(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210646139.8 (22)申请日 2022.06.09 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区2 号大街 申请人 浙江燃创透平机 械股份有限公司 (72)发明人 周吕敏　隋永枫　朱泽飞　冯俊玮　 郑健生　李冬青　张宇明　蒙臻　 刘湘琪　王茁屹　 (74)专利代理 机构 杭州浙科专利事务所(普通 合伙) 33213 专利代理师 陈洁 (51)Int.Cl. F15B 19/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01)G01M 13/00(2019.01) (54)发明名称 一种进口导叶电液伺服系统非线性摩擦阻 力模拟测试装置及方法 (57)摘要 本发明属于燃气轮机进口导叶自动控制领 域， 公开了一种进口导叶电液伺服系统非线性摩 擦阻力模拟测试装置， 伺服液压装置横卧固定安 装于支座， 支座与底座通过螺栓固定连接， 电液 伺服系统安装在伺服液压装置一侧； 伺服液压装 置用于为测试装置提供动力； 沙箱单元平行活塞 杆固定安装于伺服液压杆缸右侧， 沙箱单元上方 设有可调盖板， 可调盖板与角度调节器固定连 接， 沙箱单元右侧装有测试装置， 测试装置由直 线电缸提供动力。 本发明装置及方法能根据沙箱 中不同颗粒介质填入及压缩程度模拟伺服液压 缸工作时受到非线性阻尼， 利用于测试电液伺服 系统及伺服液压缸是否正常运行及各阻尼下运 行状态， 模拟真实工况进行电液伺服系统服役性 能及参数校准。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115059662 A 2022.09.16 CN 115059662 A 1.一种进口导叶电液伺服系统非线性摩擦阻力模拟测试装置， 包括电液伺服系统、 底 座 （1） 、 直线电缸 （4） 、 沙箱单元 （5） 、 可调盖板 （6） 、 角度调节器 （7） 、 伺服液压装置 （1000） ； 所 述伺服液压装置 （1000） 横卧固定安装于支座 （10） ， 支座 （10） 与底 座 （1） 通过螺栓固定连接， 电液伺服系统安装在伺服液压装置 （1000） 一侧； 伺服液压装置 （1000） 用于为测试装置提供 动力； 其特征在于， 所述沙箱单元 （5） 平行活塞杆固定安装于伺服液压杆缸 （1000） 右侧， 用 于实现对于机构运行时非线性摩擦力的模拟； 所述沙箱单元 （5） 上方设有可调盖板 （6） ， 所 述可调盖板 （6） 与角度调节器 （7） 固定连接， 角度调节器 （7） 用于实现可调盖板 （6） 倾斜角度 的变化， 在盖板 （6） 下压时改变颗粒介质的空间分布的状态， 调节摩擦力的非线性程度， 所 述沙箱单元 （5） 右侧装有测试装置， 所述测试装置由直线电缸 （4） 提供动力， 所述测试装置 与左侧伺服液压装置 （10 00） 结构相同， 用于测试选 定的非线性状态。 2.根据权利要求1所述的进口导叶电液伺服系统非线性摩擦阻力模拟测试装置， 其特 征在于， 包括伸缩风琴罩 （3） ， 所述伸缩风琴罩 （3） 与沙箱单元 （5） 左右侧箱体使用螺栓固 定， 用于隔离伺服液压缸 （1000） 的活塞 杆和直线电缸 （4） 的活塞 杆与沙箱单元 （5） 中添加的 颗粒介质。 3.根据权利要求1所述的进口导叶电液伺服系统非线性摩擦阻力模拟测试装置， 其特 征在于， 包括压力传感器 （8） 、 直线液压缸 （9） ； 所述角度调节器 （7） 上方具有压力传感器 （8） ， 所述压力传感器 （8） 用于测量可调盖板 （6） 下压压力值便于控制可调盖板 （6） ， 所述角 度调节器 （7） 与压力传感器 （8） 使用螺 栓紧固连接为整体。 4.根据权利要求1所述的进口导叶电液伺服系统非线性摩擦阻力模拟测试装置， 其特 征在于， 包括龙门架 （2） 、 直线液压缸 （9） ； 所述龙门架 （2） 固定安装于底座 （1） ， 所述直线液 压缸 （9） 安装于龙门架 （2） ， 直线液压缸 （9） 的活塞杆与角度调节器 （7） 整体螺栓连接， 直线 液压缸 （9） 为可调盖板 （6） 上下移动提供动力， 实现对于调节颗粒介质的填充空隙， 从而改 变摩擦力的大小。 5.根据权利要求1所述的进口导叶电液伺服系统非线性摩擦阻力模拟测试装置， 其特 征在于， 所述沙箱单 元 （5） 前侧隔板镶嵌高强度玻璃板 。 6.