综合实验平台的液压系统技术方案

本发明专利技术公开了一种综合实验平台的液压系统，包括油箱、主供油路、总压力油路、总泄油路、总回油路以及液压控制回路，所述油箱依次经过主供油路、总压力油路后与液压控制回路的供油口连接，而液压控制回路的回油口经总回油路汇总后通过回油滤油器与油箱连接、液压控制回路的泄油口经总泄油路汇总后与油箱连接；所述液压控制回路包括移动工作台升降液压回路、Z向液压缸控制回路、X向液压缸控制回路以及Y向液压缸控制回路；所述主供油路配置有辅助保压油路，因此，本发明专利技术能够使得实验平台自动实现移动工作台升降以及X/Y/Z三个方向加载，满足实验平台不同的功能动作需求。另外，该液压系统具有长期保压功能，且安装空间紧凑，能耗低。

【技术实现步骤摘要】
综合实验平台的液压系统
本专利技术涉及一种综合实验平台的液压系统，主要应用于隧道、矿山、地下工程等综合实验平台的动力供给，属于液压传动

技术介绍
随着我国经济的快速发展,城市建设规模不断扩大，城市发展与土地资源短缺的矛盾越来越突出，近年来,我国越来越重视城市地下空间的利用，并在政策上给予大力支持。而能够研究在开挖效应下，影响不同支护结构稳定性的综合试验研究平台是地下工程关键技术研究的重要技术平台。在这种需求下，隧道、矿山及地下工程综合实验平台应运而生。为了达到该实验平台的功能与动作要求，要求开发一种用于该实验平台的液压系统，与电控部分配合，以实现实验平台的自动控制。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种综合实验平台的液压系统，以为隧道、矿山及地下工程等综合实验平台提供动力，与电控部分配合后，能够实现实验平台的运动控制，完成相应功能的机械动作。该液压系统能够使得实验平台自动实现移动工作台升降以及X/Y/Z三个方向加载，满足实验平台不同的功能动作需求。另外，该液压系统具有长期保压功能，且安装空间紧凑，能耗低。为实现以上的技术目的，本专利技术将采取以下的技术方案：一种综合实验平台的液压系统，包括油箱、主供油路、总压力油路、总泄油路、总回油路以及液压控制回路，所述油箱依次经过主供油路、总压力油路后与液压控制回路的供油口连接，而液压控制回路的回油口经总回油路汇总后通过回油滤油器与油箱连接、液压控制回路的泄油口经总泄油路汇总后与油箱连接；所述液压控制回路包括用于控制实验平台的加载箱作升降运动的移动工作台升降液压回路、用于控制实验平台的加载箱上顶面作Z向加载的Z向液压缸控制回路、用于控制实验平台的加载箱作X方向水平加载的X向液压缸控制回路以及用于控制实验平台的加载箱作Y向水平加载的Y向液压缸控制回路；所述主供油路配置有辅助保压油路，该主供油路包括顺序连接在油箱出油口与总压力油路之间的油泵电机组和大流量单向阀，而辅助保压油路则包括顺序连接在油箱出油口与总压力油路之间的定量柱塞泵和小流量单向阀；且大流量单向阀以及小流量单向阀的出油口均与压力表开关a连接，该压力表开关a与分别显示油泵电机组、定量柱塞泵出口压力的压力表连接，同时大流量单向阀以及小流量单向阀的出油口通过电磁溢流阀与回油滤油器连接。所述移动工作台升降液压回路包括顺序连接的叠加式减压阀a、二位三通电磁球阀以及升降液压缸，且叠加式减压阀a的T口与总泄油路连接，而二位三通电磁球阀的T口通过节流阀与总回油路连接。所述Z向液压缸控制回路包括三位四通电磁换向阀a以及Z向竖直加载液压缸，该三位四通电磁换向阀a的P口与总压力油路连接、B口与Z向竖直加载液压缸的进油口连接、A口则与液控单向阀连接、T口与总回油路连接，所所述液控单向阀a的B口与相应Z向竖直加载液压缸的无杆腔油口连接、所述液控单向阀a的X口与相应Z向竖直加载液压缸的有杆腔油口连接；所述Z向竖直加载液压缸的无杆腔油口分别安装有用于反馈该Z向竖直加载液压缸预设油压电信号的压力继电器a、用于测定其无杆腔压力的压力表开关b，且Z向竖直加载液压缸配置有控制活塞杆行程的行程开关a，三位四通电磁换向阀a的A口安装有用于测定Z向液压缸控制回路油压的压力传感器a。