用于液压冲击机械性能测试装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921291623.3 (22)申请日 2019.08.09 (73)专利权人 桂林航天工业学院 地址 541010 广西壮族自治区桂林市七星 区金鸡路2号 (72)发明人 刘忠熊中刚周丹霍佳波 詹江正李小龙张勇 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569 代理人 张琳丽 (51)Int.Cl. E21B 44/00(2006.01) E21B 1/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种用于液压冲击机械性能测。

2、试装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种用于液压冲击机械 性能测试装置， 包括液压驱动系统、 应力检测系 统、 检测液压冲击系统和控制系统， 液压驱动系 统包括油箱以及与油箱相连的定量泵， 钎杆上设 置有应力检测系统， 液压驱动系统与凿岩机工作 系统的进油口和出油口分别连通， 往复机构和回 转机构分别与定量泵连通， 液压驱动系统与凿岩 机工作系统的进油口和出油口之间、 回转机构与 定量泵之间分别设置有检测液压冲击系统。 本实 用新型通过控制系统控制调节整个系统的工作 流量和工作压力， 通过检测液压冲击系统采集的 数据， 计算得到最佳工作压力和工作流量， 由应 力检测系统检测钎杆的应变数据获得。

3、不同钎杆 的工作载荷和岩石的凿入特性， 从而计算出活塞 和钎杆的疲劳强度。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 210622787 U 2020.05.26 CN 210622787 U 1.一种用于液压冲击机械性能测试装置， 其特征在于： 包括液压驱动系统、 应力检测系 统、 检测液压冲击系统和控制系统， 凿岩机工作系统包括钎杆、 往复机构和回转机构， 钎杆 设置于液压凿岩机一端， 所述回转机构固定于所述液压凿岩机上， 所述回转机构能够使所 述液压凿岩机旋转， 往复机构固定于所述液压凿岩机下方； 所述液压驱动系统包括油箱以 及与油箱相连的定量泵， 所述钎杆上设置有应力检测系统， 所述。

4、液压驱动系统与所述凿岩 机工作系统的进油口和出油口分别连通， 所述往复机构和所述回转机构分别与所述定量泵 连通， 所述液压驱动系统与所述凿岩机工作系统的进油口和出油口之间、 所述回转机构与 所述定量泵之间分别设置有检测液压冲击系统， 所述应力检测系统、 所述检测液压冲击系 统和所述定量泵分别与所述控制系统连接。 2.根据权利要求1所述的用于液压冲击机械性能测试装置， 其特征在于： 所述应力检测 系统包括依次连接的应变片、 超动态应变仪和超动态测试分析仪， 所述应变片固定于所述 钎杆上。 3.根据权利要求2所述的用于液压冲击机械性能测试装置， 其特征在于： 所述检测液压 冲击系统包括分别设置于管。

5、路上的压力传感器和流量传感器， 所述液压凿岩机的氮气室设 有一压力传感器。 4.根据权利要求3所述的用于液压冲击机械性能测试装置， 其特征在于： 所述油箱与所 述凿岩机工作系统的进油口之间、 所述油箱与所述往复机构和所述回转机构之间分别设置 有一所述定量泵和比例阀。 5.根据权利要求4所述的用于液压冲击机械性能测试装置， 其特征在于： 所述比例阀为 双比例阀。 6.根据权利要求4所述的用于液压冲击机械性能测试装置， 其特征在于： 所述往复机构 的进油口与所述回转机构中液压马达的出油口上均设置有一三位四通电磁阀。 7.根据权利要求6所述的用于液压冲击机械性能测试装置， 其特征在于： 控制器包括依。

6、 次连接的信号处理器、 数据采集卡和工控机， 所述应变片、 所述超动态应变仪和所述超动态 测试分析仪、 所述压力传感器、 所述流量传感器、 所述三位四通电磁阀、 所述定量泵和所述 比例阀分别与所述信号处理器信号连接。 8.根据权利要求1所述的用于液压冲击机械性能测试装置， 其特征在于： 所述凿岩机工 作系统的出油口与所述油箱之间还设置有冷却器和过滤器； 所述油箱与所述回转机构中液 压马达之间还设置有一溢流阀。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210622787 U 2 一种用于液压冲击机械性能测试装置 技术领域 0001 本实用新型涉及机械测试装置的技术领域， 特别是涉及一种用于液压冲击机械。

