[发明专利]一种凸轮柱塞式液压高频高压脉冲冲击试验装置及方法

权利要求书

1.一种凸轮柱塞式液压高频高压脉冲冲击试验装置，包括动力装置、液压泵站(13)、容积调节器(12)、计算机、传感器和压力表，其特征在于：所述的动力装置包括变频电机(8)、减速机(7)、凸轮(6)、惯性飞轮(5)和脉冲柱塞泵(11)，所述变频电机(8)连接减速机(7)，减速机(7)的输出轴上依次设置凸轮(6)和惯性飞轮(5)，所述凸轮(6)的顶部经滚轮(10)与脉冲柱塞泵(11)的柱塞(9)相连，在减速机(7)输出轴的作用下作往复运动，向脉冲柱塞泵(11)内推送脉冲冲击压力；所述的脉冲柱塞泵(11)的油液容腔V₃经油路管线与对被测试件作功的油液容腔、容积调节器(12)的有杆腔或无杆腔的油液容腔贯通密闭相连，相连的油路管线上设有压力表和与计算机相连的传感器；所述的液压泵站(13)包括比例电磁阀、液压泵和溢流阀，比例电磁阀的两个出口与容积调节器(12)有杆腔和无杆腔相连的管路上分别设有截止阀(Z₁、Z₂)。

2.根据权利要求1所述的一种凸轮柱塞式液压高频高压脉冲冲击试验装置，其特征在于：所述的被测试件包括油压被试弯曲硬管及接头(1)、被试软管及接头(2)、被试硬管及接头(3)和被试油缸与密封(4)中的任意一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种凸轮柱塞式液压高频高压脉冲冲击试验装置，其特征在于：所述的被测试件中的任意一种为一个或多个。

4.根据权利要求1或2所述的一种凸轮柱塞式液压高频高压脉冲冲击试验装置，其特征在于：所述的被测试件的入口处均设有截止阀。

5.根据权利要求1所述的一种凸轮柱塞式液压高频高压脉冲冲击试验装置，其特征在于：所述的凸轮(6)的轮廓形状按照被测试件所需的脉冲曲线确定。

6.一种使用权利要求1所述凸轮柱塞式液压高频高压脉冲冲击试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.将脉冲柱塞泵(11)的油液容腔V₃通过油路管线分别与对被测试件作功的油液容腔V₄和容积调节器(12)的油液容腔V₁或V₂贯通密闭相连，充油后实现完全密闭的液压油容腔总体积V，构成一个总液压油容腔，通过容积调节器(12)有杆腔或无杆腔来调节液压油容腔总体积V的大小；

总液压油容腔在压力作用下，密闭容积中的液压油容腔总体积V变化压缩率用β表示，则液压油容腔总体积V的体积弹性模量K就是β倒数，由公式可知：

式中：p为冲击压力(MPa)；

试验所用油介质不同，所得的体积弹性模量K值也各不相同，石油型液压油的体积弹性模量K值平均为(1.2-2)×10³MPa，但由于液体混入气泡等原因，使体积弹性模量K的值减小，选用(0.7-1.4)×10³MPa；

b.设定实验所需冲击转速n，启动变频电机(8)带动减速机(7)实现无级转速，减速机(7)的输出轴带动凸轮(6)转动，同时带动起力平衡储能作用的惯性飞轮(5)转动，与凸轮(6)相连的滚轮(10)带动脉冲柱塞泵(11)的柱塞(9)按与转速n相同的频率往复运动，通过惯性飞轮(5)储存机械能，转化实现功率回收；通过往复运动的柱塞(9)强制对完全密闭的液压油容腔总体积V推送脉动冲击压力，液压油容腔总体积V的压缩量dv所形成的压力p升高，并遵守巴斯卡定律：

脉冲柱塞泵(11)对完全密闭的容腔总体积V按设定转速n的冲击频率上下往复运动，使液压油容腔总体积的压缩量dv不断交替变化，产生的密封容腔压力dp随之不断变化，从而实现高频高压脉冲冲击油压的脉冲冲击试验。

7.根据权利要求6所述的凸轮柱塞式液压高频高压脉冲冲击试验方法，其特征在于：所述完全密闭的液压油容腔总体积V的冲击频率的转速n为10-500转/分，频率≦500次/分钟。

8.根据权利要求6所述的凸轮柱塞式液压高频高压脉冲冲击试验方法，其特征在于：所述的液压油容腔总体积V推送脉动冲击压力p≦60MPa。