformations use, in particular, a rigid-element mechanism or a DC-fluid hydraulic mechanism and / or a shear-flow hydraulic mechanism. liquid. Each of the energy transmission has drawbacks resulting from its principle and efficiency of energy transmission as well as from the control of voltage waveforms. When used to transmit power to a rigid member mechanism, the design of the device is limited by the spatial arrangement of the mechanism. Also, the frequency and amplitude of the oscillations is limited by the strength of the mechanism members. Control of oscillation is difficult and some waveforms cannot be realized. If a DC fluid mechanism is used, the oscillation control is carried out by branching the liquid stream, by means of elements capable of continuously changing the resistance to its movement. Control by branching the flow of liquid by changing the resistance to movement is energy disadvantageous, especially when loading resilient objects. The mechanisms shall be equipped with a device to dissipate the heat dissipated into heat so that the temperature of the system does not rise above the allowable value. When using the fluid jet mechanism, it is difficult to realize the loading of the object with oscillations at frequencies below 1 Hz, and the static and quasi-static loading of the object is almost impossible.

237 192237 192

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro zatěžování objektu s elektrohydraulickým přenosem energie podle vynálezu tím, že je tvořeno generátorem střídavého proudu kapaliny, který je nejméně dvoufázový a spřažený s hnacím motorem a jehož výstup kapaliny je připojen ke každému pohonu větví s přepínacím blokem, km..kterému je připojen elektrohydraulický převodník s regulátorem a ovládacím členem, přičemž regulátor je připojen к jednomu nebo ke každému snímači, к řídícímu členu, ke generátoru а к dalšímu snímači, který je připojen к hnacímu motoru a nebo ke generátoru a ovládací člen je připojen к řídícímu členu, ke každé větvi spojující generátor s pohonem je paralelně připojen napájecí a omezovači blok, spojený s elektrohydraulickým převodníkem další větví, к níž je připojen zdroj tlaku s hnacím motorem, alternativně může být napájecí a omezovači blok připojen ke zdroji tlaku s hnacím motorem a elektrohydraulický převodník připojen к dalšímu zdroji tlaku s dalším hnacím motorem.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the apparatus for loading an object with electrohydraulic energy transfer according to the invention by comprising an alternating current generator which is at least two-phase and coupled to a drive motor and whose fluid outlet is connected to each branch block drive with a switching block. an electrohydraulic transducer with a controller and a control member is connected, the controller being connected to one or each sensor, to a control member, to a generator and to another sensor that is connected to a drive motor or to a generator and control member connected to a control member , to each branch connecting the generator to the drive is connected in parallel to the power and limiting block, connected to the electro-hydraulic converter by another branch, to which the pressure source is connected with the driving motor, alternatively the power and limiting block can be connected to the source pressure with a drive motor and an electrohydraulic transducer connected to another pressure source with another drive motor.

Výhoda zařízení podle vynálezu spočívá především v tom, že je dána možnost pracovat s hybridním nebo čistě* střídavým proudem v oblasti maximální nebo optimální účinnosti. Další výhodou je to, že hybridní provedení umožňuje napojení na elektronický řídící systém.The advantage of the device according to the invention lies in the fact that it is possible to work with hybrid or pure AC in the region of maximum or optimal efficiency. Another advantage is that the hybrid design allows connection to an electronic control system.

Příklady konkrétního provedení zařízení podle vynálezu se dvěma pohony zatěžujícími objekt a se Čtyřmi snímači fyzikálních veličin objektu jsou znázorněny v blokových schemateeh na připojených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněn příklad provedení s jedním zdrojem tlaku a jedním hnacím motorem a na obr. 2 je znázorněn příklad provedení s dalším zdrojem tlaku a dalším hnacím motorem.DETAILED DESCRIPTION OF A SPECIFIC EMBODIMENT OF THE INVENTION WITH TWO OBJECTS LOADING THE OBJECT AND WITH FOUR SENSORS OF THE OBJECT OF THE OBJECT OF THE OBJECT are shown in block diagrams of the accompanying drawings, wherein FIG. shows an exemplary embodiment with a further pressure source and another drive motor.

Zařízení je tvořeno rámem 12 pro zachycení sil od objektu při jeho zatížení, jak je znázorněno v obr. 1, tak i v obr. 2. Dále je tvořeno generátorem 2 střídavého proudu kapaliny, který je nejméně dvoufázový. Generátor 2 je poháněn motorem 1 buS přímo nebo prostřednictvím neznázorněných převodů. Frekvence otáček hnacího motořu 1 může být bučí konstantní neb®The device is formed by a frame 12 for absorbing forces from the object under its load, as shown in Fig. 1 and Fig. 2. It further comprises an AC liquid generator 2 which is at least two-phase. The generator 2 is driven by either a motor 1 directly or via gears (not shown). The rotational speed of the drive motor 1 can be either constant or ®

