液压缸加载测试系统和方法与流程

本发明涉及液压缸测试，尤其涉及一种液压缸加载测试系统和方法。

背景技术：

1、液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；因其结构简单，工作可靠，在液压系统中得到了广泛的应用。

2、液压缸作为液压系统的主要执行元件，其综合性能不仅对系统的性能有影响，同时影响着设备的寿命，因此，对于液压缸动静态性能、可靠性和寿命等测试尤为重要。

3、现有的液压缸测试系统，通常是通过对顶缸来对被测液压缸进行加载，这使得还需要额外增加一套液压控制网络来对对顶缸进行控制，导致液压缸测试系统的液压控制网路复杂，越复杂的液压测试系统其泄漏风险越高，越容易产生泄露事故。

技术实现思路

1、本发明提供一种液压缸加载测试系统和方法，用以解决现有技术中液压缸测试系统的液压控制网路复杂，容易产生泄露事故的缺陷，实现一种液压控制网路简单的液压缸加载测试系统，降低了泄露事故的产生。

2、本发明提供一种液压缸加载测试系统，包括：速度位移传感器、功率回收回路、气液增压回路、闭式补液回路和控制子系统；

3、所述速度位移传感器与被测液压缸的活塞连接，用于获取测试过程中所述被测液压缸的活塞杆的实际位置和实际速度；

4、所述功率回收回路与所述被测液压缸的液压杆连接，所述功率回收回路用于在测试过程中对所述被测液压缸产生的机械能量进行回收存储为电能，以及向所述被测液压缸提供加载压力；

5、所述气液增压回路包括第一压力传感器、第二压力传感器、供气回路、第一气液增压回路和第二气液增压回路；所述供气回路分别与所述第一气液增压回路和所述第二气液增压回路连接；所述第一气液增压回路与所述被测液压缸的无杆腔连接，所述第一压力传感器并联在所述第一气液增压回路与所述被测液压缸的无杆腔之间；所述第二气液增压回路与所述所述被测液压缸的有杆腔连接，所述第二压力传感器并联在所述第二气液增压回路与所述所述被测液压缸的有杆腔之间；

6、所述闭式补液回路分别与所述被测液压缸的无杆腔、有杆腔、所述第一气液增压器的液口和第二气液增压器的液口连接，用于在被测液压缸测试时进行测试供液；

7、所述控制子系统用于根据实际测试参数对所述功率回收回路、气液增压回路和闭式补液回路进行控制，所述实际测试参数包括所述实际位置、所述实际速度和所述被测液压缸的实际加载压力，所述实际加载压力为基于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器获取的压力数据确定的。

8、根据本发明提供的一种液压缸加载测试系统，所述第一气液增压回路包括第一气罐、第一减压调速充气阀、第三压力传感器和第一气液增压器，所述第一气罐、第一减压调速充气阀和所述第一气液增压器依次连接，所述第三压力传感器并联在所述第一减压调速充气阀与所述第一气液增压器之间，所述第一气液增压器的液口与所述被测液压缸的无杆腔连接；

9、所述第二气液增压回路包括第二气罐、第二减压调速充气阀、第四压力传感器和第二气液增压器，所述第二气罐、第二减压调速充气阀和所述第二气液增压器依次连接，所述第四压力传感器并联在所述第二减压调速充气阀与所述第二气液增压器之间，所述第二气液增压器的液口与所述被测液压缸的有杆腔连接；

10、所述供气回路分别与所述第一气罐和所述第二气罐连接。

11、根据本发明提供的一种液压缸加载测试系统，

12、所述第一气液增压器的液口处连接有第一流量计，所述第一流量计用于监测所述第一气液增压器的液口处的出液流量；

13、所述第二气液增压器的液口处连接有第二流量计，所述第二流量计用于监测所述第二气液增压器的液口处的出液流量；

14、所述控制子系统分别与所述第一流量计和所述第二流量计连接。

15、根据本发明提供的一种液压缸加载测试系统，所述供气回路包括第一电机、空压机、第五压力传感器和气动单向阀；

16、所述第一电机与所述空压机连接，所述空压机的出口连接所述气动单向阀的进口，所述气动单向阀的出口分流后分别与所述第一气罐和所述第二气罐的入口连接，所述第五压力传感器并联在所述气动单向阀的出口分别与所述第一气罐和所述第二气罐之间。