7、性 能测试装置。 背景技术 0002 液压系统的突然启动、 停机、 变速或换向时， 阀口突然关闭或动作突然停止， 由于 流动液体的惯性和运动部件惯性的作用， 使系统内瞬时形成很高的峰值压力， 这种现象就 叫做液压冲击， 由于液压冲击的出现可能会对液压系统造成较大的损伤， 尤其在高压、 高速 及大流量的系统中后果更加严重， 如管道、 仪表等被破坏， 液压系统的可靠性和稳定性也受 到影响。 0003 目前， 没有专门的检测设备能够独立完成液压凿岩冲击凿入系统的检测， 因此， 亟 需提出一种用于液压冲击机械性能测试装置来解决上述问题。 实用新型内容 0004 本实用新型的目的是提供一种用于液压冲击机。

8、械性能测试装置， 以解决上述现有 技术存在的问题， 使凿岩机工作系统的液压冲击机械性能测试得以完成， 得到其最佳工作 压力和工作流量， 可以有效避免液压冲击对液压系统造成的损伤。 0005 为实现上述目的， 本实用新型提供了如下方案： 0006 本实用新型提供了一种用于液压冲击机械性能测试装置， 包括液压驱动系统、 应 力检测系统、 检测液压冲击系统和控制系统， 凿岩机工作系统包括钎杆、 往复机构和回转机 构， 钎杆设置于液压凿岩机一端， 所述回转机构固定于所述液压凿岩机上， 所述回转机构能 够使所述液压凿岩机旋转， 往复机构固定于所述液压凿岩机下方； 所述液压驱动系统包括 油箱以及与油箱相连。

9、的定量泵， 所述钎杆上设置有应力检测系统， 所述液压驱动系统与所 述凿岩机工作系统的进油口和出油口分别连通， 所述往复机构和所述回转机构分别与所述 定量泵连通， 所述液压驱动系统与所述凿岩机工作系统的进油口和出油口之间、 所述回转 机构与所述定量泵之间分别设置有检测液压冲击系统， 所述应力检测系统、 所述检测液压 冲击系统和所述定量泵分别与所述控制系统连接。 0007 优选的， 所述应力检测系统包括依次连接的应变片、 超动态应变仪和超动态测试 分析仪， 所述应变片固定于所述钎杆上。 0008 优选的， 所述检测液压冲击系统包括分别设置于管路上的压力传感器和流量传感 器， 所述液压凿岩机的氮气室。

10、设有一压力传感器。 0009 优选的， 所述油箱与所述凿岩机工作系统的进油口之间、 所述油箱与所述往复机 构和所述回转机构之间分别设置有一所述定量泵和比例阀。 0010 优选的， 所述比例阀为双比例阀。 0011 优选的， 所述往复机构的进油口与所述回转机构中液压马达的出油口上均设置有 一三位四通电磁阀。 说明书 1/3 页 3 CN 210622787 U 3 0012 优选的， 所述控制器包括依次连接的信号处理器、 数据采集卡和工控机， 所述应变 片、 所述超动态应变仪和所述超动态测试分析仪、 所述压力传感器、 所述流量传感器、 所述 三位四通电磁阀、 所述定量泵和所述比例阀分别与所述信号。

11、处理器信号连接。 0013 优选的， 所述凿岩机工作系统的出油口与所述油箱之间还设置有冷却器和过滤 器； 所述油箱与所述回转机构中液压马达之间还设置有一溢流阀。 0014 本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果： 0015 本实用新型通过控制系统控制模拟量输出， 输出的模拟量控制调节整个系统的工 作流量和工作压力， 通过检测液压冲击系统采集的数据， 计算得到最佳工作压力和工作流 量， 在不同的冲击活塞速度下， 由应力检测系统检测钎杆的应变数据并得到凿深曲线， 通过 更换不同材质钎杆和活塞在不同岩石中凿入， 可以获得不同钎杆的工作载荷和岩石的凿入 特性， 从而计算出活塞和钎杆的疲劳强度。 附。

12、图说明 0016 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例 中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本实用新型的 一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这 些附图获得其他的附图。 0017 图1为本实用新型用于液压冲击机械性能测试装置的结构示意图； 0018 其中： 1-钎杆， 2-回转机构， 3-往复机构， 4-液压凿岩机， 5-信号处理器， 6-数据采 集卡， 7-工控机， 8-应变片， 9-超动态应变仪， 10-超动态测试分析仪， 11-流量传感器， 12-压 力传感器， 13-比。

13、例阀， 14-定量泵， 15-油箱， 16-冷却器， 17-过滤器， 18-液压马达， 19-三位 四通电磁阀， 20-溢流阀。 具体实施方式 0019 下面将结合本实用新型实施例中的附图， 对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例， 而不是全部的 实施例。 基于本实用新型中的实施例， 本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提 下所获得的所有其他实施例， 都属于本实用新型保护的范围。 0020 本实用新型的目的是提供一种用于液压冲击机械性能测试装置， 以解决现有技术 存在的问题， 使凿岩机工作系统的液压冲击机械性能测试得以。

