一种压力试验机的伺服油源
阅读说明：本技术 一种压力试验机的伺服油源 (Servo oil source of pressure testing machine ) 是由 杨迎春 徐中林 王国庆 宋昊 于 2020-12-18 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种压力试验机的伺服油源,涉及实验设备的技术领域,其包括液压缸、为液压缸泵油的柱塞泵、驱动柱塞泵的驱动电机以及储存液压油的油箱,液压缸与柱塞泵之间、柱塞泵与油箱之间、液压缸与油箱之间均通过油管连通,柱塞泵包括泵体、缸体、配油盘、柱塞与斜盘,缸体、配油盘、斜盘均穿设在泵体中；泵体上还设置有用于调整斜盘的轴心与缸体的轴心之间夹角的伺服控制机构。本申请在需要降低柱塞泵的泵油量时,通过伺服控制机构减小柱塞泵的泵油量,而驱动电机的转动速度可以保持不变,进而减轻了泵油时的脉动现象,提高了测量精度。(The application relates to a servo oil source of a pressure testing machine, which relates to the technical field of experimental equipment and comprises a hydraulic cylinder, a plunger pump for pumping oil of the hydraulic cylinder, a driving motor for driving the plunger pump and an oil tank for storing hydraulic oil, wherein the hydraulic cylinder is communicated with the plunger pump, the plunger pump is communicated with the oil tank and the hydraulic cylinder is communicated with the oil tank through oil pipes; the pump body is also provided with a servo control mechanism for adjusting the included angle between the axis of the swash plate and the axis of the cylinder body. This application reduces the pump oil volume of plunger pump through servo control mechanism when the pump oil volume of plunger pump needs to be reduced, and driving motor's slew velocity can remain unchanged, and then the pulsation phenomenon when having alleviateed the pump oil has improved measurement accuracy.)
技术领域
本申请涉及实验设备的领域，尤其是涉及一种压力试验机的伺服油源。
背景技术
压力试验机也称电子压力试验机，主要适用于橡胶、塑料板材、管材、异型材，塑料薄膜、电线电缆、防水卷材、金属丝、纸箱等材料的各种物理机械性能测试。压力试验机在测试物品的抗压强度时，其液压缸的活塞杆的伸出速度必须是恒定的，若活塞杆在伸出时具有加速度，则最终的测量结果便会有变差。
目前，公开日为2020年04月10日，公开号为CN110987625A的中国发明申请提出了一种超静音电液伺服万能试验机，其包括主机结构、测量系统和电液伺服系统，主机结构包括底座和竖直滑动连接于底座的呈竖直设置的矩形测试框架，底座上固定连接有驱动测试框架竖直滑移的液压缸，电液伺服系统为液压缸提供液压动力。电液伺服系统包括油箱，油箱固定连接有伺服泵（伺服泵是用伺服电机来控制液压泵，对液压缸提供动力源），伺服泵的出口连通有两位四通电磁阀，两位四通电磁阀控制液压缸，伺服泵电连接有控制模块，控制模块与速度传感器电连接，控制模块接受速度传感器检测信号与设定值进行比较，然后控制模块输出信号控制伺服泵启停。
