一、WPG-100型電液伺服高低溫疲勞試驗(yàn)機(jī)概述
WPG-100KN型計(jì)算機(jī)控制電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)是WPG-XXX型電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)中的一款，主要用于對(duì)各種材料、零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)疲勞性能試驗(yàn)。
二、WPG-100型電液伺服高低溫疲勞試驗(yàn)機(jī)主要結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)
WPG-100KN型電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)主要由主機(jī)、恒壓伺服油源、液壓夾具、全數(shù)字伺服控制器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及其它必要的附件等組成。
1、主機(jī)
主機(jī)為雙立柱框架式結(jié)構(gòu)，伺服作動(dòng)器上置,通過液壓升降、夾緊、松開橫梁調(diào)整試驗(yàn)空間。主要包括移動(dòng)橫梁、橫梁夾緊松脫機(jī)構(gòu)、立柱、伺服作動(dòng)器、升降油缸、工作臺(tái)、橫梁夾緊及升降液壓模塊等部分。
1.1 移動(dòng)橫梁：工作臺(tái)和橫梁為整體鋼件精加工而成，工作臺(tái)和導(dǎo)向柱采用進(jìn)口脹緊套連接，有效消除連接間隙，保證橫梁升降平穩(wěn)順暢；橫梁內(nèi)置液壓夾緊松脫機(jī)構(gòu)，采用液壓升降、液壓夾緊、預(yù)拉應(yīng)力松開式結(jié)構(gòu)，保證動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的穩(wěn)固可靠，同時(shí)保證在非試驗(yàn)狀態(tài)時(shí)橫梁鎖止不動(dòng)。
1.2 升降油缸：用于橫梁的上下移動(dòng)，調(diào)整試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)空間。選用標(biāo)準(zhǔn)化系列工程油缸，性能穩(wěn)定，外形美觀，質(zhì)量可靠。
1.3 立柱：雙立柱結(jié)構(gòu)，選用韓國(guó)太敬公司產(chǎn)品，外表面采用電鍍硬鉻處理，具有強(qiáng)度高，剛度大，保證橫梁升降順暢及動(dòng)靜態(tài)試驗(yàn)的高剛度要求，生銹。
1.4 橫梁運(yùn)動(dòng)液壓模塊：包括移動(dòng)橫梁液壓夾緊、松開、上升、下降等液壓控制閥組，保證動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)有的可靠性。
1.5 力傳感器：置于工作平臺(tái)移動(dòng)橫梁上面，采用輪輻結(jié)構(gòu)形式，具有測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性好、抗側(cè)向力好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；負(fù)荷傳感器與作動(dòng)器活塞桿連接采用法蘭或預(yù)應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)，消除連接間隙，保證動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的控制精度。
1.6 伺服作動(dòng)器：置于移動(dòng)橫梁上部，是試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的關(guān)鍵部件：
a、我公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的伺服作動(dòng)器是等截面積雙出桿的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性好、頻響高、控制精度高、抗側(cè)向力好等優(yōu)點(diǎn)；缸體和缸蓋均經(jīng)過高精度的珩磨處理，活塞桿表面鍍硬鉻并經(jīng)過特殊工藝拋光處理，以上滿足進(jìn)口密封件所要求的高硬度和高光潔度要求，并可充分發(fā)揮進(jìn)口密封件的優(yōu)良的密封效果，使作動(dòng)器的阻尼小，啟動(dòng)壓力低，提高密封件和作動(dòng)器的使用壽命。
b、雙活塞桿對(duì)稱結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性及正反向?qū)ΨQ性好，動(dòng)態(tài)性能穩(wěn)定，無爬行。
c、密封結(jié)構(gòu)合理。采用間隙材料密封結(jié)構(gòu)，活塞與缸體、活塞桿與端蓋之間采用進(jìn)口高速密封元件密封，密封可靠，摩擦力小。外置的穩(wěn)壓器保證伺服閥的壓力口的控制壓力穩(wěn)定性，有利于提高控制精度，3μ的過濾器可以保證油液的清潔度，保證伺服閥和密封件的使用要求。