14、完成， 得到其最佳工作压力 和工作流量， 可以有效避免液压冲击对液压系统造成的损伤。 0021 为使本实用新型的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图和具 体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。 0022 如图1所示： 本实施例提供了一种用于液压冲击机械性能测试装置， 包括液压驱动 系统、 应力检测系统、 检测液压冲击系统和控制系统， 凿岩机工作系统包括钎杆1、 往复机构 3和回转机构2， 钎杆1设置于液压凿岩机4一端， 回转机构2固定于液压凿岩机4上， 回转机构 2能够使液压凿岩机4旋转， 往复机构3固定于液压凿岩机4下方； 液压驱动系统包括油箱15 以及与油箱15相连的。

15、定量泵14， 钎杆1上设置有应力检测系统， 液压驱动系统与凿岩机工作 系统的进油口和出油口分别连通， 往复机构3和回转机构2分别与定量泵14连通， 液压驱动 说明书 2/3 页 4 CN 210622787 U 4 系统与凿岩机工作系统的进油口和出油口之间、 回转机构2与定量泵14之间分别设置有检 测液压冲击系统， 应力检测系统、 检测液压冲击系统和定量泵14分别与控制系统连接。 0023 具体的， 应力检测系统包括依次连接的应变片8、 超动态应变仪9和超动态测试分 析仪10， 应变片8固定于钎杆1上。 超动态测试分析仪10的型号为CS2902。 检测液压冲击系统 包括分别设置于管路上的压力传。

16、感器12和流量传感器11， 液压凿岩机4的氮气室设有一压 力传感器12。 0024 油箱15与凿岩机工作系统的进油口之间、 油箱15与往复机构3和回转机构2之间分 别设置有一定量泵14和比例阀13。 其中， 本实施例中的比例阀13为双比例阀。 往复机构3的 进油口与回转机构2中液压马达18的出油口上均设置有一三位四通电磁阀19， 凿岩机工作 系统的出油口与油箱15之间还设置有冷却器16和过滤器17； 油箱15与回转机构2中液压马 达18之间还设置有一溢流阀20。 0025 控制器包括依次连接的信号处理器5、 数据采集卡6和工控机7， 应变片8、 超动态应 变仪9和超动态测试分析仪10、 压力传。

17、感器12、 流量传感器11、 三位四通电磁阀19、 定量泵14 和比例阀13分别与信号处理器5信号连接。 0026 本实施例的用于液压冲击机械性能测试装置的具体使用过程及工作原理如下： 0027 接通电源， 按下设备开关使用时， 液压凿岩机4作活塞运动， 钎杆1通过应力波推进 活塞运动， 回转机构2带动液压凿岩机4旋转， 往复机构3带动液压凿岩机4进给和回退， 液压 凿岩机4的工作压力由液压凿岩机4进油口上的双比例阀调节， 往复机构3的工作压力和工 作流量由往复机构3进油口上的双比例阀调节， 往复机构3和回转机构2的方向均由一个三 位四通换向阀调节， 回转机构2的流量由回转机构2进油口上的比例。

18、阀调节， 回转机构2的压 力由溢流阀20调节。 流量传感器11和压力传感器12采集各个进油路的流量和压力， 液压凿 岩机4的氮气室上的压力传感器12采集氮气室中的压力。 0028 根据波动力学理论公式， 通过计算可以得出钎杆1的实时速度， 通过工控机7控制 数据采集卡6的模拟量输出， 输出的模拟量控制双比例阀调节整个系统的工作流量和工作 压力， 通过采集的数据， 计算得到最佳工作压力和工作流量。 在往复机构3最优的工作流量 和工作压力参数下， 改变输入液压凿岩机4的工作的流量可得到不同冲击的液压凿岩机4的 活塞速度， 在不同的冲击活塞速度下， 由应变片8检测钎杆1的应变数据并传到超动态应变 仪。

19、9， 由超动态测试分析仪10分析可以得到凿深曲线， 通过更换不同材质钎杆1和活塞在不 同岩石中凿入， 可以获得不同钎杆1的工作载荷和岩石的凿入特性， 从而计算出活塞和钎杆 1的疲劳强度。 0029 本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述， 以上实 施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想； 同时， 对于本领域的一般 技术人员， 依据本实用新型的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。 综上所 述， 本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。 说明书 3/3 页 5 CN 210622787 U 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 210622787 U 6 。