调距桨电液系统桥式液压加载试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种电液伺服领域的加载试验台类装置，特别涉及一种被动式和主动式电液伺服加载的调距桨电液系统性能试验装置。


背景技术：

2.目前，对船舶调距桨装置各部件在陆上的静态电液加载试验研究较多，而在针对调距桨装置在调距过程中进行被动加载试验研究相对较少，特别是在通过设计加载液压系统来消除被动加载多余力的研究方面更是鲜有报道。因此，需要一种针对模拟调距桨装置在调距过程中，在实施被动加载时，通过桥式液压系统进行多余力抑制的电液伺服加载装置，解决调距桨装置在调距运动过程中，由于调距液压缸的主运动，对加载系统的加载液压缸两腔产生强迫流量，强迫流量形成负载压差产生干扰多余力。通过调距桨装置电液系统桥式液压加载试验装置，可有效抑制多余力，顺利完成调距桨电液系统出厂功能测试试验，并精确模拟水动力载荷谱，实现对调距液压缸在调距和稳距过程中进行陆上加载试验。通过加载液压技术、电液伺服控制技术相融合，为被动式电液伺服力加载系统抑制多余力的影响提供了一种有效的方法。


技术实现要素：

3.本实用新型是要提供一种依据桥式液压加载系统，有效抑制多余力，模拟水动力载荷谱，实现对调距桨电液系统陆上精确加载试验的装置。
4.本实用新型提供的技术方案如下：
5.一种调距桨电液系统桥式液压加载试验装置，其特征在于，包括：
6.调距桨电液系统加载试验台架，用于安装同轴连接的加载液压缸和模拟调距液压缸，以及与模拟调距液压缸相连接的调距桨配油器；
7.桥式液压加载系统，连接加载液压缸，用于控制驱动加载液压缸对模拟调距液压缸进行被动式加载或主动式加载；
8.被试验调距桨电液系统，连接调距桨配油器，用于控制驱动模拟调距液压缸带动加载液压缸进行被动运动；
9.加载电控系统，分别连接桥式液压加载系统和被试验调距桨电液系统，用于控制调距桨电液系统桥式液压加载试验，并实现手动加载模式和自动加载模式。
10.进一步，所述调距桨电液系统加载台架的两根平行的台架导轨一端上面沿平行导轨中心线轴向依次通过加载液压缸底座和模拟调距液压缸底座安装加载液压缸和模拟调距液压缸，所述模拟调距液压缸与加载液压缸轴向同心，且两油缸端部通过一组螺栓固定连接；另一端上面通过配油器支架底座安装调距桨配油器，所述模拟调距液压缸的活塞中心位置通过正倒车油管与调距桨配油器连接。
11.进一步，所述桥式液压加载系统中的油箱通过油路与电调比例变量泵的吸油口相连接；电调比例变量泵的出油口与节流阀相连接，节流阀出油口与高压滤器进油口连通，高
压滤器出油口与电磁换向阀进油口、电磁溢流阀进油口相连；电磁换向阀出油口a分别与桥式液压回路上1#单向阀的进口、3#单向阀的出口以及加载液压缸a腔相连；电磁换向阀出油口b分别与2#单向阀的进口、4#单向阀的出口以及加载液压缸b腔相连；桥式液压回路中1#单向阀的出油口分别与2#单向阀出油口、电调比例溢流阀进油口相连；桥式液压回路中3#单向阀的进油口分别与4#单向阀进油口、电调比例溢流阀出油口相连；电磁换向阀的出油口与溢流阀出油口相连，经水冷却器、回油滤器进入油箱底部。
12.进一步，所述加载电控系统包括电源箱，电源箱分别连接加载试验台、加载操纵面板、显示装置、比例溢流阀、电机启动箱、传感器组；所述的加载操纵面板分别与显示仪表、数据显示装置、plc控制器的模拟量输入输出模块相连；plc控制器分别与传感器组、电磁阀、比例溢流阀相连。
13.进一步，所述plc控制器在调距桨调距或稳距过程中按载荷谱发出对模拟调距液压缸的加载指令信号，同时采集压力传感器组反馈压力差信号，通过输出控制比例溢流阀阀信号，使得反馈压力差信号与加载指令信号保持一致，并跟随加载指令值变化。
14.进一步，所述被试验调距桨电液系统包括调距桨电控系统和调距桨液压系统，所述调距桨电控系统和调距桨液压系统与调距桨配油器连接，所述调距桨配油器通过正倒车内外油管连接模拟调距液压缸，用于控制驱动模拟调距液压缸内部的活塞来回运动，从而通过活塞带动与之相连的活塞杆及与活塞杆相连的加载液压缸的活塞一起运动。
