專利名稱:自動等速率加荷壓力試驗機的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種用于水泥或混凝土抗壓強度試驗的壓力機。
現有的用于水泥或混凝土抗壓強度試驗的壓力機,大多采用由微型計算機控制電磁比例調速閥,以實現自動等速率加壓。這種微機控制電磁比例調速閥系統的不足在于,其電磁比例調速閥的結構復雜,加工精度要求高,成品比率低,穩定性差,調整及維修困難,且價格昂貴,故難以推廣應用。
本實用新型的目的在于為彌補現有技術的不足,提供一種結構簡單、成本低、可靠性高的,其液壓系統采用改進的節流閥,經一次性整定,用微機控制柱塞泵的轉速,即可達到壓力值等速率上升的自動等速率加荷壓力試驗機。
本實用新型的目的是采用下述技術方案實現的。
整個壓力試驗機均采用現有通用的器件組合而成。即由油箱、柱塞油泵、油缸、電磁閥、濾油器、節流閥、電動機、調速器、以及微型計算機、數/模、模/數轉換和傳感器等元器件組裝而成。
本實用新型的技術思想是,由微機經傳感器檢測壓力變化情況,實現閉環控制油泵轉速,并在節流閥有效配合下達到等速率加荷。其結構特點是,由微型計算機控制的調速器控制用于驅動柱塞油泵的電動機;柱塞油泵的出油口連接電磁閥,連接濾油器,連接傳感器、連接油缸;濾油器的另一端連接節流閥、傳感器的另一端連接微型計算機;柱塞油泵的進油口、電磁閥的另一端、節流閥的另一端連接油箱。
為增強系統工作的穩定性,柱塞油泵的出油口還連接一個節流閥,這個節流閥的另一端連接蓄能器。
為獲得節流閥的穩定的節流特性,節流閥的閥芯端部外徑表面上設置有兩條對稱的節流槽,節流槽的徑向夾角為60-90°,其軸向傾斜度為10-15°。
本實用新型有以下明顯的優點和效果1、由于采用的全是現有的通用器件,故而結構簡單,組裝容易,成本很低;2、由于采用了普通節流閥大泄流特性,經壓力傳感器檢測及微機控制油泵電動機的轉速。可實現恒速率加荷;3、微機中采用軟件細分的加荷技術,可達到0.2KN/S的加荷,速率的精密控制;4、由微機控制調速器,使電動機可團環跟蹤壓力值,因而實現了固定壓力點的保壓功能。
以下結合附圖和實施例對實用新型作進一步描述。
圖1是本實用新型的總體結構示意圖。
圖2是本實用新型的節流閥閥座和閥芯配合的示意圖。
圖3是本實用新型的節流閥閥芯的左側視示意圖。
圖中1-電動機,2-柱塞油泵,3-油箱,4-電磁閥,5-濾油器,6和6′-節流閥,7-壓力傳感器,8-微型計算機,9-速率數顯示器,10-力值數顯示器,11-打印機,12-鍵盤,13-調速器,14-下壓座降速檢測限位開關,15-下壓座上升高度檢測限位開關,16-油缸,17-活塞桿,18-下壓座,19-試塊夾具,20-上壓座,21-蓄能器,22-節流閥閥座,23-節流閥閥芯,24-節流槽。
如圖1所示,電動機(1)通過皮帶或聯軸器驅動柱塞油泵(2),柱塞油泵(2)出油口經油管與電磁閥(4)、濾油器(5)、油缸(16)、傳感器(7)、節流閥(6′)連接。節流閥(6′)的另一端連接蓄能器(21),濾油器(5)的另一端與節流閥(6)連接。柱塞油泵(2)的進油口,電磁閥(4)、節流閥(6)的另一端與油箱(3)連接。傳感器(7)的另一端與微型計算機(8)連接。與微型計算機(8)連接的還有在上下壓座(20和18)閉合處設置的下壓座降速檢測開關(14)和限制下壓座上升高度的檢測開關(15)、速率數顯示器(9)、力值數顯示器(10)、鍵盤(12)、打印機(11)和控制電動機(1)的調速器(13)。
本實用新型的節流閥(6和6′)與通常節流閥有所不同,其閥芯(23)的端部外徑表面上設置了兩條對稱分布的節流槽(24),其徑向夾角為60-90°,其軸向傾斜角度為10-15°,節流槽(24)的長度一般應等于或大于閥芯(23)的外徑。
