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橡膠動(dòng)剛度彈性體試驗(yàn)機(jī) 電液伺服動(dòng)靜試驗(yàn)機(jī)-工作原理
閱讀：1358 發(fā)布時(shí)間：2013-3-12
1、該試驗(yàn)機(jī)的開發(fā)研制采用電液伺服動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)公司的開發(fā)制造經(jīng)驗(yàn)，采用“單元化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化”開發(fā)理念，電液伺服動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)的關(guān)鍵單元采用本公司設(shè)計(jì)的單通道伺服控制器，關(guān)鍵的配套元件選用、國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的品牌產(chǎn)品。大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，系統(tǒng)的關(guān)鍵單元和元件均采用當(dāng)今*技術(shù)制造，整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的整體性能與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)公司產(chǎn)品技術(shù)水平相當(dāng)。主要用于扶梯踏板等疲勞壽命試驗(yàn)。
1 方案描述：WAW-10電液伺服試驗(yàn)機(jī)主要由主機(jī)（上置10kN伺服直線作動(dòng)器）、一臺(tái)恒壓伺服泵（50L/min）、試金集團(tuán)設(shè)計(jì)的單通道伺服控制器，以及計(jì)算機(jī)打印機(jī)、相關(guān)試驗(yàn)軟件、其它必要的附件等組成。系統(tǒng)進(jìn)行工作的基本原理如圖1，系統(tǒng)控制框圖如圖2。
圖1 系統(tǒng)進(jìn)行工作的基本原理圖
圖2 系統(tǒng)控制框圖
2.1主機(jī)：
圖3電液伺服試驗(yàn)機(jī)照片
2.1.1橫梁運(yùn)動(dòng)液壓模塊采用零泄露液壓元件制造，保證高頻試驗(yàn)時(shí)具有較高的可靠性。
2.1.2夾緊油缸采用模塊設(shè)計(jì)，密封元件采用進(jìn)口美國(guó)派克公司產(chǎn)品，保證試驗(yàn)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)行可靠。
2.1.3伺服直線作動(dòng)器上置，內(nèi)置中國(guó)水科院LVDT位移傳感器，外置航空609研究所伺服閥、精度不大于3u國(guó)產(chǎn)溫州黎明（引進(jìn)德國(guó)賀德克技術(shù)）精密濾油
器以及具有消脈、蓄能功能的進(jìn)回油路蓄能器組成的伺服模塊。
2.1.4 伺服閥采用航空609研究所試驗(yàn)機(jī)高響應(yīng)兩級(jí)伺服閥F160A-250（21Mpa下流量250L/min）。
2.1.5 單元化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)的伺服直線作動(dòng)器具有低阻尼、高響應(yīng)、高壽命、大間隙設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)理念與MTS公司Series 244 Linear Actuators *等同。
2.1.6 伺服直線作動(dòng)器的密封元件全部采用進(jìn)口德國(guó)伺服作動(dòng)器高速密封元件。
2.1.7伺服直線作動(dòng)器活塞桿的支撐打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用非金屬支撐、大間隙設(shè)計(jì)，具有高速不燒結(jié)自潤(rùn)滑的特點(diǎn)。
2.1.8伺服直線作動(dòng)器振幅極限位置設(shè)計(jì)液壓緩沖區(qū)，避免運(yùn)行失控產(chǎn)生損傷。
2.1.9伺服直線作動(dòng)器與試件之間安裝有球鉸萬向結(jié)，減小或消除了活塞桿的側(cè)向力，使試驗(yàn)更加可靠。
2.1.10配置美國(guó)世銓天津公司負(fù)荷傳感器。
2.1.11主機(jī)前方設(shè)計(jì)橫梁運(yùn)動(dòng)和急停操作按鈕臺(tái)，便于試驗(yàn)員方便操作。
2.2恒壓伺服泵站：電機(jī)泵組配置串聯(lián)雙彈性支撐進(jìn)一步減少泵站噪音。泵站配