17、根据本发明提供的一种液压缸加载测试系统，所述功率回收回路包括传动装置、变速箱、发电机和储能装置；

18、所述传动装置分别与所述被测液压缸的活塞杆和变速箱连接，所述传动装置用于将所述被测液压缸的直线运动转化为转动；

19、所述变速箱与所述发电机连接，所述发电机用于将转化的转动能量转化为电能进行回收，所述发电机还用于通过所述变速箱和所述传动装置向所述被测液压缸提供加载压力；

20、所述发电机与所述储能装置输入端连接，所述储能装置的输出端连接所述供气回路，所述储能装置用于储存回收的电能，并向所述供气回路提供电能。

21、根据本发明提供的一种液压缸加载测试系统，所述传动装置包括：动力输出轴、齿轮、齿条和直线滑块装置，所述齿轮安装在所述动力输出轴上，所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿条的一端与所述直线滑块装置的滑块一端连接，所述直线滑块装置的滑块另一端与所述被测液压缸的活塞杆连接；

22、或者，

23、所述传动装置包括：动力输出轴、飞轮、连杆和直线滑块装置，所述飞轮安装在所述动力输出轴上，所述连杆的一端与所述飞轮的径向面连接，所述连杆的另一端与所述直线滑块装置的滑块一端连接，所述直线滑块装置的滑块另一端与所述被测液压缸的活塞杆连接。

24、根据本发明提供的一种液压缸加载测试系统，所述闭式补液回路包括：闭式液箱、第二电机、双向泵、第一单向阀、第二单向阀、第一换向阀、第二换向阀、第六压力传感器、第七压力传感器、第一比例溢流阀和第二比例溢流阀；

25、所述第二电机与所述双向泵连接，所述闭式液箱分别与所述第一单向阀和所述第二单向阀的进口连接，所述闭式液箱还分别与所述第一比例溢流阀和所述第二比例溢流阀的出口连接；所述第一单向阀的出口、所述第一比例溢流阀的进口及所述第一换向阀的进口分别与所述双向泵的第一液口连接，所述第六压力传感器并联在所述第一换向阀和所述双向泵之间；所述第二单向阀的出口、所述第二比例溢流阀的进口及所述第二换向阀的进口分别与所述双向泵的第二液口连接，所述第七压力传感器并联在所述第二换向阀和所述双向泵之间；所述第一换向阀的出口与所述被测液压缸的无杆腔连接，所述第二换向阀的出口与所述被测液压缸的有杆腔连接。

26、本发明还提供一种液压缸加载测试方法，应用于所述控制子系统，所述方法包括：

27、控制闭式补液回路向被测液压缸和气液增压回路进行初始供液，初始供液后测试液体总容积保持不变；

28、在初始供液完成的情况下，根据被测液压缸测试过程中的实际测试参数，控制气液增压回路和闭式补液回路在测试过程中驱动所述被测液压缸，控制所述功率回收回路在测试过程中对所述测液压缸产生的机械能量进行回收并向所述测液压缸提供加载压力；所述实际测试参数包括所述被测液压缸的实际加载压力、所述被测液压缸的活塞杆的实际位置和实际速度；

29、每完成一次测试后，在确定所述被测液压缸的当前测试次数未达到预设测试次数的情况下，继续根据被测液压缸测试过程中的实际测试参数，控制气液增压回路和闭式补液回路在测试过程中驱动所述被测液压缸，控制所述功率回收回路在测试过程中对所述测液压缸产生的机械能量进行回收并向所述测液压缸提供加载压力；其中，所述被测液压缸的活塞杆完全伸出和完全缩回一次为完成一次测试；

30、在确定所述被测液压缸的当前测试次数满足所述预设测试次数的情况下，停止测试。

31、根据本发明提供的一种液压缸加载测试方法，所述根据被测液压缸测试过程中的实际测试参数，控制气液增压回路和闭式补液回路在测试过程中驱动所述被测液压缸，控制所述功率回收回路在测试过程中对所述测液压缸产生的机械能量进行回收并向所述测液压缸提供加载压力，包括：

32、在初始供液后所述被测液压缸的活塞杆为全缩回的情况下，通过控制所述气液增压回路的第一气液增压回路向所述被测液压缸的无杆腔供液，控制所述气液增压回路的第二气液增压回路回收所述被测液压缸的有杆腔的液体，使所述被测液压缸的活塞杆伸出；

