專利名稱：一種阻尼器綜合性能測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻尼器綜合性能測試裝置，該裝置用于對阻尼器的性 能進(jìn)行測試。
背景技術(shù)：
阻尼器是一種對速度反應(yīng)靈敏的振動(dòng)控制裝置，廣泛應(yīng)用于核電廠、 火電廠、化工廠、鋼鐵廠等的管道及設(shè)備，用于控制沖擊性的流體振動(dòng)(如 主汽門快速關(guān)閉、安全閥排放、水錘、破管等沖擊激擾)和地震激擾的管
系振動(dòng)。例如，我國在2010年前將建造15座左右的百萬千瓦級核電站， 對阻尼器的需求非常大。液壓阻尼器在與防沖擊振動(dòng)設(shè)備連接之前，必須 對其性能進(jìn)行考核，以保證將性能合格的產(chǎn)品用到設(shè)備上，做到萬無一失, 為此需要研究相應(yīng)的試驗(yàn)臺(tái)。
阻尼器綜合性能測試裝置是一種典型的電液伺服控制系統(tǒng)，涉及到機(jī) 械制造、材料、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、材料熱處理、流體力學(xué)、材料力學(xué)等 多門學(xué)科。同普通的電液伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)相比，阻尼器的性能試驗(yàn)具 有顯著的不同。 一般材料試驗(yàn)機(jī)的振幅是比較小的；而且材料可以做成標(biāo) 準(zhǔn)的試件，試驗(yàn)機(jī)的安裝空間也容易控制。相比之下，液壓阻尼器的工作 情況特殊，在沒有異常沖擊振動(dòng)的情況下，要允許其低速運(yùn)動(dòng)，而且阻力 要小，不會(huì)阻礙所連接結(jié)構(gòu)件的正常熱變形；當(dāng)遇到超出限定速度的在沖 擊和振動(dòng)時(shí)，如地震、 嘯等，阻尼器要迅速鎖死，和被連接結(jié)構(gòu)件形成一個(gè)整體，其位移不得超過結(jié)構(gòu)件所允許的最大變形量，以免造成結(jié)構(gòu)件 的破壞。這些特點(diǎn)決定了普通的材料試驗(yàn)機(jī)不能滿足阻尼器的試驗(yàn)要求。
因此，阻尼器測試裝置要滿足阻尼器性能試驗(yàn)要求，必須l)頻率范圍 寬，其頻率范圍從0.004 33Hz; 2)速度范圍寬，對阻尼器的低速阻尼進(jìn) 行試驗(yàn)時(shí)，其速度一般不能超過2 mm/s，而在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)，其速度最高可 以達(dá)到628 mm/s，相應(yīng)地，阻尼器試驗(yàn)臺(tái)的液壓油源、臺(tái)架及控制系統(tǒng)均 有很大不同；3)不同型號和噸位的阻尼器的外形和尺寸差別很大，作為通 用的阻尼器性能測試裝置必須具有較大的試驗(yàn)調(diào)節(jié)空間，以滿足不同阻尼 器的要求。
目前國內(nèi)還沒有生產(chǎn)專門用于阻尼器試驗(yàn)的測試裝置的廠家，現(xiàn)用的 設(shè)備均從國外進(jìn)口。國外，日本鷺宮公司(Sagnomiya)研制的100噸級的 阻尼器試驗(yàn)臺(tái)為水平布置結(jié)構(gòu)，移動(dòng)橫梁和導(dǎo)向柱之間采用液壓夾緊的方 式。該試驗(yàn)臺(tái)只能進(jìn)行阻尼器動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)，受伺服控制閥的影響，對于 阻尼器的靜態(tài)特性則不穩(wěn)定、精度差。而且，該試驗(yàn)臺(tái)不能消除阻尼器自 身重力對試驗(yàn)結(jié)果的影響，也不能防止阻尼器的偏轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種阻尼器綜合性能測試裝置，實(shí)現(xiàn)對阻尼器 的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能的精確測試。