d、活塞桿與端蓋之間采用高速耐磨支承環(huán)并使活塞桿為中空形式,保證作動(dòng)器質(zhì)量小、剛度大、抗側(cè)向載荷能力強(qiáng)。
e、活塞 、活塞桿表面鍍硬鉻層，保證作動(dòng)器*使用壽命。
f、作動(dòng)器內(nèi)置無接觸位移傳感器，外置電液伺服閥，結(jié)構(gòu)緊湊、合理，作動(dòng)器本身已具有了力、位移兩個(gè)測(cè)試回路。
g、電液伺服閥：置于作動(dòng)器外部，采用MTS公司或MOOG公司G系列伺服閥，該閥的頻響可以達(dá)到70Hz，*可以保證靜態(tài)實(shí)驗(yàn)的精度要求和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的高頻響要求。
h、作動(dòng)器內(nèi)部?jī)啥藰O限位置設(shè)計(jì)有液壓緩沖區(qū)，避免運(yùn)行失控產(chǎn)生損傷。
i、磁致伸縮位移傳感器是非接觸測(cè)量，尤其使用速度高的情況，可以避免高速運(yùn)動(dòng)造成接觸式測(cè)量傳感器發(fā)熱、穩(wěn)定性不好等問題，能保證傳感器**穩(wěn)定工作。
2、恒壓伺服油源
全封閉油箱容積為泵流量的4-6倍，配有空氣濾清器、溫度傳感器、液位傳感器等。油箱內(nèi)部經(jīng)過酸洗、磷化等處理，保證不污染油液。溫度傳感器和泵站控制系統(tǒng)組成PID閉環(huán)溫度控制，可以適時(shí)啟動(dòng)油液冷卻裝置，保證系統(tǒng)的元件工作在適宜的油液溫度下。泵站壓力21Mpa、系統(tǒng)流量100L/min，按標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造，技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定。
2.1 油源系統(tǒng)
系統(tǒng)由油泵、電機(jī)、壓力調(diào)整閥組、蓄能器、濾油器、冷卻系統(tǒng)、油箱、中繼穩(wěn)壓模塊、管路系統(tǒng)等部分組成。
a、 采用三級(jí)過濾（油泵吸油口過濾精度100μ，油源出口過濾精度3μ 、中繼穩(wěn)壓模塊過濾精度3μ）裝置，保證伺服閥在高清潔度的環(huán)境下工作。
b、主機(jī)與油源之間短管路采用始末端二級(jí)穩(wěn)壓蓄能，而長(zhǎng)管路采用末端一級(jí)穩(wěn)壓蓄能，保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定性。
2.2 油泵電機(jī)組
a、 選用電機(jī)，性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。
b、 油泵選內(nèi)嚙合齒輪泵，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，該內(nèi)嚙合齒輪泵的主要特點(diǎn)是：
● 采用用軸向和徑向加壓方式，提高了效率，這一技術(shù)是其。
● 采用漸開線內(nèi)嚙合齒輪嚙合傳動(dòng)，噪音低， 具有優(yōu)良的耐久性和長(zhǎng)壽命。
c、油泵吸油口配置過濾精度為100μ的過濾器來保證油泵的可靠性和耐久性。
d、油泵倒置安裝以減小振動(dòng)和噪音。
2.3 穩(wěn)壓蓄能裝置
a、 配置過濾精度3 微米的精密過濾器，過濾器具有堵塞發(fā)訊裝置，過濾器的安裝位置便于更換濾芯。
b、 配置蓄能器進(jìn)行蓄能穩(wěn)壓，保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。
2.4 伺服油箱
a、全封閉標(biāo)準(zhǔn)伺服油箱，油箱容積按各試驗(yàn)臺(tái)流量的4-6倍設(shè)計(jì)。
b、具有溫度測(cè)量、油位顯示功能，配有空氣過濾裝置。
c、配置直列式水冷卻器安裝在系統(tǒng)回油管路上（或獨(dú)立的冷卻循環(huán)系統(tǒng)）。
2.5 中繼穩(wěn)壓模塊
a、作為連接油源與作動(dòng)器（伺服閥）系統(tǒng)的中繼站，進(jìn)一步保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及液壓油的清潔性。
b、其上配置進(jìn)、回油蓄能器、過濾精度為3μ的精密過濾器（帶堵塞發(fā)訊報(bào)警裝置）。
c、管路系統(tǒng)：包括油源至中繼穩(wěn)壓模塊、中繼穩(wěn)壓模塊至作動(dòng)器的管路、接頭及密封件，全部采用優(yōu)質(zhì)元器件；軟管和接頭采用24度錐形、O型圈配合密封，充分保證液壓管路系統(tǒng)無滲漏油發(fā)生；泵站及管路所用密封件均為保色霞板公司產(chǎn)品。
2.6 油源電氣控制系統(tǒng)
a、實(shí)現(xiàn)對(duì)油源系統(tǒng)的電氣控制。
b、油源系統(tǒng)具有溫度過限、濾油器堵塞、液位過低等自動(dòng)停機(jī)或報(bào)警功能。
c、具有近程和遠(yuǎn)程控制和急停功能。
