一、脈沖發(fā)生系統(tǒng)的核心功能
模擬動態(tài)負載:通過產生周期性的壓力脈沖或力脈沖,模擬工程機械、液壓設備等場景中油缸承受的沖擊載荷(如振動、啟停、換向等工況)。
測試疲勞強度:用于評估油缸密封件、缸筒、活塞桿等部件在反復脈沖作用下的耐久性和可靠性(如 2P 試驗、2F 試驗等標準測試)。
調節(jié)脈沖參數:可精確控制脈沖壓力大小、頻率、波形(如方波、正弦波)及循環(huán)次數,滿足不同測試標準的要求。
二、系統(tǒng)組成與工作原理
1. 硬件組成組件
脈沖壓力源 - 通常由高壓油泵、蓄能器或伺服閥組構成,提供穩(wěn)定的壓力基礎。- 蓄能器可快速釋放能量,形成脈沖峰值。
脈沖控制閥門 - 包括電磁換向閥、比例閥或伺服閥,通過高頻開關或開度調節(jié)控制油液流量,形成脈沖波形。
- 例:電磁閥快速切換油路,實現壓力的驟升驟降。
傳感器與反饋裝置 - 壓力傳感器實時監(jiān)測脈沖壓力值,位移 / 力傳感器監(jiān)測油缸響應。- 數據反饋至控制系統(tǒng),用于閉環(huán)調節(jié)脈沖參數。
控制單元 - PLC 或計算機控制系統(tǒng),接收參數設定(如脈沖壓力、頻率),輸出電信號控制閥門動作。
輔助組件 - 過濾器(防止雜質影響閥門精度)、冷卻器(控制油溫)、安全閥(防止超壓)。
2. 工作原理流程
控制系統(tǒng)設定脈沖參數
脈沖壓力源啟動
閥門動作控制油液
壓力油通過閥門產生脈沖
脈沖作用于油缸
傳感器采集壓力/位移數據
數據反饋至控制系統(tǒng)
參數設定:通過工控機或 PLC 輸入脈沖壓力范圍(如 0.5~30MPa)、頻率(如 1~50Hz)、循環(huán)次數(如 10 萬次)等參數。
壓力生成:
油泵向系統(tǒng)提供穩(wěn)定油壓,蓄能器儲存能量;
當電磁閥或伺服閥按設定頻率開關時,油液流量周期性變化,形成壓力脈沖(如方波脈沖)。
波形調節(jié):
通過比例閥調節(jié)閥門開度,可控制壓力上升 / 下降的斜率,形成正弦波、鋸齒波等不同波形;
蓄能器的容量和釋放速度也會影響脈沖的峰值和持續(xù)時間。
閉環(huán)控制:傳感器實時監(jiān)測脈沖壓力,若與設定值偏差超過閾值,控制系統(tǒng)自動調整閥門開度或油泵輸出,確保脈沖精度(如壓力波動≤±1%)。
三、典型脈沖試驗場景
1. 2P 試驗(壓力脈沖測試)
目的:測試油缸在交變壓力下的密封性能和結構強度。
工作方式:
脈沖系統(tǒng)在油缸兩腔交替施加高低壓(如 0~35MPa 循環(huán)),頻率通常為 10~20 次 / 分鐘;
持續(xù)數萬次循環(huán)后,檢查油缸是否出現泄漏、裂紋等失效現象。
2. 2F 試驗(力脈沖測試)
目的:模擬油缸承受周期性負載力的工況,測試活塞桿、缸筒的疲勞壽命。
工作方式:
脈沖系統(tǒng)通過液壓加載裝置(如負載缸、砝碼)對活塞桿施加交變力(如 0~100kN 循環(huán));
配合位移傳感器監(jiān)測油缸在力脈沖下的變形量,評估部件可靠性。
四、關鍵技術參數與調節(jié)方式
參數 調節(jié)方式 典型范圍
脈沖壓力幅值 - 通過比例閥調節(jié)系統(tǒng)壓力設定值;
- 蓄能器充氣壓力影響脈沖峰值。 0.1~50MPa(可調)
脈沖頻率 - 改變電磁閥開關頻率或伺服閥動作周期。 0.5~50Hz(高頻可達 100Hz)
脈沖波形 - 方波:電磁閥快速切換;
- 正弦波:伺服閥連續(xù)調節(jié)開度。 方波、正弦波、鋸齒波
脈沖持續(xù)時間 - 設定單次脈沖的上升時間、保持時間和下降時間(通過閥門響應速度控制)。 上升時間≤50ms(可調)