[實用新型]大行程氣動載荷加載裝置

有效

• 申請號: 201621269766.0
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN206270021U
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 張東亮;梅國平;劉蕾
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空精密機械研究所
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本實用新型屬于強度測試技術領域，涉及一種大行程氣動載荷加載裝置。

背景技術

現有無附加裝置載荷加載試驗一般采用氣囊作為加載裝置，受氣囊結構形式限制，其行程一般小于300mm，當對一些特殊部件進行作用力加載實驗時，由于部件變形，一般氣囊無法使用。

發明內容

本實用新型提供一種裝置可實現大行程氣動載荷加載，以適應一些特殊部件靜態或動態載荷加載測試需求。

本實用新型的技術解決方案是，加載裝置包括：氣缸，氣缸位移傳感器，載荷傳感器，固定連接件，氣囊，第一氣動控制閥，第二氣動控制閥，氣壓傳感器，被測件位移傳感器和插頭。氣缸底部安裝在底座上，氣缸的推桿頂部通過螺紋連接載荷傳感器，固定連接件的一端通過螺釘與載荷傳感器連接，另一端通過螺釘與氣囊連接，固定連接件上留有氣囊進氣管連接的插頭，插頭與第二氣動控制閥的出氣口和氣壓傳感器相接，第一氣動控制閥的出氣口與氣缸相接，氣缸位移傳感器通過連接板固定到氣缸上，氣缸位移傳感器的拉線通過連接板固定于氣缸推桿頂部，氣動控制閥的進氣口與氣源相接，控制器與氣動控制閥、氣壓傳感器、被測件位移傳感器、載荷傳感器和氣缸位移傳感器相接。

本實用新型具有的優點和有益效果如下：

大行程氣動載荷加載裝置采用氣缸+氣囊的結構形式，利用氣缸實現大行程運動，利用氣囊實現載荷加載，其加載行程根據氣缸推桿行程而定，可達到1000mm或更長，可用于實現被測件靜態或動態(疲勞)作用力加載。

采用氣囊+氣缸結構形式，氣囊直接作用于被測件，實現無附加裝置的加載作用，通過氣缸伸縮補充氣囊行程，從而實現大行程氣動載荷靜態或動態(疲勞)作用力的加載。

將載荷傳感器作為氣囊閉環控制的檢測元件，采取載荷閉環控制模式，精確控制施加到被測件上的載荷值。

利用氣缸(或液壓缸等)增加行程，氣缸(或液壓缸等)將位移傳感器作為閉環控制檢測元件，實現位置閉環控制模式。

氣缸(或液壓缸等)采用雙位置閉環模式，當被測件隨作用力位置發生變化時，保證氣囊加載始終在有效行程范圍內。

附圖說明

圖1為本實用新型大行程氣動載荷加載裝置結構示意圖；

圖中：氣缸(或液壓缸等)1，氣缸位移傳感器2，載荷傳感器3，固定連接件4，氣囊5，第一氣動控制閥6，第二氣動控制閥7，氣壓傳感器8，被測件9，被測件位移傳感器10，插頭11。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作詳細說明。

加載裝置包括：氣缸1，氣缸位移傳感器2，載荷傳感器3，固定連接件4，氣囊5，第一氣動控制閥6，第二氣動控制閥7，氣壓傳感器8，被測件位移傳感器10和插頭11。氣缸1底部安裝在底座上，氣缸1的推桿頂部通過螺紋連接載荷傳感器3，固定連接件4的一端通過螺釘與載荷傳感器3連接，另一端通過螺釘與氣囊5連接，固定連接件4上留有氣囊進氣管連接的插頭11，插頭11與第二氣動控制閥7的出氣口和氣壓傳感器8相接，第一氣動控制閥6的出氣口與氣缸1相接，氣缸位移傳感器2通過連接板固定到氣缸1上，氣缸位移傳感器2的拉線通過連接板固定于氣缸1推桿頂部，氣動控制閥6和7的進氣口與氣源相接，控制器與氣動控制閥6和7、氣壓傳感器8、被測件位移傳感器10、載荷傳感器3和氣缸位移傳感器2相接。

氣囊5通過固定連接件4與載荷傳感器3相連接，然后與氣缸1頂端固定。固定連接件4同時可引出氣囊控制管路。

控制器通過氣動控制閥7、載荷傳感器3及氣壓傳感器8實現對氣囊5輸出作用力的穩定控制。

在氣缸1的頂端安裝有氣缸位移傳感器2用于測量氣缸輸出長度。

控制器通過氣動控制閥6及氣缸位移傳感器2實現對氣缸1伸出長度的閉環控制，使其穩定在設定值上。

氣缸1用于增大加載裝置的行程，氣缸1的設定值可根據實驗工況設定為固定值；也可根據被測件位移傳感器10的反饋值使氣囊穩定在固定作用距離上，由氣缸位移傳感器2、被測件位移傳感器10和氣動控制閥6組成雙回路位置閉環控制，精確調節氣缸1的伸長量。

氣囊5直接與被測件9接觸，實現對被測件9作用力的加載。氣囊5、載荷傳感器3和氣動控制閥7組成閉環控制回路，控制器根據載荷傳感器3的值通過氣動控制閥7控制氣囊5內部的壓強，最終實現精確控制施加在被測件9上的載荷值。

進行氣動載荷加載試驗時，控制器根據氣缸位移傳感器2及氣囊5參數自動計算氣缸1伸出長度(根據實驗工況也可手動設定固定長度)，控制氣動控制閥6使氣缸1伸出到設定位置(該位置保證氣囊對被測件的作用力)；然后氣囊5充氣，氣囊5接觸被測件9并產生一定的載荷值，控制器根據載荷傳感器3反饋值，控制氣動控制閥7，使其穩定到載荷額定要求值。若加載過程中被測件9發生位置形變，則被測件位移傳感器10的反饋值同樣將隨之變化，控制器將根據變化自動調整氣缸1伸出長度，以保證氣囊5與被測件9之間的距離基本不變，也就保證了氣囊5對被測件9作用力的加載。