[发明专利]采用比例溢流阀差动控制的拉压试验机液压加载系统

说明书

技术领域

本发明涉及液压传动与控制技术，尤其涉及一种采用比例溢流阀差动控制的拉压试验机液压加载系统。

背景技术

大型压力（拉力）试验机是国民生产中的一种重要设备，广泛用于金属、混凝土等工程材料的力学性能试验以及验证油田、深海等复杂工况下设备工作可靠性的加载模拟试验，这样的设备往往要求即能有大的输出力又能有较小的压力控制精度，其控制性能对试验结果有着重要的影响。

目前，几乎所有的大型压力（拉力）试验机均由液压缸加载驱动，而对于液压缸压力的控制主要有以下两种方式：伺服阀控制与溢流阀控制。其中，伺服阀控制性能好，系统动态响应快，并且能同时对多缸加载的试验机各个缸之间进行位移同步控制。不过对于大功率的拉压试验机其流量也相对较大，而大流量的伺服阀价格特别昂贵，且伺服系统对油液要求很高，故限制了其应用范围。使用溢流阀控制的系统结构简单，元件可靠，经久耐用，故得到了广泛的应用。然而使用单一溢流阀对液压缸进口压力进行控制的系统也存在以下一些缺点：

（1）对微小输出力缺乏控制性，输出力分辨率不高

由于试验机液压缸仅由进口处单一的溢流阀控制，所以其输出压力与溢流阀设定压力有直接关系。而普通溢流阀都存在2%—5%的开启压力死区，因而使用这种控制方法的试验机也会存在2%—5%的最小输出压力死区，并且系统的最大输出压力越大，所能控制的最小输出压力也越大。同样，试验机输出力的分辨率也与使用的溢流阀分辨率有关，目前普通比例溢流阀的分辨率在1%左右，所以使用这种控制方法想获得小于1%的分辨率也是很困难的。

（2）无法进行同步控制

大型的拉压试验机其加载液压缸一般为2—4个，各个缸之间的同步目前主要通过机械强制同步来实现，即液压缸作用在可在刚度很高的立柱上滑动的横梁上，用横梁强制各个液压缸实现同步，由于横梁与立柱的刚度要求很高，因而这种结构的试验机体积庞大，设备笨重。目前也有使用分流阀或者同步阀来进行同步调节的，不过分流阀或同步阀都属于流量调节阀，当液压缸进行静态或准静态加压时，流经调节阀的流量为零或者很小，此时分流阀或同步阀的调节性能很差，甚至无法进行同步控制。

发明内容

为了克服上述提到的现有压力试验机加载系统对微小力缺乏控制性、输出力分辨率不高以及无法进行同步控制的缺点，本发明的目的在于提供一种采用比例溢流阀差动控制的拉压试验机液压加载系统，它有良好输出力微调性能并且可以在液压缸静态或准静态加载时进行多缸位移同步控制的液压系统。

为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明包括液压泵站，低压过滤器，回油单向阀，高压比例溢流阀，分流阀，两个低压比例溢流阀，进油单向阀，两个电磁换向阀，两个拉压力传感器，两个液压缸，两个位移传感器，力位移复合控制器。

两个三位四通电磁换向阀的A、B油口分别接各自液压缸的无杆腔和有杆腔，两个三位四通电磁换向阀的P油口连接并串接进油单向阀后连接到高压比例溢流阀的进油口和液压泵站，高压溢流阀的出油口接油箱，两个三位四通电磁换向阀的T油口一路分别与各自低压比例溢流阀进油口相连，另一路与分流阀相连，分流阀的进油口接液压泵站；两个低压溢流阀的出油口连接后串接回油单向阀经低压过滤器后接油箱；两个液压缸的活塞杆上分别接有拉压力传感器，两个液压缸的无杆腔分别接有位移传感器；力位移复合控制器分别与两个拉压力传感器、两个位移传感器、两个低压比例溢流阀和高压比例溢流阀电连接。

所述液压泵站包括四个油箱，联轴器，电动机，背压泵，高压泵，高压过滤器；高压泵与背压泵通过各自联轴器与电动机连接，高压泵的出油口经高压过滤器与进油单向阀连接，背压泵的出油口与分流阀的进油口连接，高压泵的进油口和背压泵的进油口分别接油箱。

所述力位移复合控制器，选用西门子S7-300系列PLC控制器，其型号为315-2DP。

与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：