[发明专利]一种大推力可变负载的对顶油缸装置

说明书

1.所属技术领域

本发明涉及液压系统可变负载的实现，特别是采用大推力对顶油缸装置实现液压系统的可变负载。

2.背景技术

为提高作业效率、降低施工成本，各行业竞相采用大型工业装备或机械，如用于隧道施工的盾构机、用于大型工业施工的开挖机械和输送机械、用于高空作业的高空作业车等。在这些工业设备的设计过程中，确定系统的外负载是设计液压及其控制系统的一个基本问题，它直接影响系统的组成、动力元件参数的选择、液压阀的选型等。因此，模拟施工中产生的各种负载的变化，尤其是大负载的突变，可有效地提高工业设备的液压及其控制系统设计的可靠性和安全性。

3.发明内容

本发明公开了一种大推力可变负载的对顶油缸装置，其能够模拟液压系统的惯性负载、突变负载及实现程控负载。

为了达到上述目的，本发明是这样来实现的：

1)使用牢固连接、经过调整水平后将机架固定在地面上，加载缸底座和动力缸底座通过螺栓连接在机架。加载杠活塞杆和动力缸活塞杆分别铰接在惯性小车的两端，实现两缸互顶；加载缸和动力缸分别使用两组加固筋及螺栓固定在加载缸底座和动力缸底座上，实现两杠的径向固定；加载杠前端盖、后端盖与动力缸前端盖、后端盖通过拉杆和螺栓固定在机架上，实现实现两杠的轴向固定和对中。惯性小车底部设有滚轮，保证惯性小车能在底座的导轨上平稳直线运动；惯性小车上装有20块负载，每块重200Kg，共计2吨，限位螺栓防止负载重心位置的偏移；

2)加载缸的液压回路由泵站、溢流阀、减压阀、电磁换向阀构成，采用PLC控制溢流阀和减压阀的输入电信号，可以实现加载缸无杠腔的压力突变和压力程控变化，即实现突变负载和程控负载。

本发明具有的有利效益：

1)动力缸与加载缸分别与惯性小车铰接，形成两缸对顶的状态；惯性小车底部设有滚轮，保证惯性小车能在底座的导轨上平稳直线运动；加载缸通过液压回路直接由泵站供油，可以实现负载的快速响应和切换。

2)可实验多种负载变化；通过调整惯性小车上载荷重量，达到改变惯性负载的目的；采用PLC控制溢流阀和减压阀的输入电信号，可以实现突变负载和程控负载；结合惯性负载变化和程控负载变化，可以模拟各种液压系统的典型负载。

3)加载杠前端盖、后端盖与动力缸前端盖、后端盖通过拉杆和螺栓固定在机架上，实现实现两杠的轴向固定和对中；前后端盖、拉杆、机架组成框架结构，可最大程度地保证对顶油缸的对中，防止液压冲击对油缸正常工作的影响。

附图说明

图1本发明的结构示意图

图2本发明的液压原理图液压系统原理图

具体实施方式

如附图1所示，件1为机架，2为加载缸底座，3为加载缸，4为加载缸前端盖，5为拉杆，6为加载缸活塞，7为惯性小车，8为配重块，9为配重块定位螺栓，10为车轮，11为动力缸底座，12为动力缸，13为动力缸拉杆紧固螺栓，14为动力缸后端盖，15为端盖紧固螺栓，16为动力缸前端盖，17为动力缸活塞，18为加载缸后端盖，19为加载缸拉杆紧固螺栓。使用地脚螺栓并调整水平后将机架(1)固定在地面上，加载缸底座(2)和动力缸底座(11)通过螺栓连接在机架上，加载缸(3)使用两组加固筋及螺栓固定在加载缸底座(2)，实现加载缸的径向固定；加载缸(3)的尾端通过螺栓固定在后端盖(18)上，后端盖(18)通过螺栓(19)固定在机架(1)，加载缸(3)的首端通过前端盖(4)固定在机架(1)，机架(1)、前端盖(4)和后端盖(19)配合拉杆(5)及螺栓(13)形成框架结构，实现加载缸的轴向固定。加载缸活塞杆(6)铰接在惯性小车(7)的一端，惯性小车(7)底部设有滚轮(10)，保证惯性小车能在底座(1)的导轨上平稳运动；惯性小车(7)上装有20块负载(8)，每块重200Kg，共计2吨，限位螺栓(9)保证负载(8)的重心位置不变。惯性小车(7)的另一端铰接动力缸活塞(17)，与加载缸(3)的固定方式相同，动力缸(12)使用两组加固筋及螺栓固定在动力缸底座(11)，实现径向固定；动力缸(12)的尾端通过螺栓固定在后端盖(14)上，后端盖(14)通过螺栓(15)固定在机架(1)，动力缸(12)的首端通过前端盖(16)固定在机架(1)，机架(1)、前端盖(16)和后端盖(14)配合拉杆(5)及螺栓(13)形成框架结构，实现加载缸的轴向固定。整个系统在完成安装后校验油缸对中和调整水平，防止因为倾斜和不对中引起的压力突变和结构破坏。

如附图2所示，20为油箱，21为过滤器，22为定量泵，23为管式单向阀，24为电动机，25为手动调节溢流阀，26为三位四通电磁换向阀，27为比例减压阀，28为插装式单向阀，29为溢流阀，30为流体压力传感器，31为加载缸无杠腔，32为加载缸有杆腔，33为惯性小车，34为动力缸有杆腔支路，35为动力缸无杆腔支路；液压油从油箱(20)经过过滤器(21)进入由电动机(24)驱动的定量泵(22)，从定量泵(22)出来的流量经过管式单向阀(23)进入三位四电磁换向阀(26)的T口；当换向阀(26)处于中位时，流量从溢流阀(25)流回油缸；当换向阀(26)处于右位时，流量从换向阀(26)的T口流向B口，之后通过比例减压阀(27)和插装式单向阀(28)后流入加载缸无杠腔(31)，加载缸有杆腔(32)中的流量从换向阀(26)的A口流向P口；当换向阀(26)处于右位时，流量从换向阀(26)的T口流向A口再流向加载缸有杆腔(32)，加载缸无杠腔(31)的流量通过溢流阀(29)流回油箱；传感器(30)主要用来检测加载缸无杆腔的实时压力；换向阀(26)的P口，溢流阀(25)和溢流阀(29)的T口，减压阀(27)的溢流口接回油管通回油箱(20)；为实现负载的调节，在电磁阀(26)处于右位时，利用PLC控制输入至减压阀(27)和溢流阀(29)的电流信号，实现突变负载和程控负载。