液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究

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1、液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究第27卷第3期2007年9月振动,测试与诊断JournalofVibration,Measurement&DiagnosisVo1.27No.3Sep.2007液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究刘银水周勇徐俊峰杨可森.曹树平(华中科技大学机械学院武汉,430074

2、)(.武汉第二船舶设计研究所武汉,430064)(.济南大学机械工程学院济南,250022)摘要针对液压阻尼器特性,研制了一种同时满足其动静态性能测试的试验台,解决了该试验台面临的一系列关键技术问题.从节能的角度,采用小泵站大蓄能器组的形式,解决了动静态试验对流量要求差别巨大的矛盾;在回油路上设置蓄能器组解决了大流量对回油管路和低压元件的冲击问题;采用液压夹紧方式,使得试验空问的调节方便可靠;采用上下位机的控制模式,同时满足了数据采集速度和控制界面友好的要求.该试验台的最大输出动态力为l000kN,频率范围为0.01～33Hz.试验表明,该试验台较好地满足了设计要求,完全满足阻尼器的试验需求

3、.关键词液压阻尼器冲击振动试验台伺服控制中图分类号TH137引言液压阻尼器是一种对速度反应灵敏的振动控制装置,主要适用于核电厂,火电厂,化工厂,钢铁厂等的管道及设备,用于控制冲击性的流体振动(如主汽门快速关闭,安全阀排放,水锤,破管等冲击激扰)和地震激扰的管系振动_u1].液压阻尼器在与防冲击振动设备连接之前,必须对其性能进行考核,以保证将性能合格的产品用到设备上,为此需要研究相应的试验台.该试验台是一个典型的电液伺服控制系统,为了适应阻尼器试验的特殊工况,需要解决一系列关键技术问题_u2≈].本文结合研制的1000kN液压阻尼器冲击振动试验台,对这些关键技术问题进行了分析,并提出了相应的解

4、决方案.1试验台架功能和组成液压阻尼器在静态时,不会阻碍正常的热膨胀,当遇到超出限定速度的突然运动时,震动吸收器立刻锁住,形成刚性连结件.因此其性能包括静态和动态特性,相应地,试验台也需要完成这两种功能.其中:静态试验包括低速阻力试验,锁死试验和释放试验等;动态试验包括正弦波振动试验,半正弦波冲击.国家自然科学基金资助项目(编号:50405031).收稿日期:2006—03—29;修改稿收到日期:2006—10一l7.试验等.试验台的主要性能指标如下:冲击振动方向为水平双向;最大静态负载为±1100kN;最大动态负载是当2Hz时为±1000kN,15Hz时为±700kN;振幅为厂一1Hz,X

5、o一100mm;f_-15Hz,Xo=6mm;工作频率范围为0.01～33Hz;试验台的静态精度小于1%.试验台的基本组成包括液压动力源,冲击试验台架,计算机测控制系统和电气控制系统等.2液压系统试验台的液压系统如图1所示.该油源主要满足3方面的需求:a.进人到夹紧缸,对横梁进行夹紧;b.进人到推拉缸,推动横梁运动;c.进人到伺服缸完成规定的动作.根据试验台静态力的要求,选择系统工作压力为25MPa,取作动器活塞杆d一180mm,活塞D一300mm,得有效面积A一452.16cm..根据试验台性能指标可计算得到动态时的最大流量为1704L/min,在低速阻力试验时,其速度为0H6mm/s,负

6、载所需的流量为16.3L/min.针对此工况,需要解决下列问题.2.1效率问题阻尼器的振动冲击试验和疲劳试验不同,在试第3期刘银水等:液压阻尼器动静态性能试验台的设计研究2O5验过程中的冲击振动时间一般都很短,一般在5S之内.根据动态试验时所需要的最大流量来配制流量显然是没有必要.基于这样的考虑,油源配置两个排量为8OmL/r,额定转速为1500r/min的恒压轴向柱塞变量泵,其余流量则由蓄能器来供给.按照厂一25Hz,X.一4mm时的流量要求来选择蓄能器,此时所需要的最大流量q一1704L/rain(28.4L/s),采用蓄能器后的平均流量q一(2/7),q为1O91I/min(18.2L

7、/s).考虑到容积效率,泵源能供给的流量为216L/min(3.6L/s),则单位时间内需要补充的流量体积为V一V,一V=18.2—3.6—14.6L,选用气囊式折合型蓄能器_4].维持5S时间,经计算可得蓄能器的容积为1183I.选择12个蓄能器,每个蓄能器的容积为1O0I.泵和蓄能器一起供油,可以满足峰值流量要求.1.吸油过滤器;2.液压泵;3.电机;4.回油过滤器;5.冷却器;6.空气滤清器;7.液位计