15.进一步，所述加载液压缸通过活塞杆对模拟调距液压缸的活塞在往复运动过程中施加的加载为典型的被动式加载。
16.进一步，当调距在稳距状态下，模拟调距液压缸5的活塞保持静止时，所述加载液压缸通过活塞杆对模拟调距液压缸实施的加载为主动式加载。
17.本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型的调距桨电液系统桥式液压加载试验装置，能够有效解决被动力电液伺服加载系统干扰多余力问题。使得在陆上试验室环境下，精确的按水动力载荷谱对调距液压缸实施加载，完成调距桨装置电液系统出厂试验各项性能验证。
附图说明
19.图1是本实用新型的调距桨电液系统桥式液压加载试验装置结构框图；
20.图2是本实用新型的桥式液压加载系统原理简图；
21.图3是本实用新型的调距桨电液系统桥式液压加载试验装置控制系统示意图；
22.图4是本实用新型的调距桨电液系统桥式液压加载试验装置试验台操纵面板示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
24.实施例1：图1～图4结合给出了一种调距桨电液系统桥式液压加载试验装置，包括调距桨电液系统加载试验台架、桥式液压加载系统、加载电控系统、被试验调距桨电液系统。
25.调距桨电液系统加载试验台架包括加载台架导轨1、加载液压缸底座2、模拟调距
液压缸底座3、调距桨内外油管6/7、配油器支架底座4、配油器8。桥式液压加载系统包括不锈钢油箱30、电调比例变量泵32、水冷却器45、电磁阀36、溢流阀35、加载比例溢流阀41、加载液压缸42。液压变量泵32、水冷却器45中均设有电动机。加载电控系统包括电源箱72、加载试验台19、操纵面板57、显示装置50、plc加载可编程控制器70、传感器组80。传感器组80包括压力传感器a81.1、压力传感器b81.2、压力传感器c81.3、压力传感器d82.1、压力传感器e82.2、位移传感器83。被试验调距桨电液系统包括调距桨电控系统10和调距桨液压系统11。
26.两根加载台架导轨1水平平行放置于试验场地，加载液压缸底座2和配油器底座4夹置在加载台架导轨1两端，加载液压缸底座2右侧紧邻模拟调距液压缸底座3，在加载油管底座2和模拟调距液压缸底座3上分别放置加载液压缸42和模拟调距液压缸5，加载液压缸42端部法兰与模拟调距液压缸端部法兰通过螺栓组48固定，两油缸活塞杆43同心且固定焊接相连；两油缸活塞杆43空心，正车油管6和倒车油管7穿过模拟调距液压缸活塞一端，通过通孔分别与模拟调距液压缸的正倒车油腔连通，正车油管6和倒车油管7与模拟调距液压缸同心；正车油管6和倒车油管7的另一端与配油器8相连，配油器8放置于配油器支架座上；配油器8与被试验调距桨液压系统相连通。
27.桥式加载液压系统的不锈钢油箱30与电调比例变量泵32的吸油口相连接；电调比例变量泵32的出油口与节流阀33相连接，节流阀33出油口与高压滤器34进油口连通，高压滤器34出油口与电磁换向阀36进油口、电磁溢流阀35进油口相连；电磁换向阀36出油口a口分别与桥式液压回路上1#单向阀37的进口、3#单向阀39的出口以及加载液压缸42a腔相连；电磁换向阀36出油口b分别与2#单向阀38的进口、4#单向阀40的出口以及加载液压缸42b腔相连；桥式液压回路中1#单向阀37的出油口分别与2#单向阀38出油口、电调比例溢流阀41进油口相连；桥式液压回路中3#单向阀38的进油口分别与4#单向阀39进油口、电调比例溢流阀41出油口相连；电磁换向阀36的出油口与溢流阀35出油口和水冷却器45进口相连，经水冷却器45出油口进入不锈钢油箱30。
28.加载电控系统18包括电源箱72，电源箱72分别连接加载试验台19、加载操纵面板57、显示装置50、比例溢流阀41、电机启动箱14、传感器组80；加载操纵面板57的上各种旋钮、开关按钮信号分别与控制台19上的显示仪表51～54、数据显示装置50、plc加载可编程控制器70相连；plc加载可编程控制器70分别与传感器组80、电磁阀36、比例溢流阀41相连。