一種阻尼器綜合性能測試裝置，包括平臺(tái)20，平臺(tái)20上設(shè)置有兩條 平行的導(dǎo)軌21， 21'，兩導(dǎo)軌21, 21'的上方分別設(shè)有導(dǎo)向柱5， 5'，兩導(dǎo)向柱5， 5'的一端通過前、后支座8、 4固定于導(dǎo)軌上，另一端通過能在 導(dǎo)軌上滑動(dòng)的移動(dòng)橫梁11固定于導(dǎo)軌上；前、后支座8、 4間設(shè)有伺服液 壓缸7，伺服液壓缸7的活塞桿6穿過前支座8連接左法蘭9;移動(dòng)橫梁11 面向左法蘭9的一側(cè)設(shè)有右法蘭10;在平臺(tái)上設(shè)置有兩個(gè)推拉液壓缸12， 12',兩推拉液壓缸12, 12'的前端連接移動(dòng)橫梁ll，后端連接前支座8;
在所述伺服液壓缸7上安裝有集成閥塊24，集成閥塊24上安裝有與 伺服液壓缸7連通的大流量伺服閥26及小流量伺服閥25，大流量伺服閥 26的進(jìn)出口處分別設(shè)有一個(gè)大通徑插裝式截止閥，小流量伺服閥25的進(jìn)出 口處分別設(shè)有一個(gè)小通徑插裝式截止閥。
本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)可以進(jìn)行阻尼器兩種試驗(yàn) ①靜態(tài)試驗(yàn)，由小伺服閥控制；②動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，由大伺服閥控制。兩個(gè)閥之 間由插裝闊進(jìn)行切換，互不干擾。本發(fā)明前支座8、后支座4、移動(dòng)橫梁11、 導(dǎo)向柱5組成一個(gè)剛性框架型式，試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的力相當(dāng)于框架的內(nèi)力，只 要保證框架具有較好的剛性，就能減小裝置的變形量對測試精度的影響， 從而減小試驗(yàn)時(shí)巨大的作用力對安裝平臺(tái)和地基的沖擊，從而減小了試驗(yàn) 裝置對安裝平臺(tái)和地基強(qiáng)度的要求。


圖l為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)圖2為圖1中的A-A剖面圖3為圖1中的B-B剖面圖4為阻尼器防旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖，平臺(tái)20上設(shè)置有兩條平行的導(dǎo)軌，兩 導(dǎo)軌21, 21'的上方各設(shè)有一條導(dǎo)向柱5， 5',兩導(dǎo)向柱的左端通過前、 后支座8、 4固定于平臺(tái)20上，右端通過移動(dòng)橫梁11安放在平臺(tái)20上。
前、后支座8、 4為板狀狀構(gòu)，在兩板上分別對稱加工有兩個(gè)圓孔，用 于兩導(dǎo)向柱的左端定位。圓孔側(cè)壁軸向開有縫隙，縫隙邊沿開有螺釘孔， 螺釘孔內(nèi)裝有螺釘。導(dǎo)向柱5， 5'的左端插入圓孔，旋緊螺釘縫隙變小， 前、后支座8、 4就將導(dǎo)向柱5， 5'夾緊。在前，后支座8， 4之間設(shè)有伺 服液壓缸7,伺服液壓缸7的一端固定于前支座8上，另一端固定于后支座 4上。伺服液壓缸7的活塞桿6穿過前支座8連接左法蘭9。
移動(dòng)橫梁11的兩端底部分別安放有一個(gè)墊塊18,墊塊18下端設(shè)有滑 塊19，滑塊19安裝在導(dǎo)軌上。移動(dòng)橫梁11的兩端對稱加工有兩個(gè)圓孔， 用于兩個(gè)導(dǎo)向柱右端的定位。圓孔側(cè)壁軸向開有縫隙，導(dǎo)向柱5， 5'的右 端插入圓孔，夾緊縫隙，實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)向柱的右端定位。此處縫隙夾緊方式與 上述前，后支座8， 4的圓孔縫隙夾緊方式不同，采用的是夾緊油缸。如圖 2所示，夾緊油缸包括活塞13、缸體14、活塞桿15、球頭16和球頭座17, 活塞桿15的下端截面呈階梯型，在階梯處由下往上套有球頭16和球頭座 17，球頭座17緊貼在移動(dòng)橫梁11的下表面；活塞桿15的另一端穿過圓孔 有縫隙的側(cè)壁伸出移動(dòng)橫梁11的上表面，并與活塞13相接，活塞13位于 缸體14內(nèi)，缸體14緊貼移動(dòng)橫梁11的上表面。