所述X向液压缸控制回路、Y向液压缸控制回路均包括三层结构相同的水平液压缸控制回路，每一层水平液压缸控制回路均包括三位四通电磁换向阀b以及水平加载液压缸，该三位四通电磁换向阀b的P口通过叠加式减压阀b与总压力油路连接、A口与液控单向阀b的A口连接、B口与水平加载液压缸的有杆腔油口连接、T口与总回油路连接，所述叠加式减压阀b的T口与总泄油路连接，液控单向阀b的B口与相应水平加载液压缸的无杆腔油口连接、液控单向阀b的X口与相应水平加载液压缸的有杆腔油口连接；所述水平加载液压缸的无杆腔油口分别安装有用于反馈该水平加载液压缸预设油压电信号的压力继电器b、用于测定其无杆腔压力的压力表开关c，且水平加载液压缸配置有控制活塞杆行程的行程开关b，三位四通电磁换向阀b的A口安装有用于测定水平液压缸控制回路油压的压力传感器b。所述Z向液压缸控制回路、X向液压缸控制回路以及Y向液压缸控制回路中所采用的压力表开关b、c均为六点压力表开关，其中：Z向液压缸控制回路中，包括四个并行设置的竖直加载液压缸，总压力油路、移动工作台升降油路、Z向液压缸控制回路的四个并行设置的竖直加载液压缸共用第一个六点压力表开关；X向液压缸控制回路的三层水平液压缸控制回路中，每层水平液压缸控制回路均包含4个并行设置的水平加载液压缸，共组成12个水平加载液压缸，该12个水平加载液压缸等分成两组后对称布置，处于同一安装面的6个水平加载液压缸共用第二个六点压力表开关，而处于另一对称安装面的6个水平加载液压缸共用第三个六点压力表开关；Y向液压缸控制回路的三层水平液压缸控制回路中，每层水平液压缸控制回路均包含4个并行设置的水平加载液压缸，共组成12个水平加载液压缸，该12个水平加载液压缸等分成两组后对称布置，处于同一安装面的6个水平加载液压缸共用第四个六点压力表开关，而处于另一对称安装面的6个水平加载液压缸共用第五个六点压力表开关。所述二位三通电磁球阀为C型，而三位四通电磁换向阀a、b为J型。根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：1、本专利技术通过一个总压力油路分别对移动工作台升降液压回路、Z向液压缸控制回路、Y向液压缸控制回路、X向液压缸控制回路提供压力油，从而实现实验平台的不同功能动作需求；2、本专利技术采用由泵电机组、大流量单向阀构成的主供油路作为总压力油路的主要压力油供给，可以有效地节省该液压系统的安装空间；同时该主供油路还配置由定量柱塞泵、小流量单向阀构成的辅助保压油路，则在三相异步电动机带动定量柱塞泵运转时，能够长期为系统提供液压油，使加载力维持恒定，从而确保试验参数的准确，即系统处于长期保压状态；另外，大流量单向阀和小流量单向阀在流量大小控制上无控制要求，大流量单向阀与主油泵连接，通流量大，小流量单向阀与补油泵连接，通流量小，其作用是防止油液回流损伤油泵；3、本专利技术所述的液压控制回路中，采用叠加式的减压阀以及与其配合安装的板式三位四通电磁换向阀、二位三通电磁球阀，进一步地节省了液压系统的安装空间；同时该液压控制回路中，采用了液控单向阀，由于液控单向阀无泄油口，因此，无需其他外加作用，即可实现液控单向阀的锁止功能，使得系统处于临时保压状态，因此，本专利技术具有不同等级的保压功能；4、本申请中，Z向液压缸控制回路为什么并行设置四个竖直加载液压缸，目的是加载箱的上顶面在加载时均匀受力；X/Y向液压缸控制回路具有三层水平液压缸控制回路的缘由是实现分层加载，模拟地下空间不同层次的内部应力状态；再有，本申请采用六点压力表开关进行压力测量，原因在于一个六点压力表开关可以测六个点的压力，而传统压力表只可测量一个点的压力，该系统需测量的点数多，用六点压力表开关可以大大减少压力表数量，节约成本，装配容易；5、本专利技术所述液压系统选用了常开式的电磁溢流阀，电磁铁得电后起溢流阀作用，失电后起卸荷作用，可以避免系统温升过高，从而达到节能目的