针对上述中的相关技术，发明人认为，在需要降低伺服泵的泵油量时，伺服电机的转速便会下降，此时伺服泵的脉动现象便会变得明显，进而使液压缸的活塞杆的伸出速度不恒定，降低了测量精度。
发明内容
在降低油泵的泵油量时，为了减轻脉动现象，提高测量精度，本申请提供一种压力试验机的伺服油源。
本申请提供的一种压力试验机的伺服油源采用如下的技术方案：
一种压力试验机的伺服油源，包括液压缸、为所述液压缸泵油的柱塞泵、驱动所述柱塞泵的驱动电机以及储存液压油的油箱，所述液压缸与柱塞泵之间、柱塞泵与油箱之间、液压缸与油箱之间均通过油管连通，
所述柱塞泵包括泵体、缸体、配油盘、柱塞与斜盘，所述缸体、配油盘、斜盘均穿设在泵体中；
所述配油盘固定连接在所述泵体内，所述配油盘上开设有进油口与出油口，所述进油口与所述油箱连通，所述出油口与所述液压缸连通；
所述缸体与所述配油盘同轴设置，且缸体的一端面与所述配油盘抵接，所述缸体沿自身的轴心与所述泵体转动连接；
所述缸体上开设有多个用于放置柱塞的柱塞孔，所述柱塞孔的轴向与所述缸体的轴向平行，且所述柱塞孔沿所述缸体的周向均布设置有多个；
所述柱塞设置有多个，一个所述柱塞对应一个所述柱塞孔，所述柱塞穿设在所述柱塞孔内，
所述斜盘设置在所述缸体远离所述配油盘的一端，且所述斜盘的轴心与所述缸体的轴心相交；所述柱塞远离所述配油盘的一端与所述斜盘连接；
所述驱动电机的输出轴与所述缸体同轴固定连接；
所述泵体上还设置有用于调整所述斜盘的轴心与所述缸体的轴心之间夹角的伺服控制机构。
通过采用上述技术方案，在泵油时，驱动电机驱动缸体转动，此时在斜盘的作用下，柱塞不断在柱塞孔中做往复运动，油箱中的液压缸从进油口流入柱塞孔，之后柱塞孔中的液压油再从出油口排出柱塞孔，进而完成泵油的过程；
在需要降低柱塞泵的泵油量时，伺服控制机构便会调整斜盘，使斜盘的轴心与缸体的轴心之间的夹角减小，进而降低了柱塞泵的泵油量；由于在降低柱塞泵的泵油量的过程中，驱动电机的转动速度可以保持不变，柱塞在柱塞孔中滑移的距离减小，柱塞在柱塞孔中往复滑移的频率不变，进而减轻了泵油时的脉动现象，提高了测量精度。
可选的，所述伺服控制机构包括伺服电机、丝杠与滑动块，所述滑动块与所述泵体滑移连接，所述斜盘转动连接在所述滑动块上，所述丝杠的一端螺纹连接在所述滑动块上，所述丝杠的另一端转动连接在所述泵体上，所述伺服电机固定连接在所述泵体上，且所述伺服电机与所述丝杠传动连接。
通过采用上述技术方案，在需要调整柱塞泵的泵油量时，伺服电机控制丝杠转动，丝杠再带动滑动块滑移；由于斜盘转动在滑动块上，在滑动块滑移的过程中，斜盘的轴心与缸体的轴心之间的夹角便会发生变化，进而实现了调整柱塞泵的泵油量。
可选的，压力试验机的伺服油源还包括控制器，所述液压缸的缸体内设置有速度传感器，所述速度传感器与所述控制器电信号连接，所述控制器与所述伺服电机电信号连接。
通过采用上述技术方案，速度传感器实时检测液压缸活塞杆伸出的速度，当活塞杆伸出的速度下降时，控制器便会控制伺服电机转动，使斜盘的轴心与缸体的轴心之间的夹角增大，以提高柱塞泵的泵油量，进而提高液压缸中液压油的压力，使液压缸的活塞杆伸出的更加恒定。
可选的，所述伺服控制机构还包括用于辅助驱动所述滑动块的辅助驱动组件。
通过采用上述技术方案，在伺服电机驱动滑动块滑移时，辅助驱动组件同时辅助驱动滑动块滑移，提高了柱塞泵的反应速度，便于柱塞泵快速调整出油口的出油速度和出油压力。
可选的，所述泵体上开设有调整腔，所述滑动块穿设在所述调整腔中，所述滑动块腔所述调整腔分隔为增量腔与减量腔，所述辅助驱动组件包括第一阀门与第二阀门，所述减量腔通过第一阀门与所述出油口连通，所述增量腔通过第二阀门与所述油箱连通。
通过采用上述技术方案，在需要减小柱塞泵的泵油量时，第一阀门连通出油口与减量腔，第二阀门连通油箱与增量腔，液压油从出油口处通过第一阀门流入减量腔中，进而推动滑动块滑移，与此同时伺服电机控制滑动块朝相同的方向滑移，增量腔中的液压油流入油箱中，如此可利用出油口处多余的液压油驱动滑动块，既提高了出油口处压力减小的速率，同时降低了伺服电机驱动滑动块所需的能耗。
