一种高精度液压千斤顶检定装置的研究

何金木

摘 要：该文介绍了一种高精度液压千斤顶检定装置，包括反力框架、反馈单元、千斤顶、千斤项压力表、换向阀、伺服驱动单元、数据采集和控制系统；伺服驱动单元设置有两组，并联连接于换向阀上，其中，第一驱动单元负责千斤顶高压系统的标定，第二驱动单元负责千斤顶空载行程的快速上升和回缩。

关键词：高精度 液压千斤顶 检定装置

中图分类号：G634 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0078-01

该文涉及一种高精度千斤顶检定装置，指一种检定液压千斤顶的计量特性；用伺服电机直接驱动油泵的检定装置。目前国内使用的用于液压千斤顶计量特性检定的装置，普遍采用电动泵来实现。这种电动泵主要是采用普通电机带动普通定量泵往工作缸里输油，通过调节阀（流量阀）或溢流阀（压力阀）来调节动力装置的输出压力和动作速度。优点是结构简单，制造成本低；缺点是油泵始终在大流量出油，导致液压油温升过高，而一旦温升过高，由于液压油的粘度发生变化，从而导致液压波动性变大，系统压力无法稳定，由于力值波动，检定时无法准确读取力值，从而导致检定误差很大。

1 技术方案

该方案在于提供一种高准确度、力值波动度小、工作效率高、能长时间稳定使用的液压千斤项检定装置。

1.1 具体技术方案

一种高精度液压千斤顶检定装置，包括反力框架、反馈单元、千斤项、千斤顶压力表、换向阀、伺服驱动单元、数据采集和控制系统，主要技术特征在于：伺服驱动单元设置有两组，并联连接于换向阀上，其中，第一驱动单元负责千斤项高压系统的标定，第二驱动单元负责千斤顶空载行程的快速上升和回缩。

反力框架的上部与反馈单元相连，反力框架的下部与千斤项相连，反馈单元与千斤顶相连，千斤项的下腔压力油口通过第一快速接头分别与千斤项压力表及高压滤油器相连，高压滤油器与换向阀的A口相连，千斤顶的上腔压力油口通过第二快速接头与低压滤油器相连，低压滤油器与换向阀的B口相连，换向阀的P口分别与第一驱动单元和第二驱动单元相连，数据采集和控制系统分别与换向阀、第一驱动单元的卸荷溢流阀、伺服电机、第二驱动单元的大泵驱动电机、反馈单元相连。两组伺服驱动单元中，第一驱动单元由卸荷溢流阀、第一单向阀、小流量高压泵、伺服电机、第一低压滤油器组成，卸荷溢流阀与第一单向阀相连，第一单向阀与小流量高压泵相连，小流量高压泵分别与伺服电机、第一低压滤油器相连；第二驱动单元由第二单向阀、低压溢流阀、大流量低压泵、大泵驱动电机、第二低压滤油器组成，第二单向阀分别与大流量低压泵、低压溢流阀相连，大流量低压泵分别与大泵驱动电机、第二低压滤油器相连。反馈单元由标准传感器和标准仪表组成。第二驱动单元的大泵驱动电机为伺服电机或普通电机。

1.2 工作原理

按图1所示安装上所有被测物，17-数据采集和控制系统根据被测千斤顶的需要的检测点（可以多点），设定标准力值，开始试验后，17-数据采集和控制系统将7-换向阀切换至左使P与A相通，T与B相通，同时将9-卸荷溢流阀调整至系统额定压力，17-数据采集和控制系统通过18-标准传感器仪表采集2-标淮传感器的实际信号，通过运算，向14-大4泵驱动电机15-伺服电机送控信号，当力值小于被测千斤顶启动压力时14-大泵驱动电机带动12-大流量低压泵向被测千斤项供油，至启动压力时停止14-大泵驱动电机。此时启动15-伺服电机带动13-小流量高压泵向被测千斤顶供油，3-千斤顶通过18-标准仪表、2-标准传感器实时向17-数据采集和控制系统发送信号，17-数据采集和控制系统实时通过运算向15-伺服电机发送速度、转矩指令，带动13-小流量高压泵向3-千斤顶提供所需的压力油，如此形成一个闭环控制；直到2-标准传感器的力值达到设定的力值，此时读取4-千斤顶压力表对应的压力值，若有多个力值点需要检测，则继续下一个测力点的检测。当检定完所有测力点时，17-数据采集和控制系统控制9-卸荷溢流阀卸荷，油压卸荷后，将7-换向阀切换至右位使P与B相通，T与A相通，启动14-大泵驱动电机使3-千斤顶复位。

2 具体实施

如图1所示，一种高精度液压千斤顶检定装置，1-反力框架的上部与2-标准传感器相连，1-反力框架的下部与3-千斤顶相连，2-标准传感器与3-千斤顶相连，3-千斤项的下腔压力油口通过52-快速接头分别与4-千斤顶压力表及6-高压滤油器相连，6-高压滤油器与7-换向阀的A口相连，3-千斤顶的上腔压力油口通过51-快速接头与8-低压滤油器相连，8-低压滤油器相连与7-换向阀的B口相连，7-换向阀的P口分别与9-卸荷溢流阀、101-单向阀、102-单向阀相连，7-换向阀的T口与8-低压滤油器相连，101-单向阀与13-小流量高压泵相连，102-单向阀分别与12-大流量低压泵、11-低压溢流阀相连，13-小流量高压泵分别与15-伺服电机、16-2低压滤油器相连；9-卸荷溢流阀、101-单向阀、13-小流量高压泵、15-伺服电机、16-2低压滤油器组成第一驱动单元；12-大流量低压泵分别与14-大泵驱动电机、16-1低压滤油器相连；102-单向阀、11-低压溢流阀、12-大流量低压泵、14-大泵驱动电机、16-1低压滤油器组成第二驱动单元，17-数据采集和控制系统分别与7-换向阀、9-卸荷溢流阀、15-伺服电机、14-大泵驱动电机、18-标准仪表相连，18-标准仪表与2-标准传感器相连，2-标准传感器、18-标准仪表组成反馈单元。

3 结语

该检定装置在空载上升时采用大流量低压泵供油，实现快速上升的目的；在压力标定时，通过动态调节伺服电机的转速、转矩，带动小流量高压泵加压，不浪费电机功率，节能效果显著，液压系统不会发热，保证系统长时间稳定运行；由于采用两个不同的油泵来控制千斤顶，实现高速和高精度控制。该装置构造简单，适用范围广，易于实现批量化生产制造。

参考文献

[1] 胜帆，罗志骏.液压技术基础[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2] 秦大同，谢里阳.液压传动与控制设计[M].北京：化学工业出版社，2013.endprint