高品質(zhì) 從第一臺寶大拉力機開(kāi)始
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數據指標：靜態(tài)控制精度精度典型值一般為0.3％FS，動(dòng)態(tài)控制精度典型值一般為0.5％FS；
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1 電液伺服動(dòng)靜萬(wàn)能試驗機是我公司最新研制的系列新產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品試驗使用方便，控制精度高，可靠性好。電液伺服動(dòng)靜萬(wàn)能試驗機是系列動(dòng)靜萬(wàn)能試驗機產(chǎn)品之一。該系列產(chǎn)品具有使用方便，控制精度高，可靠性好等特點(diǎn)。該系列試驗機在研制、開(kāi)發(fā)過(guò)程中吸取國際先進(jìn)電液伺服動(dòng)態(tài)試驗機技術(shù)，結合國內用戶(hù)的實(shí)際使用狀況，采用“單元化、模塊化、標準化”開(kāi)發(fā)理念設計而成。試驗機的關(guān)鍵部件均選用國際、國內同類(lèi)產(chǎn)品的著(zhù)名品牌產(chǎn)品或采用國際先進(jìn)技術(shù)加工完成，大大提高了系統的穩定性和可靠性，試驗機的整體性能與國際先進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)水平相當。
電液伺服動(dòng)靜萬(wàn)能試驗機廣泛應用于材料和零部件的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能試驗，包括材料和零部件的拉伸、壓縮、低周和高周疲勞試驗。通過(guò)配置相應的附件和試驗軟件可用于各種材料的裂紋擴展斷裂力學(xué)以及其他各種力學(xué)試驗。配置高低溫箱可進(jìn)行高低溫力學(xué)試驗。
電液伺服動(dòng)靜萬(wàn)能試驗機主要由主機(伺服直線(xiàn)作動(dòng)器)、開(kāi)式強迫液壓夾頭及其液壓驅動(dòng)模塊、恒壓伺服泵、全數字單通道伺服控制器以及計算機打印機、相關(guān)試驗軟件、其它必要的附件等組成。
圖1試驗機工作基本原理圖
圖2 系統控制框圖
2.1主機：主機框架式結構，伺服直線(xiàn)作動(dòng)器上置于主機橫梁上部。
2.1.1主機為兩立柱框架式結構，橫梁動(dòng)作采用液壓升降、液壓夾緊、彈性松開(kāi)式結構，保證試驗過(guò)程中橫梁穩固可靠，同時(shí)保證在非試驗狀態(tài)時(shí)橫梁保持鎖止不動(dòng)。
2.1.2立柱外表面采用電鍍硬鉻處理，可有效增加立柱抗磨損能力，提高防腐蝕能力，同時(shí)增加主機外形的美觀(guān)程度，。
2.1.3橫梁運動(dòng)（升降、夾緊）驅動(dòng)模塊采用液壓元件制造，具有超高壓、零泄露的特點(diǎn)，
換向閥采用手動(dòng)換向閥，保證保證試驗時(shí)的可靠性。
2.1.4作動(dòng)器內置Schaevitz sensors公司高精度LVDT位移傳感器用于測量試驗位移。作動(dòng)器安裝有由過(guò)濾精度為0.003mm精密濾油器以及具有消脈、蓄能功能的進(jìn)回油路蓄能器、試驗機專(zhuān)用兩級電液伺服閥組成的液壓模塊。精密濾油器安裝在電液伺服閥前，可有效防止電液伺服閥因液壓油污染造成堵塞。
