基于电液比例控制的围岩加载超高压液压系统的研制

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1、２０１５年１１月机床与液压Ｎｏｖ?２０１５第４３卷第２２期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ?４３Ｎｏ?２２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１００１－３８８１?２０１５?２２?０３８基于电液比例控制的围岩加载超高压液压系统的研制袁帮谊，潘露（安徽机电职业技术学院机械工程系，安徽芜湖２４１０００）摘要：为了满足某煤矿科研单位测试围岩混凝土桩柱的承载能力并记录其力学性能数据的要求，专门研制一台围岩加载试验测试设备。该设备能测定长６０００ｍｍ、最大直径１４００ｍｍ的圆筒状围岩混凝土，以便研究煤

2、矿巷道或隧道围岩混凝土的力学性能。测试时采取液压缓慢连续加载的方式。关键词：变频控制；电液比例控制；液压加载；超高压液压系统中图分类号：ＴＧ５０２文献标志码：Ｂ文章编号：１００１－３８８１（２０１５）２２－１１３－３ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＳｕｐｅｒＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋＬｏａｄｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＥｌｅｃｔｒｏ⁃ｈｙｄｒａｕｌｉｃＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＣｏｎｔｒｏｌＹＵＡＮＢａｎｇｙｉ，ＰＡＮＬｕ（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇ

3、ｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＡｎｈｕｉＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈｕＡｎｈｕｉ２４１０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｍｉｎｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｕｎｉｔｔｈａｔｃｏｎｃｒｅｔｅｐｉｌｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｈｏｕｌｄｂｅｔｅｓｔｅｄａｎｄｄａｔａｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅ

4、ｒｅｃｏｒｄｅｄ，ａｔｅｓｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｒｏｃｋｍａｓｓｃｏｎｃｒｅｔｅｗｉｔｈ６０００ｍｍｌｅｎｇｔｈ，１４００ｍｍｄｉａｍｅｔｅｒｔｏｓｔｕｄｙｍｅｃｈａｎｉｃｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｉｎｃｏａｌｍｉｎｅｒｏａｄｗａｙｏｒｔｕｎｎｅｌｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋ．Ｔｅｓｔｌｏａｄｗａｓｌｏａｄｅｄｂｙｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｌｏｗｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｏａｄｉｎｇｗａｙｓ

5、．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｉｎｖｅｒｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌ；Ｅｌｅｃｔｒｏ⁃ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌ；Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｌｏａｄｉｎｇ；Ｓｕｐｅｒｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍ某煤矿科学研究院对围岩加载设备的超高压液压功能和分组控制功能。系统提出的设计要求：１液压系统设计（１）液压系统额定工作压力不小于６５ＭＰａ；通过对以上设计要求的分析并与对方进行必要的（２）所有加载油缸在加载压头抵达受压件后工作沟通，对该设备的测试用途、性能要求要完全明晰。行程不短于１００ｍ

6、ｍ；该液压系统分为６组加载油缸，其中５组为１２（３）各加载油缸须加载波均匀，相互波动幅度个油缸／组，另一组为４个油缸，要求对每组油缸能小于５％；进行分组控制，即６个组别中，某一组或几组保压另（４）装置工作环境地温度－１０～６０℃；外一组加载，每组加载的载荷可以大小不等；每组（５）液压系统须具备自动与手动调压功能；１２个油缸工作时无需完全同步；关键是要能够实现（６）各加载油缸同时工作从启动到加载额定工作有效、稳定可靠地保压。载荷时间４０ｍｉｎ左右；基于上述的控制要求，采用变频电机带动液压泵（７）系统须具备保压功

7、能，保压时间为７天，保和电液比例控制技术来实现用户的性能要求，见图１。压期间压力波动幅度小于５％；从原理图中可以看出，６组控制装置是完全独立（８）制造的液压加载油缸须满足与之安装的围压的。它可以实现如下工作方式：（１）其中的一组工装置配合要求；作，其余可以不工作，并不影响；（２）可以６组中（９）液压加载与控制装置采用计算机控制和某几组同时工作，其余的不工作也不互相影响；（３）数显；可以６组同时对被试件进行加载（但不能完全同步，（１０）各组（共分为６组，其中５组为１２个油因为没有这一项要求）；（４）无论哪组工作

8、，它的工缸／组，另一组为４个油缸）加载油缸具备压力显示作压力即加载载荷可以大小不等，因为某一组的工作收稿日期：２０１４－１０－１６基金项目：安徽高校省级自然科学研究项目（ＫＪ２０１３Ｚ０３２）作者简介：袁帮谊（１９６３—），男，工学学士，讲师，工程师，主要从事液压与气动教学与科研工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ａｈｊｄｊｘｘｙｂｙ＠１２６?ｃｏｍ。·１１４·机床与液压第４３卷压力可以由变频电机带动油泵根据输入不