；6、本专利技术具有电检测系统和物理检测系统，便于相互参照比对，以及构成自动控制系统，进一步确保了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合实验平台的液压系统，包括油箱、主供油路、总压力油路、总泄油路、总回油路以及液压控制回路，所述油箱依次经过主供油路、总压力油路后与液压控制回路的供油口连接，而液压控制回路的回油口经总回油路汇总后通过回油滤油器与油箱连接、液压控制回路的泄油口经总泄油路汇总后与油箱连接；其特征在于：所述液压控制回路包括用于控制实验平台的加载箱作升降运动的移动工作台升降液压回路、用于控制实验平台的加载箱上顶面作Z向加载的Z向液压缸控制回路、用于控制实验平台的加载箱作X方向水平加载的X向液压缸控制回路以及用于控制实验平台的加载箱作Y向水平加载的Y向液压缸控制回路；所述主供油路配置有辅助保压油路，该主供油路包括顺序连接在油箱出油口与总压力油路之间的油泵电机组和大流量单向阀，而辅助保压油路则包括顺序连接在油箱出油口与总压力油路之间的定量柱塞泵和小流量单向阀；且大流量单向阀以及小流量单向阀的出油口均与压力表开关a连接，该压力表开关a与分别显示油泵电机组、定量柱塞泵出口压力的压力表连接，同时大流量单向阀以及小流量单向阀的出油口通过电磁溢流阀与回油滤油器连接。

【技术特征摘要】
1.一种综合实验平台的液压系统，包括油箱、主供油路、总压力油路、总泄油路、总回油路以及液压控制回路，所述油箱依次经过主供油路、总压力油路后与液压控制回路的供油口连接，而液压控制回路的回油口经总回油路汇总后通过回油滤油器与油箱连接、液压控制回路的泄油口经总泄油路汇总后与油箱连接；其特征在于：所述液压控制回路包括用于控制实验平台的加载箱作升降运动的移动工作台升降液压回路、用于控制实验平台的加载箱上顶面作Z向加载的Z向液压缸控制回路、用于控制实验平台的加载箱作X方向水平加载的X向液压缸控制回路以及用于控制实验平台的加载箱作Y向水平加载的Y向液压缸控制回路；所述主供油路配置有辅助保压油路，该主供油路包括顺序连接在油箱出油口与总压力油路之间的油泵电机组和大流量单向阀，而辅助保压油路则包括顺序连接在油箱出油口与总压力油路之间的定量柱塞泵和小流量单向阀；且大流量单向阀以及小流量单向阀的出油口均与压力表开关a连接，该压力表开关a与分别显示油泵电机组、定量柱塞泵出口压力的压力表连接，同时大流量单向阀以及小流量单向阀的出油口通过电磁溢流阀与回油滤油器连接。2.根据权利要求1所述综合实验平台的液压系统，其特征在于：所述移动工作台升降液压回路包括顺序连接的叠加式减压阀a、二位三通电磁球阀以及升降液压缸，且叠加式减压阀a的T口与总泄油路连接，而二位三通电磁球阀的T口通过节流阀与总回油路连接。3.根据权利要求2所述综合实验平台的液压系统，其特征在于：所述Z向液压缸控制回路包括三位四通电磁换向阀a以及Z向竖直加载液压缸，该三位四通电磁换向阀a的P口与总压力油路连接、B口与Z向竖直加载液压缸的进油口连接、A口则与液控单向阀a连接、T口与总回油路连接，所述液控单向阀a的B口与相应Z向竖直加载液压缸的无杆腔油口连接、所述液控单向阀a的X口与相应Z向竖直加载液压缸的有杆腔油口连接；所述Z向竖直加载液压缸的无杆腔油口分别安装有用于反馈该Z向竖直加载液压缸预设油压电信号的压力继电器a、用于测定其无杆腔压力的压力表开关b，且Z向竖直加载液压缸配置有控制活塞杆行程的行程开关a，三位四通电磁换向阀a的A口安装有用于测定Z向液压缸控制回路油压的压力传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓豹，车平，赵升吨，谢兴楠，丁存根，刘沈衡，程知言，李晓昭，樊有维，李家奇，马娟，李磊，范淑琴，张晨阳，郭桐，王君峰，张美君，赵承伟，马飞，夏诗彬，周健华，
申请(专利权)人：江苏南华地下空间研究所有限公司，西安交通大学，南京大学，
类型：发明
国别省市：