- 3 237 192 proměnná. K prvnímu a druhému „výstupu generátoru 2 je připojen první a druhý pohon 3, z nichž každý je spřažen svým upínačem 11 s objektem 13 pro jeho zatěžování. Ve . spojovací větvi každého z pohonů 3, s jedním z výstupů generátoru 2 'je umístěn přepínací blok 13, přes který ' je' paralelně tato větev spojena s elektrohydraulCcýýí převodníkem 5, s regulátorem £. Mezi přepínacím blokem 18 a generátorem 2 je spojovací větev -každého z'pohonů 3 s jedním z výstupů generátoru 2, paralelně připojena k napájecímu a om^e^(^o^;ací^mu bloku 18. Regulátory 6 jsou připojeny jednak přes ovládací člen 2 k řj^d:^cmu'členu 4, jednak paralelně ke každému ze čtyř snímačů 14, z nichž každý je připojen k objektu 13 v ^istě kde je zapotřebí snímat fyzikální veličiny, jako je např. tah nebo tlak, ' ' vyvozené'jeho namáháním. Ree^látor 6 je připojen ještě jednak k dalšímu'snímači 15 pro snímání' fyzikálních veličin u generátoru 2 střídavého proudu kapaliny a hnacího motoru. 1 ke ' generátoru 2 jednak k řídícímu členu 4. Přitom napájecí a omeeovací blok 8 je, jak je Znázorněno na obr. 1, připojen k elektrthydraulickému převodníku 5 a k tomuto spoji je přiřazen zdroj tlaku 9 spřažený s hnacím motorem 10. Podle Obor. 2 je však napájecí a ommeovací tlak 8 připojen jen ke zdroji tlaku 9 spřažeiýfm s hnacím motorem, kdéžto elektrohydraulický převodník 5 . je připojen k dalšímu zdroji . tlaku 16 s dalším hnacím motorem 17.- 3 237 192 variable. Connected to the first and second "outputs of the generator 2" are first and second actuators 3, each of which is coupled by its fixture 11 to the object 13 for loading it. Ve. a switching block 13, via which this branch is connected in parallel to the electrohydraulic converter 5, to the regulator 6, is arranged on the connecting branch of each of the drives 3, with one of the outputs of the generator 2 '. Between the switching block 18 and the generator 2, the connecting branch of each of the drives 3 with one of the outputs of the generator 2 is connected in parallel to the supply and control block 18. The controllers 6 are connected via a control the member 2 to the member 4, on the one hand, parallel to each of the four sensors 14, each of which is connected to the object 13 at exactly where it is necessary to sense physical quantities such as tension or pressure, The relay 6 is connected to a second sensor 15 for sensing the physical quantities of the alternating current generator 2 and the drive motor 1, to the generator 2, and to the control member 4. The supply and measuring block 8 1 is connected to the electro-hydraulic converter 5 as shown in FIG. 1 and to this connection is assigned a pressure source 9 coupled to the drive motor 10. However, according to Field 2, the supply and omme pressure 8 are only connected to the source. When the electrohydraulic converter 5 is connected to another source, the pressure converter 9 is coupled to the drive motor. pressure 16 with another drive motor 17.

Funkce tohoto zařízení spočívá v tom, že při nastavení přepínacích bloků 18 pro provoz se stejossměrným přenosem energie je generátor2 odpojen od spojovacích větví každého z pohonů 3 a tyto jsou spojeny s elektrohydraulickým převodníky 5 napájenými ze zdroje tlaku 9 podle obor. 1, případně 16, podle obor. 2. Elektrohydrauliiké převodníky řídí ' větvením proud do pohonů 3, které vykonáávjí posuvný vratný pohyb nebo otočný pohyb v rozsahu menším 360 °, čímž se zatěžuje přes upínače 11 objekt 13. Požadovaného průběhu ammlitudy a frekvence kmitů na výstupu pohonů 3 se dosáhne . ovládáním elektrehydraulických převodníků 5 regulátorem 6. Řízení elektrohydraulickýeh převodníků se děje signály z řídícího členu 4, signály z ovládacího členu 7, ' signály z některého případně z každého ze snímačů 14»The function of this device is that when setting the switching blocks 18 for DC power operation, the generator 2 is disconnected from the connecting branches of each of the actuators 3 and these are connected to electro-hydraulic converters 5 supplied by a pressure source 9 according to the field. 1 or 16, depending on the field. 2. The electrohydraulic transducers control the branching of the current to the actuators 3, which performs a reciprocating or rotating movement in the range of less than 360 [deg.], Thereby loading the object 13 through the clamps 11. by controlling the electrohydraulic transducers 5 with the controller 6. The electrohydraulic transducers are controlled by the signals from the control member 4, the signals from the control member 7, the signals from any or each of the sensors 14 '