當(dāng)夾緊油缸通高壓油，壓 力作用在夾緊油缸的活塞13和缸體14上，移動(dòng)橫梁11的圓孔縫隙在橫梁受到擠壓后變小，在與導(dǎo)向柱5，5'的間隙消除后，最終夾住導(dǎo)向柱5，5'?；钊麠U15上安裝的球頭16與球頭座17構(gòu)成的球形軸承保證缸體14始終貼住移動(dòng)橫梁ll的上表面，同時(shí)避免活塞桿受到偏載后變形。同一般絲杠螺母固定方式相比，液壓夾緊方式的試驗(yàn)空間調(diào)節(jié)要方便得多。移動(dòng)橫梁11的左側(cè)面連接有右法蘭10。為了牽引移動(dòng)橫梁11到合時(shí)的位置，在平臺(tái)上對稱設(shè)置了兩個(gè)推拉液壓缸12, 12',推拉液壓缸12， 12'的前端連接移動(dòng)橫梁11，后端連接前支座8。移動(dòng)時(shí)，將夾緊液壓缸置于卸荷狀態(tài)，啟動(dòng)推拉液壓缸12， 12'，在推拉液壓缸12， 12'的帶動(dòng)下移動(dòng)橫梁11移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)合時(shí)位置時(shí)，對夾緊液壓缸加載，移動(dòng)橫梁11夾緊導(dǎo)向柱5，5',待測的阻尼器放于左、右法蘭9、 IO之間，此時(shí)前支座8、后支座4、移動(dòng)橫梁ll、導(dǎo)向柱5， 5'組成一個(gè)剛性框架，阻尼器的受力相當(dāng)于框架的內(nèi)力，兩個(gè)導(dǎo)向柱、移動(dòng)橫梁、前支座和后支座是主要的承力部件，因此變形量易于控制，對平臺(tái)和地基的要求低。
本發(fā)明在左、右法蘭9、 IO之間的導(dǎo)軌上設(shè)置了阻尼器重力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，如圖3所示。阻尼器重力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)包括一托板33和兩個(gè)分別位于托板兩側(cè)的托架29,托架29的下端安裝有滑塊30,滑塊30在導(dǎo)軌上左右移動(dòng)從而調(diào)整托板33在平臺(tái)上的左右位置；托板33的上表面開有滑槽，滑槽與導(dǎo)向柱5方向垂直，在滑槽內(nèi)的兩端分別安放有一個(gè)三角支座31， 31'，兩三角支座31， 31'之間通過拉桿32連接，拉桿32的端部靠近三角支座31處裝有一個(gè)自鎖螺母，通過調(diào)節(jié)自鎖螺母從而調(diào)節(jié)三角支座31， 31'與拉桿32間的相對位置，從而調(diào)節(jié)三角支座31， 31'在平臺(tái)上的前后位置；為了調(diào)整托板33的上下位置，托架29由一水平板和豎直板構(gòu)成為"L"型結(jié)構(gòu)，托板33就搭在其水平板上，在托架29的豎直板內(nèi)插有螺栓27，螺栓27頂端與托板33螺紋連接，旋轉(zhuǎn)螺栓27底端，托板33沿著螺栓27上升或下降，從而實(shí)現(xiàn)對托板33的上下位置調(diào)整。作為優(yōu)化，緊靠托架29的豎直板安放有穿過托板33的豎直導(dǎo)柱28，保證托板33在上下移動(dòng)過程中的平穩(wěn)。阻尼器重力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)主要起到兩個(gè)作用其一是通過阻尼器重力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)調(diào)整待測阻尼器的左右、前后、上下位置，幫助實(shí)現(xiàn)阻尼器在左右法蘭間的安裝；其二是在測試過程中，由阻尼器重力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)主要承載阻尼器的重量，消除阻尼器重量對測試精度的影響。
