一种激振力自适应的泵车臂架疲劳试验激振方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激振力自适应的泵车臂架疲劳试验激振方法及装置，是在用于疲劳试验的泵车臂架上安装位移传感器，利用所述位移传感器采集位移信息并输入控制器，控制器对该信息进行比较分析后，输出控制信号至液压激振装置使激振频率和激振力大小发生变化，直至激振频率达到臂架的共振频率，激振力大小维持臂架以初始平衡位置为中心做等幅振动，实现泵车臂架疲劳试验研究。本发明专利技术中，通过调整配重的大小可改变整个系统的动力学特性，通过分析配重调整前后激振频率和激振力大小的变化规律，有助于更深入了解臂架系统的动力学特性。本发明专利技术方法简单、操作方便、结构合理、能源消耗小、可有效提高疲劳试验效率，适于工业化应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种泵车臂架疲劳试验激振方法及装置，特别是指一种激振力自适 应的泵车臂架疲劳试验激振方法及装置；属于工程机械制造

技术介绍
臂架是混泵车最主要的关键部件之一，其安全性、可靠性和先进性是决定泵车核 心竞争力的关键。泵车臂架在工作时低频振动，在交变应力作用下泵车臂架会因疲劳损伤 而出现裂纹，甚至断裂，造成重大损失。为了更清楚的了解泵车臂架的疲劳性能，优化臂架 设计，进行泵车臂架疲劳试验具有重要意义。目前的泵车臂架疲劳试验多采用机械激振方法，即电机经减速后带动一个偏心轮 转动，通过牵引绳带动臂架上下振动。这种泵车臂架疲劳试验方法制造成本较高，结构庞 大、笨重，能源损耗大，不能自适应地调整激振频率和激振力的大小，疲劳试验效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种方法简单、操作方便、结构合 理、能源消耗小、可有效提高疲劳试验效率、激振力自适应的泵车臂架疲劳试验激振方法及直ο本专利技术一种激振力自适应的泵车臂架疲劳试验激振方法，包括下述步骤第一步在泵车臂架末端加载配重模拟载荷及与控制器电连接的位移传感器；在 泵车臂架中部设置与控制器电连接的液压激振装置；第二步控制器驱动液压激振装置输出初始激振频率和初始激振力，带动泵车臂 架振动；第三步控制器控制液压激振装置保持激振力大小固定不变而使激振频率增大或 减小，利用位移传感器采集相应频率状态下的泵车臂架末端位移变化信息输入控制器，控 制器对该信息进行分析转换后，输出控制信息至液压激振装置，使激振频率向振幅增大的 方向变化，直至振幅由大变小的拐点，该拐点对应的频率即为共振频率；第四步控制器控制液压激振装置保持激振频率为共振频率固定不变而使激振 力增大或减小，利用位移传感器采集相应激振力状态下的泵车臂架末端位移变化信息输入 控制器，控制器对该信息进行分析转换后，输出控制信息至液压激振装置，控制激振力的变 化，直至泵车臂架以初始平衡位置为中心做等幅振动，此时激振力补充给系统的能量与系 统阻尼耗散的能量相等，为最佳激振力；第五步控制器根据第三步、第四步所得的共振频率和最佳激振力参数，综合分析 后输出控制信号至液压激振装置，使液压激振装置的激振频率始终保持共振频率、激振力 始终保持最佳激振力不变。本专利技术一一种激振力自适应的泵车臂架疲劳试验激振装置，包括位移传感器、 A/D转换模块、控制器、D/A转换模块、比例控制放大器、液压激振装置，所述位移传感器、3A/D转换模块、控制器、D/A转换模块、比例控制放大器依次串接；所述控制器型号为EPEC 2023 ；所述位移传感器采集泵车臂架振动过程中的位移信息，输出4-20mA标准电流模拟信 号，经A/D模块转换为数字信号，输入到控制器，控制器对该信号进行比较分析后，输出一 个数字控制信号，经D/A模块转换为模拟控制信号，该信号输入到比例控制放大器后驱动 液压激振装置，进而调整液压激振装置的激振频率与激振力的大小，直至激振频率达到臂 架的共振频率，激振力大小维持臂架以初始平衡位置为中心做等幅振动。本专利技术中，所述液压激振装置包括液压泵、液压控制阀组、驱动油缸，在所述液压 泵与所述驱动油缸之间连接有所述液压控制阀组，所述液压控制阀组控制所述驱动油缸中 的油量及油压。本专利技术中，所述臂架末端安装有与臂架相连的配重固定装置，施加配重模拟泵车 臂架实际工作中的载荷以形成等效应力，并且通过调整配重的大小改变整个系统的动力学 特性。本专利技术由于采取上述方法及装置，利用位移传感器检测采集泵车臂架振动过程中 的位移信息，输出4-20mA标准电流模拟信号，经A/D模块转换为数字信号，输入到控制器， 控制器对该信号进行比较分析后，输出一个数字控制信号，经D/A模块转换为模拟控制信 号，该信号输入到比例控制放大器后驱动液压激振装置，进而调整液压激振装置的激振频 率与泵车臂架固有频率一致，从而可实现激振频率的自适应，有效提高疲劳试验的效果和 效率。