根据权利要求1所述的进口导叶电液伺服系统非线性摩擦阻力模拟测试装置， 其特 征在于， 所述电液伺服系统与伺服液压装置 （1000） 使用线缆连接， 所述伺服液压装置 （1000） 包括伺 服液压缸 （1003） 、 球状测头 （1001） 和拉压传感器 （1002） ； 伺 服液压缸 （1003） 的活塞杆一端与伺服液压缸 （1003） 连接， 另一端固定安装了 拉压传感器 （1002） 和球状测头 （1001） ， 活塞杆外 部套有伸缩风琴罩 （3） 。 7.根据权利要求1所述的进口导叶电液伺服系统非线性摩擦阻力模拟测试装置， 其特 征在于， 所述直线电缸 （4） 的活塞杆一端与直线电缸 （4） 连接， 另一端固定安装了拉压传感 器 （1002） 和球状测头 （10 01） ， 直线电缸 （4） 的活塞杆外 部套有伸缩风琴罩 （3） 。 8.根据权利要求6所述的进口导叶电液伺服系统非线性摩擦阻力模拟测试装置， 其特 征在于， 所述伺服液压缸 （10 03） 和直线电缸 （4） 旁都具有位移传感器。 9.一种利用如权利要求1 ‑8任一项所述的进口导叶电液伺 服系统非线性摩擦阻力模拟 测试装置进行进口导叶电液伺服系统非线性摩擦阻力模拟测试的方法， 其特征在于， 包括 如下步骤： 步骤1： 启动右侧直线电缸 （4） ， 驱动直线电缸伺服电机推动电缸活塞杆运动， 测试直线权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115059662 A 2电缸 （4） 能否正常运行； 通过直线液压缸 （9） 控制可调盖板 （6） 升降， 测试可调盖板 （6） 能否 正常工作， 在结束测试时控制可调盖 板 （6） 上升 至最高位置； 步骤2： 开启伺服液压缸 （1003） 和直线电缸 （4） 的球状测头 （1001） 及拉压传感器 （1002） ， 向沙箱单元 （5） 内添加颗粒介质至指定高度， 充分包裹球状测头 （1001） ， 使球状测 头 （1001） 动态清零； 步骤3： 通过直线液压缸 （9） 控制可调盖板 （6） 下降施加压力， 观察压力传感器 （8） ， 当达 到测试压力值时停止下压， 并锁 紧可调盖板 （6） ； 开启直线电缸 （4） ， 驱动直线电缸 （4） 的活 塞杆运动， 拉压传感器 （1002） 采集直线电缸 （4） 的活塞杆推力， 位移传感器采集直线电缸 （4） 的活塞杆位移曲线， 球 状测头 （10 01） 采集颗粒介质非线性摩擦变化曲线； 步骤4： 装置复位， 通过角度调节器 （7） 控制可调盖板 （6） 横 向倾角， 改变颗粒介质的空 间分布的状态， 调节摩擦力的非线性程度， 开启直线电缸 （4） ， 驱动直线电缸 （4） 的活塞杆运 动， 拉压传感器 （1002） 采集直线电缸 （4） 的活塞杆推力， 位移传感器采集直线电缸 （4） 的活 塞杆位移曲线， 球状测 头 （1001） 采集颗粒介质非线性摩擦变化曲线， 并标定此时颗粒介质 高度、 测试压力值、 盖 板倾斜角度为测试工况； 步骤5： 启动待测试电液伺服系统， 通过系统控制电液伺服阀， 调节液压回路的系统压 力， 实现伺服液压缸 （1003） 活塞杆的往复运动， 测试电液伺服系统及伺服液压缸 （1003） 能 否正常运行； 步骤6： 关闭电液伺服系统， 装置复位； 通过直线液压缸 （9） 控制可调盖板 （6） 上升至最 高位置， 向沙箱单元 （5） 内添加颗粒介质至测试指定高度， 充分包裹球状测头 （1001） ， 开启 球状侧头 （10 01） 及拉压传感器 （10 02） ， 使球 状侧头 （10 01） 动态清零； 步骤7： 通过直线液压缸 （9） 控制可调盖板 （6） 下降施加压力， 观察压力传感器 （8） ， 当达 到测试压力值时停止下压， 并锁紧可调盖板 （6） ； 开启待测试电液伺服系统,驱动伺服液压 缸 （1003） 活塞杆运动， 拉压传感器 （1002） 采集伺服液压缸 （1003） 的活塞杆推力， 位移传感 器采集伺服液压缸 （1003） 的活塞杆位移曲线， 若出现异常信号波形则停止测试， 并记录异 常测试压力值； 步骤8： 装置复位， 逐渐增大可调盖板 （6） 下压压力， 重复步骤3测试电液伺服系 统正常 可靠运行的极限压力值； 步骤9： 装置复位， 通过角度调节器 （7） 控制可调盖板 （6） 横 向倾角， 改变颗粒介质的空 间分布的状态， 调节摩擦力的非线性程度， 开启待测试电液伺服系统,驱动伺服液压缸 （1003） 的活塞杆运动， 拉压传感器 （1002） 采集伺服液压缸 （1003） 的活塞杆推力， 位移传感 器采集伺服液压缸 （10 03） 的活塞杆位移曲线， 测试非线性条件下的电液伺服系统性能。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115059662 A 3