2.1.5伺服閥采用疲勞試驗機專(zhuān)用電液伺服閥。
2.1.6單元化、標準化、模塊化設計的伺服直線(xiàn)作動(dòng)器具有低阻尼、高響應、高壽命、大間隙的特點(diǎn)。
2.1.7伺服直線(xiàn)作動(dòng)器的密封元件全部采用德國伺服作動(dòng)器專(zhuān)用高速密封元件。作動(dòng)器活塞桿的支撐打破傳統設計，采用非金屬支撐、大間隙設計，具有高速不燒結、自潤滑的特點(diǎn)。以上密封方式可有效降低作動(dòng)器的內摩擦阻力，提高作動(dòng)器的使用壽命。
2.1.8伺服直線(xiàn)作動(dòng)器振幅極限位置設計液壓緩沖區，避免運行失控產(chǎn)生損傷。
2.1.9伺服直線(xiàn)作動(dòng)器頻率響應不小于50Hz。
2．1．10配置動(dòng)態(tài)專(zhuān)用高精度負荷傳感器用于測量試驗負荷。負荷傳感器與液壓強迫夾頭接螺桿處設計預應力環(huán)，進(jìn)一步提高動(dòng)態(tài)響應性能。
2．1．11設計試樣裝夾、橫梁運動(dòng)和急停操作按鈕站，便于試驗員方便操作。
2．1．12主機具有結構緊湊、橫梁升降自如、機架剛度高、試件夾持可靠、對中性好、裝夾方便等特點(diǎn)，并可配備各種夾具和環(huán)境試驗裝置以擴展試驗功能。
2．2液壓強迫夾頭
.2.1液壓強迫夾頭與伺服直線(xiàn)作動(dòng)器接螺桿處設計預應力環(huán)，進(jìn)一步提高動(dòng)態(tài)響應性能。
2．2．2夾緊油缸嵌入在夾具體中，采用雙向夾緊方式，不管試樣厚度變化，始終保證試樣同軸度。夾緊活塞與夾具體研配，配合間隙更小，使得夾具體使用壽命更長(cháng)?；钊捎煤辖痄?，表面高頻淬火，高硬度，耐磨性更好?；钊麠U與活塞為整體鍛造成型?；钊糠植捎玫聡鴮?zhuān)用承壓能力高達70MPa的圈密封，具有更好的保壓性能?；钊麠U與夾具體之間同時(shí)安裝有專(zhuān)用防塵圈，能有效的防止試樣產(chǎn)生的鐵屑進(jìn)入油缸內，更好保護活塞桿。夾緊活塞尾部帶有防轉動(dòng)裝置，保證在試樣夾偏的情況下活塞也不會(huì )“翻滾”。夾具體采用中碳鍛鋼整體鍛造。鍛造后金屬組織流線(xiàn)與力學(xué)流線(xiàn)幾乎吻合，使得夾具體疲勞壽命更長(cháng)。夾具體采用大開(kāi)端設計。所有試樣都可以平推進(jìn)去，主油缸活塞只需升降少許距離。鉗口上裝有試樣對中裝置，可以非常方便調節，能有效保證試樣對中。平推式液壓夾具適用于夾持各種高強度、高硬度的螺紋鋼和普通金屬棒材、板材以及新型復合材料等強度高、一般難以?shī)A持的材料。液壓夾具采用完全由液壓站提供的壓力夾緊試樣的鑲塊式結構，活塞和滑塊采用剛性連接，缸體動(dòng)作，使鉗口平行移動(dòng)夾緊試樣，并減小夾緊瞬間的初始力。
2．2．4夾頭鉗口采用高強度合金鋼制造，表面淬火滲碳處理，在試驗過(guò)程中可靠的夾持試樣，同時(shí)保證鉗口的使用壽命。
2.3恒壓伺服泵站：