然后，保持激振频率为共振频率固定不变，利用位移传感器检测采集泵车臂架振动过 程中的位移信息，输出4-20mA标准电流模拟信号，经A/D模块转换为数字信号，输入到控制 器，控制器对该信号进行比较分析后，输出一个数字控制信号，经D/A模块转换为模拟控制 信号，该信号输入到比例控制放大器后驱动液压激振装置中的比例换向阀，改变比例换向 阀的开口大小，进而调整液压激振装置的激振力大小，直至臂架以初始平衡位置为中心做 等幅振动，从而可实现激振力大小的自适应，有效减少能量的消耗。在本专利技术中，通过调整 配重的大小可改变整个系统的动力学特性，通过比较配重调整前后激振频率和激振力大小 的变化，有助于更深入了解臂架系统的动力学特性。综上所述，本专利技术方法简单、操作方便、结构合理、能源消耗小、可有效提高疲劳试 验的效率，适合工业化应用。附图说明附图1为本专利技术的结构示意图；附图2为本专利技术的电控原理框图；附图3为本专利技术的液压激振装置的液压控制原理框图；图中2_臂架，4-驱动油缸，6-配重固定装置，7-配重，8-位移传感器，9-A/D转换 模块，10-控制器，11-D/A转换模块，12-比例控制放大器，13-液压控制阀组，14-液压泵， 15-溢流阀。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。参见附图1、2、3本专利技术一种激振力自适应的泵车臂架疲劳试验激振方法的具体4实施方式是第一步在泵车臂架2末端加载配重7模拟载荷及与控制器10电连接的位移传感 器8 ；在泵车臂架2中部设置与控制器10电连接的液压激振装置16 ；第二步控制器10驱动液压激振装置16输出初始激振频率和初始激振力，带动泵 车臂架2振动；第三步控制器10控制液压激振装置16保持激振力大小固定不变而使激振频率 增大或减小，利用位移传感器8采集相应频率状态下的泵车臂架2末端位移变化信息输入 控制器，控制器10对该信息进行分析转换后，输出控制信息至液压激振装置，使激振频率 向振幅增大的方向变化，直至振幅由大变小的拐点，该拐点对应的频率即为共振频率；第四步控制器10控制液压激振装置16保持激振频率为共振频率固定不变而使 激振力增大或减小，利用位移传感器8采集相应激振力状态下的泵车臂架2末端位移变化 信息输入控制器，控制器10对该信息进行分析转换后，输出控制信息至液压激振装置16， 控制激振力的变化，直至泵车臂架2以初始平衡位置为中心做等幅振动，此时激振力补充 给系统的能量与系统阻尼耗散的能量相等，为最佳激振力；第五步控制器10根据第三步、第四步所得的共振频率和最佳激振力参数，综合 分析后输出控制信号至液压激振装置16，使液压激振装置16的激振频率始终保持共振频 率、激振力始终保持最佳激振力不变。本专利技术——一种激振力自适应的泵车臂架疲劳试验激振装置的具体实施方式，包 括位移传感器8、A/D转换模块9、控制器10、D/A转换模块11、比例控制放大器12、液压激 振装置16，所述位移传感器8、A/D转换模块9、控制器10、D/A转换模块11、比例控制放大 器12依次串接；所述控制器10的型号为EPEC 2023 ；所述位移传感器8采集泵车臂架2振 动过程中的位移信息，输出4-20mA标准电流模拟信号，经A/D转换模块9转换为数字信号， 输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激振力自适应的泵车臂架疲劳试验激振方法，包括下述步骤：第一步：在泵车臂架末端加载配重模拟载荷及与控制器电连接的位移传感器；在泵车臂架中部设置与控制器电连接的液压激振装置；第二步：控制器驱动液压激振装置输出初始激振频率和初始激振力，带动泵车臂架振动；第三步：控制器控制液压激振装置保持激振力大小固定不变而使激振频率增大或减小，利用位移传感器采集相应频率状态下的泵车臂架末端位移变化信息输入控制器，控制器对该信息进行分析转换后，输出控制信息至液压激振装置，使激振频率向振幅增大的方向变化，直至振幅由大变小的拐点，该拐点对应的频率即为共振频率；第四步：控制器控制液压激振装置保持激振频率为共振频率固定不变而使激振力增大或减小，利用位移传感器采集相应激振力状态下的泵车臂架末端位移变化信息输入控制器，控制器对该信息进行分析转换后，输出控制信息至液压激振装置，控制激振力的变化，直至泵车臂架以初始平衡位置为中心做等幅振动，此时激振力补充给系统的能量与系统阻尼耗散的能量相等，为最佳激振力；第五步：控制器根据第三步、第四步所得的共振频率和最佳激振力参数，综合分析后输出控制信号至液压激振装置，使液压激振装置的激振频率始终保持共振频率、激振力始终保持最佳激振力不变。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴运新，唐宏宾，滑广军，石文泽，马昌训，王帅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]