29.本实用新型的调距桨电液系统桥式液压加载试验装置实际使用时，将调距桨电控系统10和调距桨液压系统11与调距桨配油器8连接，通过正倒车内、外油管6，7，控制驱动模拟调距液压缸5内部的活塞21来回运动；活塞21的往复运动带动与之相连的活塞杆43运动，活塞杆43运动，从而带动另一端与之相连的加载液压缸42的活塞44随之一起运动；这里，模拟调距液压缸5的活塞21为主运动，加载液压缸42的活塞44为被动运动。因此，加载液压缸42通过活塞杆43对模拟调距液压缸5的活塞21在往复运动过程中施加的加载是典型的被动式加载。当调距在稳距状态下，模拟调距液压缸5的活塞21保持静止，此时加载液压缸42通过活塞杆43对模拟调距液压缸5实施的加载是主动式加载。
30.调距桨电液系统桥式液压加载试验装置在调距桨调距或稳距过程由plc加载可编程控制器70按载荷谱发出对模拟调距液压缸5的加载指令信号，同时采集压力传感器组81反馈压力差信号，通过输出控制比例溢流阀阀信号，使得反馈压力差信号与加载指令信号
保持一致，并跟随加载指令值变化。
31.当操纵面板57上的加载准备就绪指示灯69亮起，按下加载启动按钮237，进入加载状态。此时电调比例泵电机31运转，比例泵32工作，将液压油从油箱30分别通过电动变量泵的吸油口吸入流入从出油口流出，经节流阀33和高压滤器34进入电磁换向阀36和溢流阀35的进口。当该油路油压高于10mpa时，部分液压油经电磁溢流阀35，在经水冷却器45回流至油箱30；电磁换向阀36根据模拟调距液压缸5的活塞21正倒车运动方向，开启换向得电顺序和方向。当螺距调距向正车方向运动时，即向图2中模拟调距液压缸活塞21向右侧方向运动，活塞21带动活塞杆43一起运动，从而带动与活塞杆43另一端相连的加载液压缸活塞44随之运动，加载液压缸活塞44向右运动，使得加载液压缸42右腔的液压油进入加载液压系统9油桥式回路的单向阀40输出端口和单向阀38输入端口；同时电磁换向阀正车方向得电，比例变量泵32流出的液压油经电磁换向阀也进入加载液压系统9油桥式回路的单向阀40输出端口和单向阀38输入端口；单向阀40的输出端不能反向流动，两路液压油经单向阀38输入端口进入，从单向阀38输出端口输出，进入桥式回路的比例溢流阀41和单向阀37输出端口，在比例溢流阀41压力控制作用下保持与加载指令相一致压力可控的液压油，同时流经比例溢流阀41的输出口进入单向阀39和单向阀40的输入端口，由于单向阀40输出端口的压力高于输入端口的压力，液压油只能由单向阀39的输出端口，一部分进入加载液压缸42的左侧油腔，另一部分经电磁换向阀35经水冷却器45流回油箱30。当螺距调距向倒车方向运动时，即向图2中模拟调距液压缸活塞21向左侧方向运动，活塞21带动活塞杆43一起向左运动，从而带动与活塞杆43另一端相连的加载液压缸活塞44随之运动，加载液压缸活塞44向左运动，使得加载液压缸42左腔的液压油进入加载液压系统9油桥式回路的单向阀39输出端口和单向阀37输入端口；同时电磁换向阀倒车方向得电，比例变量泵32流出的液压油经电磁换向阀36也进入加载液压系统9油桥式回路的单向阀39输出端口和单向阀37输入端口；单向阀39的输出端不能反向流动，两路液压油经单向阀37输入端口进入，从单向阀37输出端口输出，进入桥式回路的比例溢流阀41和单向阀38输出端口，在比例溢流阀41压力控制作用下保持与加载指令相一致压力可控的液压油，同时流经比例溢流阀41的输出口进入单向阀39和单向阀40的输入端口，由于单向阀39输出端口的压力高于输入端口的压力，液压油只能由单向阀40的输出端口，一部分进入加载液压缸42的右侧油腔，另一部分经电磁换向阀35经水冷却器45流回油箱30。