泵站油箱采用全封閉設計，可有效防止外界雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統對液壓油的污染。油泵、電機組配置采用串聯(lián)雙彈性支撐方式，進(jìn)一步減少泵站噪音。泵站配置低噪音交流電機，進(jìn)口低噪音直線(xiàn)共軛內嚙合齒輪泵（直線(xiàn)共軛內嚙合齒輪泵特點(diǎn)：在液壓行業(yè)被喻為“永不磨損的油泵”，用于高、精、尖液壓系統。國際上幾大著(zhù)名公司把它作為品牌產(chǎn)品來(lái)開(kāi)發(fā)和推廣，以確保在液壓行業(yè)的領(lǐng)先地位。與葉片泵、柱塞泵相比，直線(xiàn)共軛內嚙合齒輪泵低噪音、無(wú)脈動(dòng)、長(cháng)壽命等卓越性能。低噪音：直線(xiàn)共軛內嚙合齒輪泵其卓越特性為特殊齒輪設計，齒輪齒廊為直線(xiàn)，齒圈齒廓為直線(xiàn)共軛線(xiàn)，工作時(shí)幾乎沒(méi)有困油區，即使在高速運轉，音頻仍平穩平和。長(cháng)壽命：直線(xiàn)共軛內嚙合齒輪泵其長(cháng)壽命特性取決于耐磨性，內部機械表面及各功能零件之間有一層油膜保護層，幾乎沒(méi)有磨損，即使使用一般液壓油，也不易磨損機件。另外，采用雙級加壓承擔壓力差的原理，在增加工作壓力的同時(shí)，也改善了泵工作條件，延長(cháng)泵的使用壽命）；由主溢流閥（日本不二越NACHI）、蓄能器、副主溢流閥、副溢流閥和換向閥、不大于3u國產(chǎn)溫州黎明精密濾油器組成的高低壓軟切換液壓模塊；泵站采用PARK公司液壓管件和高壓膠管；安裝有雙電接點(diǎn)溫控表；液位控制計；用于油溫（低于10oC、高于55oC）、液位控制，泵站具有濾油器堵塞報警或停車(chē)功能。泵站安裝有自動(dòng)冷卻器，用于液壓系統的冷卻。
2.4全數字單通道協(xié)調加載伺服控制器主要技術(shù)指標：
2.4.1控制通道數量：1個(gè)，包括試驗力和位移兩個(gè)閉環(huán)控制回路，具有控制模式無(wú)擾平滑切換功能。
2.4.2配置站點(diǎn)控制接口數量：2個(gè)。
2.4.3最高閉環(huán)控制數據刷新頻率為6kHz；
2.4.4控制器A/D、D/A分辨率為16位；
2.4.5信號發(fā)生頻率范圍：0.1Hz～100Hz；
2.4.6信號發(fā)生器波形：正弦波、三角波、方波、鋸齒波等；
2.4.7控制精度：靜態(tài)控制精度精度典型值一般為0.3％FS，動(dòng)態(tài)控制精度典型值一般為0.5％FS；
2.4.8兩級伺服閥驅動(dòng)單元；
2.4.9遠程液壓泵站控制功能；
2.4.10計數器容量：108；
2.4.11其它必要的I/O輸入輸出單元：四個(gè)模擬輸入、四個(gè)模擬輸出接口；四個(gè)數字輸入、四個(gè)數字輸出接口（選配）；
2.4.12極限參數設置功能；
2.4.13具有完備的保護功能。除具有過(guò)載（110﹪）保護、二級過(guò)流保護外，還具有任意設置的動(dòng)負荷上下限保護、靜負荷上下限保護、頻率保護等。；
2.5.1系統管理軟件：該軟件是整個(gè)全數字伺服控制器工作的基礎，其主要功能是管理控制系統的硬件資源、定義傳感器、數字控制參數調整、設置保護，顯示當前控制模式、液壓和函數發(fā)生器狀態(tài)以及傳感器標定，并且提供雙蹤數字示波器、數字伺服閥電流表和6塊數字電壓表用于試驗數據實(shí)時(shí)顯示。