237 192237 192

- 4 Při nastavení přepínacích bloků 18 pro provoz se střídavým proudem kapaliny jsou elektrohydraulické převodníky £ odpojeny od spojovacích větví každého z pohonů 3 a tyto jsou spojeny s jedním z výstupů generátoru 2. Při spuštění hnacího motoru 1 se uvede do chodu generátor 2, který rozkmitá kapalinu na výstupech z generátorů 2 a tím přenese energii ke každému z pohonů 3, které vykonávají posuvný vratný pohyb nebo otočný pohyb v rozsahu menším 360 °, čímž se zatěžuje přes upínače 11 objekt 13. Požadované amplitudy a frekvence kmitů se dosáhne řízením generátoru 2 a hnacího motoru 1«,When setting the changeover blocks 18 for AC fluid operation, the electrohydraulic transducers 6 are disconnected from the connecting branches of each of the drives 3 and are connected to one of the outputs of the generator 2. When the drive motor 1 is started, the generator 2 starts to vibrate. the fluid at the outputs of the generators 2, thereby transferring energy to each of the actuators 3, which performs a reciprocating or rotating movement within a range of less than 360 °, thereby loading the object 13 through the clamps 11. drive motor 1 «,

Řízení generátoru 2 a hnacího motoru 1 se děje signály z řídícího členu 4, signály z ovládacího členu 7, signály z některého případně z každého ze snímačů 14 i ze snímače Jelikož v zařízení dochází к úniku kapaliny, je zajištěno její doplňování napájecím a omezovacím blokem 8, který zároveň omezuje maximální tlak a je spojen se zdrojem tlaku 9, s hnacím motorem 10.The control of the generator 2 and the drive motor 1 is effected by the signals from the control member 4, the signals from the control member 7, the signals from or possibly from each of the sensors 14 and the sensor. , which at the same time limits the maximum pressure and is connected to a pressure source 9, a drive motor 10.

Z popisu funkce zařízení vyplývá, že může pracovat se stejnosměrným popřípadě se střídavým přenosem energie. Jednoho nebo druhého způsobu přenosu energie se využívá v energeticky výhodných oblastech zatěžování objektu.It is clear from the description of the operation of the device that it can operate with DC or AC power transmission. One or the other method of energy transfer is utilized in energy-efficient load areas of the object.

Je samozřejmé, že zařízení podle vynálezu není omezeno jen na provedení dle jeho konkrétních příkladů, to znamená, že počet jeho pohonů může být větší než dva pohony a právě tak může mít i libovolný počet snímačů fyzikálních veličin objektu.It goes without saying that the device according to the invention is not limited to the embodiment according to its specific examples, i.e. the number of its drives can be greater than two drives and so can any number of physical object sensors.

Zařízení podle vynálezu je_t určeno pro zkoušení objektů namáháním v tahu, tlaku, torzi a podobně·The inventive device is designed _t DUT stresses in tension, compression, torsion and the like ·

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 237 192237 192 1. Zařízení pro zatěžování objektu s elektrohydraulickým přenosem energie opatřené nejméně jedním pohonem určeným pro zatěžování objektu, nejméně jedním snímačem fyzikálních veličin zatěžovaného objektu a rámem pro zachycení sil od zatěžovaného objektu, vyznnččjící se tím, že je tvořeno generátorem /2/ střídavého proudu kapaliny, který je nejméně dvoufázový a spřažený s hnacím motorem /1/ a jehož výstup kapaliny je připojen ke každému pohonu /3/ větví s přepínacím blokem /18/, ke kterému je připojen elektrohydraiuLický převodník /5/ s regulátorem /6/ a'ovládacím členem /7/, přičemž regulátor /6/ je připojen k jednomu nebo ke každému snímači /14/, k řídícímu - členu /4/, ke generátoru /2/ a k dalšímu snímači /15/, který je - připojen k hnacímu motoru /1/ a/nebo ke generátoru /2/ a ovládací člen /7/ je připojen k řídícímu členu /4/, ke každé větvi, sp^^^i^^j^Lcí generátor /2/ s pohonem /3/, je paralelně - připojen napájecí a omezovači blok /8/, spojený s elektroOyíraulCckým převodníkem /5/ další větve, k níž je připojen zdroj tlaku /9/ s hnacím motorem -/10/.An apparatus for loading an object with electrohydraulic power transmission, comprising at least one actuator intended to load an object, at least one physical object sensor of the object to be loaded and a frame for absorbing forces from the object to be loaded, characterized in that it consists of an AC liquid generator. which is at least two-phase and coupled to a drive motor (1) and whose fluid outlet is connected to each drive (3) of a switch block branch (18) to which an electrohydraulic converter (5) is connected with a regulator (6) and a control member (7), wherein the controller (6) is connected to one or each sensor (14), to the control member (4), to the generator (2), and to another sensor (15), which is - connected to the drive motor (1). (a) or to the generator (2) and the actuator (7) is connected to the control member (4), to each branch, with a generator (2) A power supply and limiting block (8) connected to an electrical transducer (5) of another branch to which a pressure source (9) with a driving motor (10) is connected is connected in parallel to the drive (3). 2o Zařízení podle bodu 1, vyznnčuuící se tím, že napájecí a omezovači blok /8/ je připojen ke zdroji tlaku /9/ s hnacím motorem /10/ a elektrohydraulický převodník /5/ je připojen k dalšímu tlaku /16/ s dalším hnacím motorem2o A device according to claim 1, characterized in that the supply and restrictor block (8) is connected to a pressure source (9) with a drive motor (10) and the electrohydraulic transducer (5) is connected to a further pressure (16) with another drive motor.