2.7油源附件
隨機(jī)配置油源系統(tǒng)、作動(dòng)器及伺服閥的沖洗附件（電磁閥、分油器等）及沖洗用接頭，濾油器備用濾芯等附件。
3、WPG-801A型全數(shù)字DSP伺服控制器
它是采用自有技術(shù)研制開發(fā)的單通道電液伺服DSP控制器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的電液伺服閉環(huán)控制功能，系統(tǒng)以DSP數(shù)字信號(hào)處理器為主體，集PID調(diào)節(jié)、測(cè)量放大器管理、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理技術(shù)為一體，是目前國(guó)外電液伺服普遍采用的控制形式。這一系統(tǒng)主要由函數(shù)發(fā)生器、三通道伺服控制器及其伺服閥驅(qū)動(dòng)器等部分組成，并以伺服閥為單元模板化設(shè)計(jì)的依據(jù)，其上集成了以下幾個(gè)部分：
3.1 函數(shù)發(fā)生器：具有標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)（如正弦波、三角波、鋸齒波、梯形波、方波、斜波、組合波、自定義波等）發(fā)生功能，其函數(shù)特征由中樞計(jì)算機(jī)設(shè)定；也可通過中樞計(jì)算機(jī)接受外部數(shù)據(jù)。
3.2 三通道伺服控制器：這三個(gè)通道通常定義為位移伺服控制器、負(fù)荷伺服控制器、應(yīng)變伺服控制器，其通道定義、通道的啟閉、通道控制參數(shù)均由中樞計(jì)算機(jī)設(shè)定。
3.3 模態(tài)轉(zhuǎn)換控制器：只有開啟二個(gè)或三個(gè)伺服控制通道時(shí)才有意義，因?yàn)橥豢刂仆ǖ纼?nèi)的波形轉(zhuǎn)換己集成在本通道上。模態(tài)轉(zhuǎn)換控制器主要用來完成控制模態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)的擾動(dòng)問題。
3.4 伺服閥驅(qū)動(dòng)器：它主要由16位數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、電壓電流變換電路、顫振電路及功率驅(qū)動(dòng)器等組成，主要完成伺服閥的匹配及驅(qū)動(dòng)。
行存儲(chǔ)，用戶可用商用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行二次數(shù)據(jù)處理；
四、 WPG-100型電液伺服高低溫疲勞試驗(yàn)機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)
一、電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)
1、大負(fù)荷：100kN。
大動(dòng)態(tài)幅值：100kN。
2、負(fù)荷精度：示值的±1%，有效范圍為滿量程的2%—*。
3、作動(dòng)器行程（位移）：100 mm。
4、位移測(cè)量分辨率：±0.001 mm。
5、試驗(yàn)頻率：0~20Hz
6、試驗(yàn)振幅：2mm
5、變形測(cè)量精度：示值的±1%，有效范圍為滿量程的2%—*
6、函數(shù)發(fā)生器：正弦波、三角波、鋸齒波、方波、梯形波、斜波（沖擊波）、脈動(dòng)三角波、脈動(dòng)鋸齒波、脈沖波、自定義波、組合液壓系統(tǒng)額定流額定工作壓力21Mpa，采用低噪音泵。電源采用三相四線制380ACV。
11、具有完備的保護(hù)功能：油源過壓保護(hù)，油溫互鎖保護(hù)，濾芯堵塞保護(hù)，位移、負(fù)荷、變形上下限設(shè)定超限保護(hù)，伺服閥失控保護(hù)，電機(jī)過流保護(hù)等，試驗(yàn)過程中可做到無人值守。
12、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由品牌機(jī)、打印機(jī)及系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等組成，幾乎全部操作均在中文虛擬面板上及遠(yuǎn)程手動(dòng)面板上進(jìn)行，操作直觀便捷，輕松完成試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置、試驗(yàn)控制、數(shù)據(jù)分析與處理；負(fù)荷、變形、位移具有多種顯示模態(tài)，如瞬時(shí)值、峰谷值、平均值和幅值等；直接顯示試驗(yàn)頻率、疲勞次數(shù)等工程量，統(tǒng)計(jì)、打印試驗(yàn)結(jié)果、試驗(yàn)曲線等。
二、WPG-100型電液伺服高低溫疲勞試驗(yàn)機(jī)恒溫試驗(yàn)箱
1．內(nèi)容積： （長(zhǎng)×寬×高）0.6m×0.2m×0.6m
2．溫度范圍： 室溫～500℃
3．溫度偏差： ±1℃
4．溫度波動(dòng)度： ≤±0.5℃
5．工作時(shí)間： 72小時(shí)