32.当螺距处于稳距状态，即模拟调距液压缸活塞21不动作，活塞21带动活塞杆43也不运动，从而与活塞杆43另一端相连的加载液压缸活塞44也不运动，此时加载为主动式加载。在稳距状态下，加载液压缸42对模拟调距液压缸5实施正车方向加载时，电磁换向阀36正车方向得电，比例变量泵32流出的液压油经电磁换向阀36也进入加载液压系统9油桥式回路的单向阀40输出端口和单向阀38输入端口；单向阀40的输出端不能反向流动，两路液压油经单向阀38输入端口进入，从单向阀38输出端口输出，进入桥式回路的比例溢流阀41和单向阀37输出端口，在比例溢流阀41压力控制作用下保持与加载指令相一致压力可控的液压油，同时流经比例溢流阀41的输出口进入单向阀39和单向阀40的输入端口，由于单向阀40输出端口的压力高于输入端口的压力，液压油只能由单向阀39的输出端口流出，此时输出的液压油经电磁换向阀35经水冷却器45流回油箱30。在稳距状态下，加载液压缸42对模拟调距液压缸5实施倒车方向加载时，电磁换向阀36倒车方向得电，比例变量泵32流出的
液压油经电磁换向阀36也进入加载液压系统9油桥式回路的单向阀39输出端口和单向阀37输入端口；单向阀39的输出端不能反向流动，两路液压油经单向阀37输入端口进入，从单向阀37输出端口输出，进入桥式回路的比例溢流阀41和单向阀38输出端口，在比例溢流阀41压力控制作用下保持与加载指令相一致压力可控的液压油，同时流经比例溢流阀41的输出口进入单向阀39和单向阀40的输入端口，由于单向阀39输出端口的压力高于输入端口的压力，液压油只能由单向阀40的输出端口流出，此时流出的液压油经电磁换向阀35经水冷却器45流回油箱30。
33.当不需要加载时，电磁换向阀36正倒车方向均不得电，此时电磁阀36内部管路使得加载液压缸左右两腔相通，并经水冷却器45与油箱30两连通，模拟调距液压缸5的调距不会受到加载液压缸42的影响。
34.调距桨电液系统桥式液压加载试验装置有两种加载模式：手动加载模式和自动加载模式。
35.具体加载内容如下：
36.一、加载前准备
37.所有现场电气控制柜均选择遥控模式；
38.a、调距桨电液系统桥式液压加载试验装置供电(由电源装置72供电)；
39.b、将加载调节旋钮置56于零位，手动加载载荷设置显示仪表53将显示相应的载荷设置值0；
40.c、试灯检查，按下试灯按钮63，检查各个指示灯以及蜂鸣器工作是否正常；
41.d、分别按下cpp油泵启动按钮68和加载电机启停按钮58，启动对应的调距桨电动机、加载电动机31，运行对应的液压泵，启动后，带灯按钮常亮，将车钟手柄归零按钮，此时cpp螺距归零，系统初始化完成，加载加载准备就绪指示灯69亮；
42.二、手动加载模式：
43.a、完成上述1加载前准备各事项；
44.b、旋转模式选择旋钮60至手动加载模式，按下加载启动按钮70，进入手动加载模式。此时旋转载荷设置旋钮56，载荷旋钮56设置的载荷值传输到plc71中，plc71采集压力传感器组81的压力差信号，经pid运算后输出信号到比例溢流阀41，控制其开口大小，从而调节加载压力值；同时，根据plc71采集的螺距调距正倒车方向信号，由plc71输出控制加载电磁换向阀36开口方向的信号，正车调距时，电磁换向阀36正车方向得电；倒车调距时，电磁换向阀36倒车方向得电。
45.c、在手动加载时，加载的各种状态信息均在显示装置50显示图形数据界面上实时显示，并保存相关检测信息。
46.三、自动加载模式
47.a、完成上述1加载试验前准备各事项；
48.b、旋转模式选择旋钮60至自动加载模式，按下加载启动按钮70，进入自动加载模式。此时加载值根据cpp车钟手柄61位置信号，调用相应存储在plc70内部的载荷谱值，通过plc70采集压力传感器组81的压力差信号，经pid运算后输出信号到比例溢流阀41，控制其开口大小，从而调节加载压力值；同时，根据plc71采集的螺距调距正倒车方向信号，由plc70输出控制加载电磁换向阀36开口方向的信号，正车调距时，电磁换向阀36正车方向得
电；倒车调距时，电磁换向阀36倒车方向得电。
49.c、在自动加载时，加载的各种状态信息均在显示装置50显示图形数据界面上实时显示，并保存相关检测信息。
50.最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的几个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。