可选的，所述液压缸通过第二阀门与所述增量腔连通，所述减量腔通过第一阀门与所述油箱连通。
通过采用上述技术方案，在需要增大柱塞泵的泵油量时，液压油从液压缸中通过第二阀门流入增量腔中，进而推动滑动块滑移，与此同时伺服电机控制滑动块朝相同的方向滑移，减量腔中的液压油流入油箱中，如此可利用液压缸中多余的液压油驱动滑动块，既提高了出油口处压力增大的速率，同时降低了伺服电机驱动滑动块所需的能耗。
可选的，所述滑动块的截面呈圆形，所述滑动块长度方向的两端均嵌设有密封圈。
通过采用上述技术方案，将滑动块的截面设置呈圆形，便于向滑动块上嵌设密封圈，同时由于密封圈的设置，降低了液压油从增量腔、减量腔中泄露的概率，提高了出油口处压力变化的速率。
可选的，所述滑动块上设置有导向块，所述泵体上开设有导向槽，所述导向槽的长度方向与所述滑动块的滑动方向相同，所述导向块卡接在所述导向槽中。
通过采用上述技术方案，在导向块的导向作用下，伺服电机驱动丝杠转动时，丝杠不易带动滑动块使滑动块沿自身的轴心与泵体发生相对转动，提高了滑动块滑动的效率，进而提高了出油口处压力变化的速率。
可选的，所述泵体上设置有限位部，所述限位部可与所述导向块抵接，在所述限位部与所述导向块抵接时，所述斜盘的轴心与所述缸体的轴心同轴。
通过采用上述技术方案，在减小柱塞泵的泵油量时，滑动块会与泵体产生相对滑移，当导向块与限位部抵接时，柱塞泵的泵油量为零，此时在限位部的作用下，滑动块便无法继续与泵体产生相对滑移，降低了液压油倒流的概率。
可选的，所述柱塞泵还包括连接板，所述连接板沿所述斜盘的轴心与所述斜盘同轴转动连接，所述连接板上沿自身的径向滑移连接有连接块，所述连接块设置有多个，一个所述连接块与一个所述柱塞对应，所述柱塞远离所述配油盘的一端与所述连接块万向转动连接。
通过采用上述技术方案，柱塞与斜盘之间形成刚性连接，进而使柱塞具有自吸能力，当斜盘的轴心与缸体的轴心接近平行时，柱塞泵仍然能够保持泵油，提高了在低泵油量需求较小时柱塞泵的可靠性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过伺服控制机构的设置，在需要降低柱塞泵的泵油量时，通过伺服控制机构减小斜盘的轴心与缸体的轴心之间的夹角，进而减小柱塞泵的泵油量，而驱动电机的转动速度可以保持不变，进而减轻了泵油时的脉动现象，提高了测量精度。
2.通过辅助驱动组件的设置，在伺服电机驱动滑动块滑移时，辅助驱动组件可同时驱动滑动块滑移，减小了滑动块的阻力，使柱塞泵可以快速调整出油口的出油速度和出油压力，提高了柱塞泵的反应速度。
3.通过连接板与连接块的设置，使柱塞与斜盘之间形成刚性连接，在缸体转动时，使柱塞具有自吸功能，即使斜盘的轴心与缸体的轴心的夹角较小时，仍能维持每个柱塞的吸力，在柱塞泵的泵油需求较低时，仍能可靠的泵油。
附图说明
图1是本申请实施例的液压系统图；
图2是本申请实施例柱塞泵的剖视示意图；
图3是本申请实施例泵体中结构的爆炸结构示意图。
附图标记说明：100、液压缸；110、油缸；120、活塞；130、活塞杆；140、推程腔；150、回程腔；200、柱塞泵；210、泵体；220、缸体；221、柱塞孔；230、配油盘；231、档杆；232、进油口；233、出油口；240、斜盘；250、柱塞；260、连接板；261、滑槽；270、连接块；300、驱动电机；400、油箱；500、伺服控制机构；510、伺服电机；520、丝杠；530、滑动块；531、导向块；532、导向槽；533、限位部；540、增量腔；550、减量腔；600、辅助驱动组件；610、第一阀门；620、第二阀门；630、第三阀门；640、泄压阀；650、密封圈。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种压力试验机的伺服油源。参照图1，压力试验机的伺服油源包括作为执行件的液压缸100、为液压缸100提供液压油的柱塞泵200、为柱塞泵200提供动力的驱动电机300以及储存液压油的油箱400，柱塞泵200上设置有用于调整柱塞泵200泵油量的伺服控制机构500。