2.5.2函數發(fā)生器軟件：該軟件主要用于恒幅動(dòng)態(tài)試驗，例如恒幅疲勞試驗，恒幅疲勞裂紋擴展試驗等。函數發(fā)生器軟件會(huì )自動(dòng)對控制量(例如載荷)的峰谷值進(jìn)行跟蹤修正，以保正在整個(gè)試驗過(guò)程中，每個(gè)峰值的動(dòng)態(tài)誤差典型值為±0.5%FS，試驗時(shí)操作人員可以動(dòng)態(tài)地改變峰值、谷值和頻率，也能進(jìn)行人工或自動(dòng)信號保持，如果自動(dòng)信號保持循環(huán)數間隔被設置，則試驗循環(huán)數每增加一個(gè)循環(huán)數間隔，軟件就會(huì )自動(dòng)把信號保持在設定的水平上，以方便于某些試驗數據的測量(如目測裂紋長(cháng)度)。軟件可選的波形有正弦波、三角波和方波。試驗結束后，軟件會(huì )將一些重要的數據存盤(pán)，例如試驗載荷、頻率、循環(huán)數和試驗時(shí)間等。該軟件也可進(jìn)行簡(jiǎn)單的靜態(tài)試驗。
2.5.3多功能試驗軟件：該軟件是一個(gè)柔性強，功能全的試驗軟件，用戶(hù)可以用其設計特殊的試驗方法，卻不需要編程。此軟件將伺服控制器具備的各種控制功能、數據采集功能和其他的一些輔助功能都以圖標的方式做在了一個(gè)面板上，用戶(hù)可以將這些功能圖標用鼠標拖放到試驗定義面板中，并將其按照用戶(hù)需求隨意組合起來(lái)，就可以按照用戶(hù)自定義的試驗方法進(jìn)行試驗。該軟件可用于隨機譜試驗。
2.6其他配置及必要附件：
2．6．1配置用于負荷傳感器。
2．6．2配置壓縮附具。
2.6．3配置用于伺服作動(dòng)器和恒壓伺服泵站的沖洗附件。
2.6．4所有液壓管件、高壓膠管均采用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，以保證整個(gè)系統無(wú)滲漏油現象。
1 主要技術(shù)性能指標：
1.1 最大靜態(tài)試驗力：±25kN，按1、10衰減倍數進(jìn)行分檔標定，示值精度每檔20% 起 ±1%。
1.2 最大動(dòng)態(tài)試驗力：±25kN，幅值波動(dòng)度不大于各檔±2%FS。
1.3 作動(dòng)器最大振幅：±75mm，示值精度20%起±1%FS。
3.4頻率范圍：0.1—10Hz 。
3.5主要試驗波形：由控制器支持。
3.6恒壓伺服泵站規格：流量40L/min，21Mpa，電機功率11kW；
3.7立柱間距：500mm；
3.8最大試驗空間：400mm。
4 主要元器件配置清單：
4.1主機框架（含作動(dòng)器主體）：自制，密封件，1套；
4.2伺服閥：21MPa,7MPa壓差下40L/min，1套；
4.3傳感器：拉壓力動(dòng)態(tài)負荷傳感器,過(guò)載能力150%，精度0.05% 1套；
4.4LVDT位移傳感器： ±75mm,精度0.05%,1套；
4.5油源，1套：額定壓力21MPa,額定流量40L/min.
（a） 電機（ABB）
（b） 高壓泵（馬祖奇）40L/min、21MPa齒輪泵；
（c） 溢流閥（立新）；
（d） 快速卸荷閥組（自制）；
（e） 冷卻器（國產(chǎn)）；
（f） 濾油器（粗濾器一只，精濾器一只）（國產(chǎn)，溫州黎明）；
（g） 蓄能器（國產(chǎn)）；
（h） 電接點(diǎn)溫度表、空氣濾清器、液位繼電器、壓力表等附件（國產(chǎn)）；
（I）油箱體及其它（自制）。
4.6控制器：（自制），1套(含接插件)；
4.7管路系統；
4.8研華工控就：打印機：HPA4(噴墨）；
4.9軟件（自制）；
4.10控制柜（自制）；
