Гидросистема для нагружения конструкций при прочностных испытаниях

 

1. ГИДРОСИСТЕМА ДЛЯ НАГРУЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ, содержащая источник гидропитания с высоконапорной и сливной магистралями, программный задатчик, нагружающее устройство, выполненное в виде подключенного к сравнивающему устройству электрогидравлического преобразователя, связанного с гидроцилиндром двустороннего действия со штоковой нагружающей и бесштоковой разгружающей полостями, и указатель уровня нагрузки, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергетических эксплуатационных затрат на испытания, гидросистема снабжена дополнительным низконапорным источником гидропитания, связанным с разгружающей полостью гидроцилиндра через двухпозиционный электрогидравлический кран.

2. Гидросистема по п.1, отличающаяся тем, что в сливной магистрали установлен подпорный клапан, а участок сливной магистрали до места установки подпорного клапана сообщен с разгружающей полостью гидроцилиндра через обратный клапан. Изобретение относится к области экспериментальной техники, в частности, к стендам для нагружения конструкций при прочностных испытаниях. Известны гидросистемы питания привода нагрузки, содержащие источник гидропитания с напорной и сливной магистралями, подключенный к полостям гидроцилиндра двустороннего действия через электрогидравлический распределитель. Недостатком этой схемы является неиспользование энергии деформированной испытываемой конструкции при ее разгружении, что заставляет использовать источник гидропитания завышенной мощности. Этот недостаток устранен в известной схеме автоматизированного стенда нагружения авиационных конструкций при прочностных испытаниях, содержащего источник гидропитания с высоконапорной и сливной магистралями, программный задатчик, нагружающее устройство, выполненное в виде подключенного к сравнивающему устройству электрогидравлического преобразователя, связанного с гидроцилиндром двустороннего действия со штоковой и бесштоковой полостями, и указатель уровня нагрузки. Такие устройства могут потреблять рабочую жидкость как при погружении, так и при разгружении конструкции. У применяемых в этом случае одноштоковых гидроцилиндров отношение площади поршня бесштоковой и штоковой полостей находится в пределах 1,5-4. При использовании одноштоковых гидроцилиндров в гидросистеме нагружения конструкций при прочностных испытаниях штоковая полость является нагружающей, а бесштоковая разгружающей, поэтому одноштоковый гидроцилиндр, обеспечивающий одинаковую с двухштоковым статическую нагрузку, при заданной частоте требует существенно большей подачи рабочей жидкости от источника гидропитания. Целью изобретения является снижение энергетических и эксплуатационных затрат. Поставленная цель достигается тем, что гидросистема снабжена дополнительным низконапорным источником гидропитания, связанным с разгружающей полостью гидроцилиндра через двухпозиционный электрогидравлический кран, причем, в сливной магистрали установлен подпорный клапан, а участок сливной магистрали до места установки подпорного клапана сообщен с разгружающей полостью гидроцилиндра через обратный клапан. При такой схеме соединения устройств рабочая жидкость подается от источника гидропитания через электрогидравлический преобразователь только в полость нагружения гидроцилиндра. Разгружающая полость гидроцилиндра соединяется с помощью двухпозиционного крана с низконапорным коллектором источника гидропитания и со сливной магистралью, минуя электрогидравлический преобразователь. Разгружение испытываемого объекта осуществляется за счет упругой энергии объекта и энергии давления жидкости, поступающей из дополнительного низконапорного коллектора источника гидропитания и через обратный клапан из сливной магистрали. В известной установке для реализации симметричного цикла нагружение-разгружение с заданной частотой ν максимальная производительность источника гидропитания должна быть Q_p 2hA_п ν a, (1) где Q_p производительность источника гидропитания, необходимая для разгружения гидроцилиндра за время T/2 (Т период цикла нагружение-разгружение); h амплитуда перемещения поршня гидроцилиндра; A_п площадь поршня нагружающей полости гидроцилиндра; а отношение площадей разгрузающей и нагружающей полостей, которое для применяемых гидроцилиндров находится в пределах 1,5-4. Нагружение гидроцилиндра за время T/2 обеспечивается при скорости подачи жидкости, определяемой по выражению Q_н 2h ν A_п (2) Скорость подачи, найденная по формуле (2), будет определять максимальный расход жидкости из напорной