[其他]材料試驗機三維電液比例同步加載系統

無效

• 申請號: 87103930
• 申請日: 1987-06-03
• 公開（公告）號: CN87103930A
• 公開（公告）日: 1988-01-20
• 發明（設計）人: 賈培起;王保國
• 申請（專利權）人: 天津市液壓氣動工程技術研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G05D15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于材料試驗機電液控制系統。它與三維加載試驗機配合可對混凝土、巖石及其它材料的立方體試件進行三個方向（X、Y、Z）按不同的比例升壓、同步加載和設定保壓。通過模擬實際工作條件的試驗給設計施工提供科學可靠的依據。

該系統采用電液比例控制技術。其工作原理如圖一所示。X、Y、Z三路液壓系統分別由三個液壓泵供油，X、Y兩個水平方向的油路完全相同，以X路為例說明其工作原理。

1，初始狀態

液壓泵啟動后，電液比例溢流閥的壓力調至0.8MPa左右，壓力油經二位四通閥進入定位缸右腔，推動定位活塞左行，同時壓力油經單向閥進入增壓器左腔，增壓器活塞右行，被定位缸活塞抵在中間位置。

2，同步前進

當電磁鐵1FM吸合時，壓力油經三位四通換向閥進入同步器A、C兩腔，推動兩活塞向右運動，B、D兩腔排出相同體積的壓力油分別經兩個液控單向閥進入兩個加載缸的無活塞桿腔。兩個加載缸的回油腔的油液經三位四通閥，兩個加載缸同步前進，使試件夾持在中間位置。

3，正向加載（壓縮）

電磁鐵3FM吸合，壓力油經二位四通閥進入增壓器右腔，同時壓力油進入二位三通閥的控制油口K，使其換向，定位缸活塞右行，增壓缸活塞向左運動，排出的高壓油經過二位三通閥，將兩個液控單向閥關閉，同時進入兩工作缸的無活塞桿腔進行加載。

4，保壓退讓

當試件破壞時，若加載缸因試件膨脹而后退，則無活塞桿腔壓力油回至增壓器，增壓活塞右行，并保證原有的加載力。

5，同步后退或反向加載（拉伸）

3FM斷電、2FM吸合時，壓力油通過二位三通閥的控制油口K將該閥恢復到初始位置（圖示位置），與此同時，壓力油經三位四通閥右端工作油口進入兩個加載缸的活塞桿腔，并打開兩個液控單向閥。兩個加載缸的無活塞桿腔油液經這兩個液控單向閥分別進入同步器的B、D兩腔。A、C兩腔油液經三位四通閥回油箱。

6，同步調整

同步器的結構如圖二所示，活塞上裝有同步補償器，由于泄漏等原因造成兩缸不同步時，往復運動2～3次便可恢復同步。

此外，為了適應超高壓的工作條件，滿足系統參數需要，將兩個液控單向閥，一個單向閥和二位三通液動閥，設計成一個均壓閥組，其結構如圖三所示，在滑閥上裝有密封圈，以防止泄漏。

Z路的工作原理如下：當7FM吸合時，壓力油經三位四通閥，同時打開單向閥進入Z向加載柱塞缸使之上升或加載，當7FM斷電，8FM吸合時，壓力油又經三位四通閥打開液控單向閥，使液壓缸靠自重下降。

X、Y、Z三路的加載比例和工作壓力由比例控制器及三個電液比例溢流閥分別控制。液壓系統采用復合集成塊，如圖四所示。增壓器、同步器與控制閥同裝在集成塊上。

該系統的比例控制器電氣工作原理如圖五所示。系統加載比例以Z軸為基準（Z軸為1）X、Y路的加載比由琴鍵開關K_x、K_y選擇。改變分壓電路的電壓值可以改變X、Y對Z軸的比例。調整W₁₂可以同時改變三路的輸出電壓幅值。W₁₃、14、15可以分別限定各路輸入，信號的最大值。接線端子2、5、6、9、10、13分別接控制電液比例溢流閥的BC4放大器。3、7、11接數字電壓表顯示加載力，并可通過電位器W_29、30、31進行顯示校正。4、8、12接動態應變儀正端，信號被放大后輸入X-Y函數記錄儀進行記錄。

目前國內、外的三維加載試驗機多采用常規液壓系統或電液伺服系統，前者試驗精度低，無法實現自動控制和計算機控制;后者價格較貴對環境條件要求較高，容易出故障，采用電液比例技術克服了上述缺點。更適于靜加載系統的自動控制。經檢索國內、外三維加載試驗機上尚無采用電液比例控制。

三維電液比例同步加載系統的特點如下：由于采用電液比例技術能實現高精度的自動控制，進行多方案的加載試驗。如：一維、二維、三維按比例同步加載，按順序加載、保壓等。而且成本較低，維護方便。由于系統中設有同步器，可自動將試件夾持中間位置，操作方便。由于采用了可退讓增壓器，將壓力提高幾倍，所以加載缸尺寸小，而且能達到高噸位，此外，在試件破壞膨脹時，能向后退讓。由于采用復合式集成塊，系統結構緊湊，工作可靠。由于采用起高壓均壓閥組，不僅在加載時每對加載缸的加載力相等，而且防止了泄漏。

實施例：

X、Y路????Z路

加載缸直徑????140mm????320mm