測試過程中，由于偏載等原因待測阻尼器容易出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，影響測試精度。因此，在平臺(tái)20上設(shè)置了防阻尼器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，參考圖1及圖4。防阻尼器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向套2、兩撥桿3， 3'和兩軸承l(wèi)， 1'。導(dǎo)向套2安裝在后支座4內(nèi)，導(dǎo)向套2的內(nèi)表面對稱開有兩個(gè)與導(dǎo)向柱5同向的槽道。伺服液壓缸7中活塞桿6的左端位于導(dǎo)向套2內(nèi)，活塞桿6的左端對稱接有兩個(gè)撥桿3， 3'，撥桿3， 3'上分別裝有軸承l(wèi)， 1'，兩軸承分別位于一槽道內(nèi)。活塞桿6左右移動(dòng)時(shí)，軸承l(wèi)， 1'沿著槽道移動(dòng)，軸承l(wèi), 1'因?yàn)椴鄣赖南尬幌拗屏嘶钊麠U6的旋轉(zhuǎn)，而活塞桿6連接左法蘭9，因此也防止了左法蘭9的旋轉(zhuǎn)，從而消除了阻尼器的旋轉(zhuǎn)。
伺服液壓缸7上安裝有集成閥塊24,集成閥塊24上安裝有與伺服液壓缸7連通的大流量伺服閥26及小流量伺服閥25，分別用于阻尼器的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)試驗(yàn)。同時(shí)在集成閥塊24上分別安裝兩個(gè)大通徑插裝式截止閥22和兩個(gè)小通徑插裝式截止閥23。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)，關(guān)閉兩個(gè)小通徑插裝式截止閥23切斷小流量伺服閥25的進(jìn)出油路，減小壓力對小流量伺服閥25的 擊；靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)，關(guān)閉兩個(gè)大通徑插裝式截止閥22切斷大流量伺服閥26的進(jìn)出油路，此時(shí)用小流量伺服閥25控制進(jìn)行阻尼器的靜態(tài)試驗(yàn)，從而提高試驗(yàn)的控制精度。集成閥塊24直接安裝在作動(dòng)器上，以盡可能減少閥口與作動(dòng)器間的連接管路，提高測試裝置的固有頻率。
在具體的阻尼器測試過程中，將本發(fā)明與外部動(dòng)力原、測控系統(tǒng)相連接，最終實(shí)現(xiàn)阻尼器的綜合性能測試。
權(quán)利要求
1、一種阻尼器綜合性能測試裝置，包括平臺(tái)(20)，平臺(tái)(20)上設(shè)置有兩條平行的導(dǎo)軌(21，21′)，兩導(dǎo)軌(21，21′)的上方分別設(shè)有導(dǎo)向柱(5，5′)，兩導(dǎo)向柱(5，5′)的一端通過前、后支座(8、4)固定于導(dǎo)軌上，另一端通過能在導(dǎo)軌上滑動(dòng)的移動(dòng)橫梁(11)固定于導(dǎo)軌上；前、后支座(8、4)間設(shè)有伺服液壓缸(7)，伺服液壓缸(7)的活塞桿(6)穿過前支座(8)連接左法蘭(9)；移動(dòng)橫梁11面向左法蘭(9)的一側(cè)設(shè)有右法蘭(10)；在平臺(tái)上設(shè)置有兩個(gè)推拉液壓缸(12，12′)，兩推拉液壓缸(12，12′)的前端連接移動(dòng)橫梁(11)，后端連接前支座(8)；其特征在于，在所述伺服液壓缸(7)上安裝有集成閥塊(24)，集成閥塊(24)上安裝有與伺服液壓缸(7)連通的大流量伺服閥(26)及小流量伺服閥(25)，大流量伺服閥(26)的進(jìn)出口處分別設(shè)有一個(gè)大通徑插裝式截止閥，小流量伺服閥(25)的進(jìn)出口處分別設(shè)有一個(gè)小通徑插裝式截止閥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼器綜合性能測試裝置，其特征在于， 所述左，右法蘭(9， 10)之間的導(dǎo)軌上設(shè)有阻尼器重力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，阻尼器 重力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)阻尼器重力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)包括一托板(33)和兩個(gè)分別位于托板 