магистрали источника гидропитания у предлагаемого гидропривода. Отношение Q_p/Q_н а (3) показывает во сколько раз уменьшится расход жидкости из напорной магистрали у гидропривода по предлагаемой схеме по сравнению с известным. Расход жидкости из низконапорного коллектора составит Q Q_p-Q_н Q_н(а-1) ( 4) так как предлагаемая схема обеспечивает использование в разгружающей полости энергии жидкости, вытесняемой из полости нагружения гидроцилиндра при разгружении испытываемого объекта. На чертеже представлена схема гидросистемы с гидроприводами с дроссельным регулированием для нагружения конструкций при прочностных испытаниях. Гидросистема содержит источник гидропитания 1 с насосом 2 высокого давления и насосом 3 низкого давления, напорную магистраль 4, низконапорный коллектор 5, теплообменник 6 для охлаждения рабочей жидкости водой, подпорный клапан 7, магнитный фильтр 8, сливную магистраль 9, программный задатчик 10. Выходы программного задатчика соединены с входами каналов нагружения, каждый из которых представляет собой электрогидравлическую следящую систему с обратной связью по нагрузке и содержит устройство 11, электрогидравлический преобразователь 12, одноштоковый гидроцилиндр 13 через указатель уровня нагрузки 14 соединенный с объектом нагружения 15. Нагружающая полость 16 гидроцилиндра 13 соединена с электрогидравлическим преобразователем 12, а разгружающая полость 17 соединена через двухпозиционный электрогидравлический кран 18 с низконапорным коллектором 5 источника гидропитания. Кран 18 соединен линией 19 со сливной магистралью 9. Разгружающая полость 17 гидроцилиндра 13 дополнительно через обратный клапан 20 соединена со сливной магистралью 9, линии 21-25 являются линиями связи с другими каналами многоканального гидропривода. На напорной магистрали установлен гидроаккумулятор 26. Установка работает следующим образом. Программный задатчик 10 в соответствии с заданной программой нагружения формирует электрические сигналы, поступающие на входы сравнивающих устройств 11 всех каналов системы нагружения. Каждый канал работает как следящая система с обратной связью по нагрузке. Изменение усилия на штоке гидроцилиндра при нагружении и разгружении испытываемого объекта 15 достигается изменением давления в нагружающей полости 16 с помощью электрогидравлического преобразователя 12. Разгружающая полость 17 гидроцилиндра 13 при нагружении испытуемого объекта с помощью элеткрогидравлического крана 18 соединяется со сливной магистралью 9, а при разгружении с низконапорным коллектором 5 источника гидропитания 1 и через обратный клапан 20 со сливой магистралью 9. Управление краном 18 осуществляется от программного задатчика 26, подающего сигналы на переключение при изменении знака производной программного сигнала. Подача жидкости в нагружающую полость 16 гидроцилиндра 13 осуществляется от источника гидропитания 1 через напорный коллектор 4 и электрогидравлический преобразователь 12. Охлаждение рабочей жидкости производится в теплообменнике 6 водой. Подпорный клапан 7 удерживает столб жидкости в сливной магистрали при остановке многоканального гидропривода. Как видно из описания работы предлагаемого многоканального гидропривода, существенным является уменьшение расхода жидкости, потребляемого для работы гидроцилиндров через напорную магистраль от источника гидропитания за счет подачи жидкости в разгружающие полости гидроцилиндров, имеющих больший по сравнению с нагружающими полостями литраж, из низконапорного коллектора, что позволяет уменьшить мощность источника гидропитания.

Формула изобретения

1. ГИДРОСИСТЕМА ДЛЯ НАГРУЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ, содержащая источник гидропитания с высоконапорной и сливной магистралями, программный задатчик, нагружающее устройство, выполненное в виде подключенного к сравнивающему устройству электрогидравлического преобразователя, связанного с гидроцилиндром двустороннего действия со штоковой нагружающей и бесштоковой разгружающей полостями, и указатель уровня нагрузки, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергетических эксплуатационных затрат на испытания, гидросистема снабжена дополнительным низконапорным источником гидропитания, связанным с разгружающей полостью гидроцилиндра через двухпозиционный электрогидравлический кран. 2. Гидросистема по п.1, отличающаяся тем, что в сливной магистрали установлен подпорный клапан, а участок сливной магистрали до места установки подпорного клапана сообщен с разгружающей полостью гидроцилиндра через обратный клапан.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---