置國(guó)產(chǎn)低噪音交流電機(jī)，日本不二越（NACHI）低噪音共軛內(nèi)嚙合齒輪泵（直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵特點(diǎn)：在液壓行業(yè)被喻為“磨損的油泵”，用于高、精、尖液壓系統(tǒng)。上幾大公司把它作為品牌產(chǎn)品來開發(fā)和推廣，以確保在液壓行業(yè)的地位。與葉片泵、柱塞泵相比，直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵低噪音、無脈動(dòng)、長(zhǎng)壽命等性能。低噪音：直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵其特性為特殊齒輪設(shè)計(jì)，齒輪齒廊為直線，齒圈齒廓為直線共軛線，工作時(shí)幾乎沒有困油區(qū)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)，音頻仍平穩(wěn)平和。長(zhǎng)壽命：直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵其長(zhǎng)壽命特性取決于耐磨性，內(nèi)部機(jī)械表面及各功能零件之間有一層油膜保護(hù)層，幾乎沒有磨損，即使使用一般液壓油，也不易磨損機(jī)件。另外，采用雙級(jí)加壓承擔(dān)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(zhǎng)泵的使用壽命）；由主溢流閥（日本不二越NACHI）、蓄能器（中英合資奉化奧萊爾）、副主溢流閥、副溢流閥和換向閥（上海立新，引進(jìn)德國(guó)力士樂技術(shù)制造）、不大于3u國(guó)產(chǎn)溫州黎明（引進(jìn)德國(guó)賀德克技術(shù)）精密濾油器組成的高低壓軟切換液壓模塊；中日合資廣東神威生產(chǎn)直列式水冷卻器（冷卻水用戶自備）；液壓管件和高壓膠管；天津歐迪公司雙電接點(diǎn)溫控表；國(guó)產(chǎn)溫州黎明（引進(jìn)德國(guó)賀德克技術(shù)）液位控制計(jì)；具有油溫（低于10ºC、高于55ºC）、液位、濾油器堵塞報(bào)警或停車功能。
2.3 單通道伺服控制器：
2.3.1兩路信號(hào)調(diào)理單元：一路DC、一路AC（試驗(yàn)力DC、位移AC），具有位移、試驗(yàn)力兩個(gè)閉環(huán)控制回路。
2.3.2信號(hào)發(fā)生器波形種類：正弦波、方波、三角波、斜波以及外部輸入波。
2.3.3信號(hào)發(fā)生器試驗(yàn)頻率范圍0.1~50Hz。
2.3.4其他必要的I/O輸入輸出單元。
2.3.5兩級(jí)伺服閥驅(qū)動(dòng)單元。
2.3.6 PC通訊單元及驅(qū)動(dòng)程序。
2.3.7遠(yuǎn)程液壓泵站控制功能。
2.3.8計(jì)數(shù)器容量：108，具有斷電記憶功能。
2.4電液伺服動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)（系統(tǒng)）控制軟件TimeTestV2.0-D：
2.4.1系統(tǒng)管理軟件TimeTestV2.0-D01A：該軟件是整個(gè)全數(shù)字伺服控制器工作的基礎(chǔ)，其主要功能是管理控制系統(tǒng)的硬件資源、定義傳感器、數(shù)字控制參數(shù)調(diào)整、設(shè)置保護(hù)，顯示當(dāng)前控制模式、液壓和函數(shù)發(fā)生器狀態(tài)以及傳感器標(biāo)定，并且提供雙蹤數(shù)字示波器、數(shù)字伺服閥電流表和6塊數(shù)字電壓表用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。圖6是單通道試驗(yàn)助手系統(tǒng)管理軟件的主界面圖，圖7是雙通道試驗(yàn)助手系統(tǒng)管理軟件的主界面圖。該軟件主要用于恒幅動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，例如恒幅疲勞試驗(yàn)，恒幅疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)等。函數(shù)發(fā)生器軟件會(huì)自動(dòng)對(duì)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(yàn)過程中，每個(gè)峰值的動(dòng)態(tài)誤差典型值為±0.5%FS，試驗(yàn)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(hào)保持，如果自動(dòng)信號(hào)保持循環(huán)數(shù)間隔被設(shè)置，則試驗(yàn)循環(huán)數(shù)每增加一個(gè)循環(huán)數(shù)間隔，軟件就會(huì)自動(dòng)把信號(hào)保持在設(shè)定的水平上，以方便于某些試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量（如目測(cè)裂紋長(zhǎng)度）。軟件可選的波形有正弦波、三角波和方波。試驗(yàn)結(jié)束后，軟件會(huì)將一些重要的數(shù)據(jù)存盤，例如試驗(yàn)載荷、頻率、循環(huán)數(shù)和試驗(yàn)時(shí)間等。該軟件也可進(jìn)行簡(jiǎn)單的靜態(tài)試驗(yàn)。圖10是函數(shù)發(fā)生器軟件主界面圖。
2.5其它配置及必要附件：
2.5.1配置壓縮附具（直徑250mm）。
2.5.2配置用于標(biāo)定負(fù)荷傳感器的反力架。
2.5.3配置用于伺服作動(dòng)器和恒壓伺服泵站的沖洗附件。
2.5.5所有流體連接元件如液壓管件、高壓膠管（泵站至作動(dòng)器高壓油管按7.6m配置）均采用進(jìn)口公司產(chǎn)品，以保證整個(gè)系統(tǒng)無滲漏油現(xiàn)象，確保試驗(yàn)環(huán)境的清潔。