参照图2及图3，柱塞泵200包括泵体210，泵体210成中空设置。泵体210内穿设有用于泵送液压油的缸体220，缸体220沿自身的轴心与泵体210转动连接，驱动电机300的输出轴与缸体220同轴键连接。
参照图2及图3，缸体220上开设有多个平行于自身轴心的柱塞孔221，每个柱塞孔221中均穿设有一个柱塞250，柱塞250沿柱塞孔221的轴向与缸体220滑移连接。柱塞孔221沿缸体220的周向上均布设置，且柱塞孔221的数量为奇数个，本申请实施例中，柱塞孔221的数量为五个。
参照图2及图3，泵体210内还穿设有用于控制柱塞250滑移的斜盘240，斜盘240的轴心与缸体220的轴心呈相交设置。斜盘240上同轴转动连接有连接板260，连接板260远离斜盘240的一端面上开设有多个滑槽261，滑槽261均沿连接板260的径向开设。每个斜槽上均卡接有一个连接块270，连接块270沿滑槽261的长度方向与连接板260滑移连接。柱塞250靠近斜盘240的一端万向连接在连接块270上。
参照图2及图3，泵体210内还设置有用于配油的配油盘230，配油盘230与缸体220呈同轴设置，且配油盘230设置在缸体220远离斜盘240的一端。配油盘230呈中空设置，且配油盘230上的内周面上一体成型有档杆231，档杆231将配油盘230中间的空腔分隔为进油口232与出油口233。档杆231垂直于配油盘230的轴心，且档杆231垂直与缸体220轴心与斜盘240轴心所在的平面。
参照图1及图3，配油盘230上的进油口232与油箱400连通，出油口233通过辅助驱动组件600与油缸110连通，液压缸100包括油缸110活塞120与活塞杆130，活塞120将油缸110内部分隔为推程腔140与回程腔150。辅助驱动组件600包括第一阀门610与第三阀门630，第一阀门610与第三阀门630均为两位四通电磁阀。
参照图1及图3，第一阀门610在左位时，第一阀门610的A点与P点连通，第一阀门610的A点还与T点连通，第一阀门610的B点处于封闭状态；第一阀门610在右位时，第一阀门610的A点与P点连通，第一阀门610的B 点与T点连通。第三阀门630在左位时，第三阀门630的A点与P点连通，第三阀门630的B 点与T点连通；第三阀门630在右位时，第三阀门630的A点与T点连通，第三阀门630的B点与P点连通。
参照图1及图3，第一阀门610的P点与出油口233连通，第一阀门610的A 点与第三阀门630的P点连通，第一阀门610的B点与油箱400连通。第三阀门630的A点与液压缸100的推程腔140连通，第三阀门630的B点与回程腔150连通。
当第一阀门610与第三阀门630均位于左位时，柱塞泵200将油箱400中的液压油泵送入推程腔140，回程腔150中的液压油流出，液压缸100的活塞杆130伸出；当第一阀门610位于左位且第三阀门630位于右位时，柱塞泵200将油箱400中的液压油泵送入回程腔150，推程腔140的液压油流出，液压缸100的活塞杆130收回。
参照图1及图3，第三阀门630的T点连通有第二阀门620，第二阀门620为两位四通电磁阀，第三阀门630的T点与第二阀门620的B 点连通，第二阀门620的A点与油箱400连通，第二阀门620的T点也与油箱400连通。第二阀门620在左位时，第二阀门620的A点与T点均处于封闭状态，第二阀门620的B点与P点连通；第二阀门620在右位时，第二阀门620的A点与P点连通，第二阀门620的B点与T点连通。
参照图2及图3，伺服控制机构500包括与斜盘240连接的滑动块530、用于驱动滑动块530滑移的丝杠520以及控制丝杠520滑移的伺服电机510。泵体210上开设有调整腔，调整腔的截面呈圆形，且调整腔的轴心与缸体220的轴心垂直，调整腔的轴向还与档杆231的长度方向垂直。滑动块530同轴穿设在调整腔中，且滑动块530沿调整腔的轴向与泵体210滑移连接，滑动块530将调整腔分隔为增量腔540与减量腔550。
