一、脉冲发生系统的核心功能
模拟动态负载:通过产生周期性的压力脉冲或力脉冲,模拟工程机械、液压设备等场景中油缸承受的冲击载荷(如振动、启停、换向等工况)。
测试疲劳强度:用于评估油缸密封件、缸筒、活塞杆等部件在反复脉冲作用下的耐久性和可靠性(如 2P 试验、2F 试验等标准测试)。
调节脉冲参数:可精确控制脉冲压力大小、频率、波形(如方波、正弦波)及循环次数,满足不同测试标准的要求。
二、系统组成与工作原理
1. 硬件组成组件
脉冲压力源 - 通常由高压油泵、蓄能器或伺服阀组构成,提供稳定的压力基础。- 蓄能器可快速释放能量,形成脉冲峰值。
脉冲控制阀门 - 包括电磁换向阀、比例阀或伺服阀,通过高频开关或开度调节控制油液流量,形成脉冲波形。
- 例:电磁阀快速切换油路,实现压力的骤升骤降。
传感器与反馈装置 - 压力传感器实时监测脉冲压力值,位移 / 力传感器监测油缸响应。- 数据反馈至控制系统,用于闭环调节脉冲参数。
控制单元 - PLC 或计算机控制系统,接收参数设定(如脉冲压力、频率),输出电信号控制阀门动作。
辅助组件 - 过滤器(防止杂质影响阀门精度)、冷却器(控制油温)、安全阀(防止超压)。
2. 工作原理流程
控制系统设定脉冲参数
脉冲压力源启动
阀门动作控制油液
压力油通过阀门产生脉冲
脉冲作用于油缸
传感器采集压力/位移数据
数据反馈至控制系统
参数设定:通过工控机或 PLC 输入脉冲压力范围(如 0.5~30MPa)、频率(如 1~50Hz)、循环次数(如 10 万次)等参数。
压力生成:
油泵向系统提供稳定油压,蓄能器储存能量;
当电磁阀或伺服阀按设定频率开关时,油液流量周期性变化,形成压力脉冲(如方波脉冲)。
波形调节:
通过比例阀调节阀门开度,可控制压力上升 / 下降的斜率,形成正弦波、锯齿波等不同波形;
蓄能器的容量和释放速度也会影响脉冲的峰值和持续时间。
闭环控制:传感器实时监测脉冲压力,若与设定值偏差超过阈值,控制系统自动调整阀门开度或油泵输出,确保脉冲精度(如压力波动≤±1%)。
三、典型脉冲试验场景
1. 2P 试验(压力脉冲测试)
目的:测试油缸在交变压力下的密封性能和结构强度。
工作方式:
脉冲系统在油缸两腔交替施加高低压(如 0~35MPa 循环),频率通常为 10~20 次 / 分钟;
持续数万次循环后,检查油缸是否出现泄漏、裂纹等失效现象。
2. 2F 试验(力脉冲测试)
目的:模拟油缸承受周期性负载力的工况,测试活塞杆、缸筒的疲劳寿命。
工作方式:
脉冲系统通过液压加载装置(如负载缸、砝码)对活塞杆施加交变力(如 0~100kN 循环);
配合位移传感器监测油缸在力脉冲下的变形量,评估部件可靠性。
四、关键技术参数与调节方式
参数 调节方式 典型范围
脉冲压力幅值 - 通过比例阀调节系统压力设定值;
- 蓄能器充气压力影响脉冲峰值。 0.1~50MPa(可调)
脉冲频率 - 改变电磁阀开关频率或伺服阀动作周期。 0.5~50Hz(高频可达 100Hz)
脉冲波形 - 方波:电磁阀快速切换;
- 正弦波:伺服阀连续调节开度。 方波、正弦波、锯齿波
脉冲持续时间 - 设定单次脉冲的上升时间、保持时间和下降时间(通过阀门响应速度控制)。 上升时间≤50ms(可调)