33、在所述被测液压缸的活塞杆伸出停止的情况下，且在基于当前所述被测液压缸的活塞杆的实际位置确定所述被测液压缸的活塞未达到预设位置上限的情况下，通过控制所述闭式补液回路将所述有杆腔和所述第二增压回路中的液体传输至所述无杆腔，使所述被测液压缸的活塞的实际位置信息达到所述预设位置上限，此时所述被测液压缸的活塞杆完全伸出；

34、在所述被测液压缸的活塞杆完全伸出的情况下，通过控制所述所述第一气液增压回路回收所述无杆腔的液体，控制所述第二气液增压回路向所述有杆腔供液，使所述被测液压缸的活塞杆缩回；

35、在所述被测液压缸的活塞杆缩回停止的情况下，在基于当前所述被测液压缸的活塞的实际位置确定所述被测液压缸的活塞未达到预设位置下限的情况下，通过控制所述闭式补液回路将所述无杆腔和所述第一增压回路中的液体传输至所述有杆腔，使所述被测液压缸的活塞的实际位置信息达到所述预设位置下限，此时所述被测液压缸的活塞杆完全缩回；

36、在所述被测液压缸的活塞杆伸出过程中和所述被测液压缸的活塞杆缩回过程中，控制所述功率回收回路对所述被测液压缸产生的机械能量进行回收，并且基于实时获得的所述实际加载压力和预设加载压力的偏差实时控制所述功率回收回路提供的加载压力，使所述实际加载压力和所述预设加载压力相同；基于所述实际速度和预设活塞杆运行速度的偏差实时控制所述第一气液增压回路和第二气液增压回路，使所述实际速度和所述预设活塞杆运行速度相同。

37、根据本发明提供的一种液压缸加载测试方法，还包括：

38、在所述被测液压缸的活塞杆伸出过程中或所述被测液压缸的活塞杆缩回过程中，基于预设时长内流入所述被测液压缸的液体量、所述预设时长内所述被测液压缸的活塞的位移和所述被测液压缸的腔体参数，确定所述被测液压缸的单位时间漏液量。

39、本发明还提供一种液压缸加载测试装置，应用于所述控制子系统，所述装置包括：

40、第一控制模块，用于控制闭式补液回路向被测液压缸和气液增压回路进行初始供液，初始供液后测试液体总容积保持不变；

41、第二控制模块，用于在初始供液完成的情况下，根据被测液压缸测试过程中的实际测试参数，控制气液增压回路和闭式补液回路在测试过程中驱动所述被测液压缸，控制所述功率回收回路在测试过程中对所述测液压缸产生的机械能量进行回收并向所述测液压缸提供加载压力；所述实际测试参数包括所述被测液压缸的实际加载压力、所述被测液压缸的活塞杆的实际位置和实际速度；

42、确定模块，用于每完成一次测试后，在确定所述被测液压缸的当前测试次数未达到预设测试次数的情况下，继续根据被测液压缸测试过程中的实际测试参数，控制气液增压回路和闭式补液回路在测试过程中驱动所述被测液压缸，控制所述功率回收回路在测试过程中对所述测液压缸产生的机械能量进行回收并向所述测液压缸提供加载压力；其中，所述被测液压缸的活塞杆完全伸出和完全缩回一次为完成一次测试；在确定所述被测液压缸的当前测试次数满足所述预设测试次数的情况下，停止测试。

43、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述液压缸加载测试方法。

44、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述液压缸加载测试方法。

45、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述液压缸加载测试方法。

46、本发明提供的液压缸加载测试系统和方法，设置了功率回收回路、气液增压回路、闭式补液回路和控制子系统，在被测液压缸测试过程中，通过功率回收回路在对被测液压缸的机械能进行能量回收的同时，还可以向被测液压缸提供加载压力，无需设置对顶缸来对被测液压缸进行加载，因此无需针对对顶缸设置对应的液压控制网络，简化了液压缸加载测试系统的液压控制回路。并且采用气液增压回路在测试过程中驱动被测液压缸，采用气动回路调节液体介质的驱动指标，进一步的简化了液压缸加载测试系统的液压控制回路，降低了液压缸加载测试系统的泄露风险，不易产生泄露事故。