参照图2及图3，丝杠520的轴心与调整腔的轴心同轴，且丝杠520沿自身的轴心与泵体210转动连接，丝杠520还与滑动块530滑移连接。伺服电机510通过螺钉固定连接在泵体210的外壁上，且伺服电机510的输出轴通过联轴器与丝杠520同轴固定连接。斜盘240远离连接板260的一端一体成型有万向球，万向球卡接在滑动块530内，使得斜盘240与滑动块530万向转动连接，斜盘240靠近滑动块530的一端朝向减量腔550。
伺服电机510转动进而驱动滑动块530滑动，当增量腔540的体积增大而减量腔550的体积减小时，斜盘240的轴心与缸体220的轴心之间的夹角逐渐减小，进而减小了柱塞泵200的流量；当增量腔540的体积减小二增量腔540的体积增大时，斜盘240的轴心与缸体220的轴心之间的夹角逐渐增大，进而增大了柱塞泵200的流量。
参照图1及图2，第一阀门610的T点与减量腔550连通，第二阀门620的P点与增量腔540连通。当需要减小柱塞泵200的流量时，伺服电机510控制滑动块530滑动，进而使减量腔550的体积增大，增量腔540的体积减小。第一阀门610位于左位，第二阀门620位于右位，柱塞泵200出口处多余的液压油便会流入减量腔550中推动滑动块530，增量腔540中的润滑油经第二阀门620流入油箱400中，如此减小了滑动块530滑动时的阻力，提高了柱塞泵200的响应速度。
当需要增大柱塞泵200的流量时，伺服电机510控制滑动块530滑动，进而使减量腔550的体积减小，增量腔540的体积增大。第二阀门620均位于左位，第一阀门610位于右位，液压缸100回程腔150或推程腔140中的液压油便会流入增量腔540中推动滑动块530，减量腔550中的润滑油经第一阀门610流入油箱400中，如此减小了滑动块530滑动时的阻力，提高了柱塞泵200的响应速度。
参照图1，第二阀门620的P点与增量腔540之间还旁通有泄压阀640，泄压阀640的另一端与油箱400连通。从回程腔150或推程腔140中流出的液压油的流量大于增量腔540所需的流量时，多余的液压油便会经泄压阀640流入油箱400中。
参照图2，调整腔的侧壁上开设有导向槽532，导向槽532的长度方向与滑动块530的滑动方向相同；滑动块530的外周面上一体成型有导向块531，导向块531卡接在导向槽532中。如此滑动块530不易沿自身的轴心与泵体210发生相对转动，在丝杠520驱动滑动块530滑移时，能够提高滑块的响应效率。
参照图2，导向槽532远离减量腔550的一端形成限位部533，导向块531可与限位部533抵接。当导向块531与限位部533抵接时，斜盘240的轴心与缸体220的轴心同轴。如此降低了滑动块530滑移过量的概率，进而降低了液压油反向流动的概率。
参照图2，滑动块530轴向的两端的外周面上均嵌设有密封圈650，靠近增量腔540的密封圈650的外周面与增量腔540的内周面抵接，靠近减量腔550的密封圈650的外周面与减量腔550的内周面抵接。如此降低了液压油从增量腔540、减量腔550中泄露的概率，提高了辅助驱动组件600的可靠性。
压力试验机的伺服油源还包括控制器，液压缸100的活塞杆130上设置有速度传感器，速度传感器与控制器通过电信号连接，控制器与伺服电机510电信号连接。速度传感器实时检测液压缸100活塞杆130伸出的速度，当活塞杆130伸出的速度下降时，控制器便会控制伺服电机510转动，使斜盘240的轴心与缸体220的轴心之间的夹角增大，以提高柱塞泵200的泵油量，进而提高液压缸100中液压油的压力，使液压缸100的活塞杆130伸出的更加恒定。
本申请实施例一种压力试验机的伺服油源的实施原理为：
在液压缸100的活塞杆130伸出时，压力试验机逐渐对试块施加压力，此时活塞杆130伸出的速度相对较小，因此液压缸100对柱塞泵200的泵油量的需求较小，此时伺服电机510驱动滑动块530滑动，使斜盘240与缸体220之间的轴心的夹角减小，驱动电机300的转速保持不变，如此柱塞250在柱塞孔221中滑移的距离减小，但柱塞250在柱塞孔221中往复滑移的频率不变，减轻了泵油时的脉动现象，提高了测量精度。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
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