[發明專利]單出桿液壓缸電液激振器

無效

• 申請號: 200910100830.0
• 申請日: 2009-07-13
• 公開（公告）號: CN101608965A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 阮健;賈文昂;任燕;李勝;裴翔;俞浙青;朱發明;刑彤
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01N3/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王 兵;王利強

技術領域

本發明涉及一種單出桿液壓缸激振器。

背景技術

振動試驗作為現代工業的一項基礎試驗和產品研發的重要手段，廣泛應用于許多重要的工程領域，如汽車和行走機械的道路模擬試驗；工程材料、水壩及高層建筑的抗震疲勞試驗等。

激振的方式主要有機械式、電磁式和電液式三種類型，機械式振動臺特點是：結構簡單、成本低；但由于機械結構所限，存在上限頻率較低、波形失真較大及有機械雜波等缺點。電動式振動臺具有波形失真度較小、工作頻率范圍大等優點；但是，電動式振動臺由于受到固有磁飽和的限制，不易獲得大激振力，此外，設備結構復雜、振動位移有限和需要輔助冷卻裝置。

電液激振與前二者相比具有激振功率大、推力大、能實現多點激振的優點，主要應用于重載、大功率的場合。現有的電液式激振的工作原理(如圖1所示)是通過對電液伺服閥輸入激振信號控制液壓執行元件(油缸或馬達)作往復直線或扭轉運動，進而使施振對象起振。按這種原理工作的電液激器其激振頻率在很大程度上決定于電液伺服閥的頻寬。受伺服閥工作結構和頻響特性的限制，主要存在以下不足之處：(1)其激振頻率一般在80HZ以內，難以提高；(2)閥開口面積幅值隨激振頻率的提高衰減比較嚴重；(3)伺服閥一般采用先導式多級結構，存在零位泄漏，先導級能量損失嚴重，能量效能低。(4)噴嘴擋板伺服閥或射流管伺服閥對油液的潔凈等級高，抗污染差。

發明內容

為了克服已有的單出桿液壓缸激振器的激振頻率較低、閥開口面積幅值隨激振頻率的提高衰減比較嚴重、能量效能低、抗污染性能差的不足，本發明提供一種能有效提高激振頻率、減少閥開口面積幅值隨激振頻率的提高的衰減、能量效能高、抗污染性能良好的單出桿液壓缸電液激振器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種單出桿液壓缸電液激振器，包括2D電液激振閥、單出桿液壓缸和加載對象，所述單出桿液壓缸的缸體內設有活塞，所述活塞一側與活塞桿固定連接，活塞桿的一端伸出所述單出桿液壓缸的缸體外，所述活塞桿與所述加載對象連接，所述缸體中活塞一側的內腔的油口與高壓油箱連通，所述缸體中活塞另一側的內腔的油口與所述電液激振器的進出油口連通；

所述2D電液激振閥包括閥體、閥芯和閥套，所述的閥體上開有與高壓油箱連通的進口油、與單出桿液壓缸的缸體相連的進出口油以及與回油油箱相連的出油口；所述的閥套嵌套在閥體的內壁，所述的閥芯穿過閥套，所述的閥芯與用于驅動閥芯旋轉的第一伺服電機和驅動閥芯軸向移動的第二伺服電機連接，所述的閥芯上設有第一臺肩和第二臺肩，所述第一臺肩和第二臺肩的周向均勻開設至少兩個溝槽，第一臺肩和第二臺肩上的溝槽相互錯位；所述的閥套的周向均勻開設有與各個臺肩配合的一圈閥套窗口，所述的閥套窗口包括第一閥套窗口、第二閥套窗口，在相鄰的閥套窗口之間的閥套設有輔助窗口，在靠近第一閥套窗口的閥套端部設有附加窗口；所述的附加窗口與所述出油口連通，所述第一閥套窗口和輔助窗口與進出油口連通，所述第二閥套窗口和進油口連通。

進一步，所述的一圈閥套窗口的窗口數與一個臺肩上的溝槽數互為約數，一圈閥套窗口的窗口數和一個臺肩上的溝槽數為大于1的整數。

或者是：一圈閥套窗口的窗口數和一個臺肩上的溝槽數為大于1的整數，所述的一圈閥套窗口的窗口數與臺肩上的溝槽數之間差值的絕對值為一圈閥套窗口的窗口數和臺肩上的溝槽數的約數。

再進一步，所述的一圈閥套窗口的窗口數比一個臺肩上的溝槽數大。

更進一步，在閥套的周向均勻開設所述的輔助窗口和附加窗口。

所述的每個臺肩上的溝槽數為四個、六個、八個或十六個。

本發明的技術構思為：采用閥芯旋轉和軸向雙自由度設計而成。在控制閥中閥芯由伺服電機驅動旋轉，使得沿閥芯臺肩周向均勻開設的溝槽(相鄰溝槽的圓心角為θ)與閥套上的窗口相配合的閥口面積大小成周期性變化，由于相鄰臺肩上的溝槽相互錯位(錯位角度為θ/2)，因而使得進出液壓缸活塞端面面積較大的容腔的流量大小及方向以相位差為180°發生周期性的變化，驅動液壓執行元件單出桿液壓桿做周期性的往復運動，進而帶動與單出桿液壓桿活塞桿相連的加載對象做來回振動。