兩側(cè)的"L"型托架(29, 29')，兩托架(29， 29')與導(dǎo)軌的接觸面間 裝有滑塊；托板(33)的上表面開有與導(dǎo)向柱(5)方向垂直的滑槽，在滑 槽內(nèi)的兩端分別安放有第一，第二三角支座(31， 31'),兩三角支座(31，31')之間通過拉桿(32)連接，拉桿(32)與第一或第二三角支座的相 接處裝有自鎖螺母；托架(29)的豎直板內(nèi)插有螺栓(27)，螺栓(27)頂 端與托板(33)螺紋連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻尼器綜合性能測試裝置，其特征在于， 緊靠托架(29)的豎直板安放有穿過托板(33)的豎直導(dǎo)柱(28)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻尼器綜合性能測試裝置，其特征在 于，在所述后支座(4)上設(shè)有防阻尼器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，防阻尼器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括 導(dǎo)向套(2)、第一，第二撥桿(3， 3')和第一，第二軸承(1， 1')，導(dǎo) 向套(2)的內(nèi)表面對稱開有與導(dǎo)向柱同向的第一，第二槽道；伺服液壓缸(7)的活塞桿(6)的左端位于導(dǎo)向套(2)內(nèi)，并對稱接有第一，第二撥 桿(3， 3')，第一撥桿(3)上裝有第一軸承(1)，第一軸承(1)位于第 一槽道內(nèi)；第二撥桿(3')上裝有第二軸承(T ),第二軸承(l')位 于第二槽道內(nèi)。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻尼器綜合性能測試裝置，其特征 在于，所述前支座(8)、后支座(4)、移動(dòng)橫梁(11)上分別開有兩個(gè)圓 孔，前，后支座(8， 4)的兩圓孔分別插入兩導(dǎo)向柱的一端，移動(dòng)橫梁(11) 的兩圓孔分別插入兩導(dǎo)向柱的另一端；圓孔側(cè)壁開有裂縫，裂縫處設(shè)有夾 緊機(jī)構(gòu)。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻尼器綜合性能測試裝置，其特征在于， 所述前支座(8)、后支座(4)的圓孔處的夾緊機(jī)構(gòu)為螺栓，移動(dòng)橫梁(11) 的圓孔處的夾緊機(jī)構(gòu)為夾緊油缸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種阻尼器綜合性能測試裝置，平臺(tái)上設(shè)有兩條導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌的上方各有一導(dǎo)向柱，兩導(dǎo)向柱的一端通過前、后支座，另一端通過能在導(dǎo)軌上滑動(dòng)的移動(dòng)橫梁固定于導(dǎo)軌上；前，后支座間設(shè)有伺服液壓缸，其活塞桿穿過前支座連接左法蘭；移動(dòng)橫梁面向左法蘭的一側(cè)設(shè)有右法蘭；另有兩推拉液壓缸的前端連接移動(dòng)衡梁，后端連接前支座；伺服液壓缸上裝有集成閥塊，集成閥塊上裝有與伺服液壓缸連通的大和小流量伺服閥，兩流量伺服閥的進(jìn)出口均裝有插裝式截止閥。本發(fā)明通過在插裝閥間進(jìn)行切換實(shí)現(xiàn)對阻尼器的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能的測量，前后支座、移動(dòng)橫梁、導(dǎo)向柱組成一個(gè)剛性框架，減小裝置的變形量對測試精度的影響。
文檔編號G01M99/00GK101660979SQ200910272238
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者劉銀水, 吳德發(fā), 唐群國, 曹樹平, 毛旭耀, 賀小峰, 郭志恒 申請人:華中科技大學(xué)