本實用新型的柱塞油泵(2)經由電動機(1)驅動,將液壓油從油箱(3)泵入油缸(16),推動活塞和活塞桿(17)及下壓座(18)上升,使裝有水泥或混凝土試驗塊的抗壓夾具(19)與上壓座(20)相觸受壓,隨著壓力升高,壓力傳感器(7)的信號經放大和模/數轉換由微機(8)處理出壓力值和加荷速率值,分別送入數字顯示器(10和9)顯示。同時,根據速率大小由微機(8)經數/模轉換,去控制調速器(13),使電動機(1)閉環跟蹤設定的加荷速率。利用微機(8)控制調速器(13)在足夠的范圍內按等速率增壓規律改變柱塞油泵(2)的輸出流量,即可實現全自動等速率加荷。本實施例依壓力值測量范圍以及減少起始壓力的要求,調速比已達1∶30。為滿足計量標定時慢讀數即慢檢的要求,采用了軟件細分技術,將調速分辨率提高到104數量級以上。在此條件下,可在某一點跟蹤壓力值,實現保壓功能。本實施例利用節流閥(6和6′)的泄流特性,即當節流面積,油粘度等因素固定時,泄流量與壓力的平方根值相關,經合理整定,能獲得一條實用的油泵轉速(相當于流量)和壓力的關系曲線。
節流閥(6和6′)的整定,要留有充分的余量,以保證在油溫增高或油粘度下降時仍能達到最大力值。在節流閥(6)前需加裝濾油器(5)以提高工作的穩定性。電磁閥(4)用來在任何狀態下快速卸荷。如自動檢測過程,是在試件破碎出現負速率時自動快速卸荷;或當用測力環標定壓力精度時,可人工操作強制卸荷。蓄能器(21)是用于吸收柱塞油泵(2)的低頻脈動。節流閥(6′)的作用是當水泥或混凝土試塊破碎時,蓄能器(21)中的能量不致瞬時釋放,而是慢慢放出。檢測上下壓座(20和18)閉合位置處的接近開關(14),可用來將快速上升速度降低到十分之一左右,再讓試件接觸受壓。接近開關(15)是用來限制活塞的上升高度。壓力值檢測精度通過微機(8)處理對壓力傳感器(7)非線性補償,可提高到±0.5%以上。測試結果由微型打印機(11)按標準格式打印輸出。整機通過鍵盤(12),實現參數設置、開泵、關泵、加荷、卸荷、慢檢、峰值顯示、結果打印等操作。程序具備超壓力保護(103%)、過流保護(120%)、超速率限制等功能,以防止不正確調整或誤操作引起的機器損傷。
本實施例已達到了優于國標的下述技術指標力值范圍30-300KN全范圍精度±0.5KN加荷速率2.4-5KN/S±3%慢檢速率0.2KN/S
權利要求1.一種自動等速率加荷壓力試驗機,由油箱、柱塞油泵、油缸、電磁閥、濾油器、節流閥、電動機、調速器,以及微型計算機、傳感器等諸元器件組成,其特征在于由微型計算機(8)控制的調速器(13)控制用于驅動柱塞油泵(2)的電動機(1);柱塞油泵(2)的出油口連接電磁閥(4),連接濾油器(5),連接傳感器(7),連接油缸(16);濾油器(5)的另一端連接節流閥(6),傳感器(7)的另一端連接微型計算機(8);柱塞油泵(2)的進油口、電磁閥(4)的另一端、節流閥(6)的另一端連接油箱(3)。
2.按權利要求1所述的自動等速率加荷壓力試驗機,其特征在于柱塞油泵(2)的出油口還連接一個節流閥(6′),節流閥(6′)的另一端連接蓄能器(21)。
3.按權利要求1或2所述的自動等速率加荷壓力試驗機,其特征在于節流閥(6和6′)的閥芯(23)端部外徑表面上設置有兩條對稱的節流槽(24),節流槽(24)的徑向夾角為60-90°,其軸向傾斜度為10-15°。
專利摘要一種用于水泥或混凝土抗壓強度試驗的自動等速率加荷壓力試驗機,其構成是由微機控制的調整器控制驅動柱塞油泵的電動機,柱塞油泵的出油口連接電磁閥、濾油器、傳感器、油缸,濾油器的另一端連接節流閥,傳感器的另一端連接微機;柱塞油泵的進油口、電磁閥的另一端、節流閥的另一端連接油箱。節流閥的閥芯上開有節流槽。微機經傳感器檢測壓力變化情況控制柱塞油泵轉速,并在節流閥配合下實現等速率加荷。本機結構簡單、成本低、可靠性好。
文檔編號G01N3/08GK2275239SQ9624652
公開日1998年2月25日 申請日期1996年11月8日 優先權日1996年11月8日
發明者馮金益, 徐波 申請人:馮金益, 徐波