PWS系列電液伺服動靜試驗機系統(tǒng),是我公司研制的系列動態(tài)疲勞加載試驗系統(tǒng)產(chǎn)品之一。該系列產(chǎn)品具有輸出力范圍廣,控制精度高,使用方便,可靠性高等特點。該系列試驗系統(tǒng)在研制、開發(fā)過程中吸取電液伺服動態(tài)試驗機技術(shù),結(jié)合國內(nèi)用戶的實際使用狀況設(shè)計而成。伺服作動器、恒壓伺服油源、加載框架等關(guān)鍵部件為我公司設(shè)計制造,伺服閥、傳感器、密封件等關(guān)鍵外購件均選用國際主流型號產(chǎn)品,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,試驗機的整體性能與產(chǎn)品技術(shù)水平相當(dāng)。
該試驗系統(tǒng),既能進行動態(tài)的高、低周疲勞試驗、程序控制疲勞試驗,也能進行靜態(tài)的恒速率、恒應(yīng)變、恒應(yīng)力控制下的試驗和各種常規(guī)的力學(xué)性能試驗,還可進行斷裂力學(xué)試驗,也可以對廣義范圍上材料或構(gòu)件的疲勞壽命、裂紋擴展、斷裂韌性性能測試、實際試件的安全性評價、工況模擬等,通過更換附具,還可進行各類結(jié)構(gòu)件、部件以及總成件等的疲勞及靜態(tài)力學(xué)性能試驗。因此有著其它任何種類的試驗機所不能比擬的優(yōu)勢,是國際疲勞力學(xué)研究領(lǐng)域界最推崇的材料試驗設(shè)備。
二、試驗系統(tǒng)主要單元部分:
100kN高剛度主機:1套;
21MP、49L/min恒壓伺服泵站(油源):1套;
WB9100全數(shù)字伺服控制系統(tǒng):1套;
WinTest單通道動靜態(tài)試驗軟件包:1套;
高溫環(huán)境試驗箱:1套;
高溫試驗輔具工裝:(定制)
壓縮附具:1套;
水冷卻機組:1套;(用戶自配,供貨方提供型號)
計算機、打印機:1套;
管路、配件、工具等:1套;
下面對各單元部分進行功能及應(yīng)用情況描述。
標(biāo)準(zhǔn)機型正視圖
三、系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)。
1、試驗力單元:
動靜態(tài)試驗力:±100kN;
有效測量范圍:全程不分檔2%—100%FS;
靜態(tài)試驗力示值精度:小于±0.5%;動態(tài)試驗力示值精度:小于±1.0%;
試驗力平均負荷波動度:小于±1%;
試驗力動態(tài)負荷波動度:小于±2%;
2、位移單元:
系統(tǒng)位移:不小于±50mm(總行程不小于100mm);
動靜態(tài)示值精度:±0.5%FS;
3、作動器指標(biāo):
作動器有效行程:不小于±50mm(總行程不小于100mm);
工作壓力:21MPa;
試驗力±100KN;
前法蘭連接,安裝在工作臺下方
5、試驗頻率:0.01~100Hz;
6、主要試驗波形:正弦波、方波、三角波、斜波、半正弦、半三角、各類組合波形。
7、拉壓過零液壓強迫夾持楔形夾具;
夾緊力可調(diào)整;
試樣夾持范圍:扁試樣夾持鉗口:0 - 7mm、7-14mm、各1付; 圓試樣夾持鉗口:φ6-φ12mm、φ12-φ18mm、各1付;
帶預(yù)應(yīng)力調(diào)整環(huán);
帶同軸度調(diào)整裝置(本公司技術(shù));
8、壓縮及其他試驗附具:
直徑φ80mm
與液壓夾頭配套設(shè)計
可根據(jù)用戶要求制作各類試驗附具(選項);
9、恒壓油源參數(shù):
恒壓油源采用雙泵并聯(lián)結(jié)構(gòu),可單獨支配,能耗低、噪音小;
壓力:21Mpa;
流量:49L/min;
功率:380V 15kW+7.5KW
油箱凈容積350L;
10、控制器主要指標(biāo)
采用WB9100全數(shù)字式伺服控制系統(tǒng),可接 8 個通道;
采用WinTest單通道動靜態(tài)試驗軟件。
WB9100控制系統(tǒng)采用AMD520接口處理器及TI32位DSP控制處理器,軟件操作系統(tǒng)Win10。
函數(shù)發(fā)生器頻率:0.01~1000Hz。
控制方式:位移、負荷、應(yīng)變?nèi)N控制方式,各控制方式可自由平滑切換。
函數(shù)發(fā)生器波形:正弦波、三角波、方波、鋸齒波、單調(diào)波(斜波)及梯形波等。
供電:220V,不高于2kW;
調(diào)理單元具備位移、力、變形等閉環(huán)控制模式,控制模式可平滑切換;
靜態(tài)控制精度典型值優(yōu)于 0.5%FS,動態(tài)控制精度典型值優(yōu)于 1%FS;
配置中文試驗軟件,試驗配置文件,實驗報告,標(biāo)定文件等具有寫保護功能;
軟件界面簡潔大方,實時顯示試驗曲線,如時間-位移曲線,時間-負荷曲線,位移-負荷
曲線等。
具有試驗保護設(shè)置,負荷上下限保護,位移上下線保護均可自由設(shè)置;
自動記錄試驗數(shù)據(jù),數(shù)字示波器,數(shù)字電壓表功能。
11、主機框架參數(shù)
外形尺寸:約1280mm×700mm×2380mm(長×寬×高);
立柱間有效距:550mm;
可調(diào)整試驗凈空間:不小于1000mm;
立柱鍍硬鉻并拋光處理
上橫梁:液壓升降、液壓鎖緊
總重量:約1500kg;
四、系統(tǒng)的主要技術(shù)單元說明。
1、主機。
兩立柱框架式結(jié)構(gòu),伺服作動器下置(如圖示)。
1.1主機框架。
我司標(biāo)準(zhǔn)化單元產(chǎn)品;
兩立柱主機框架,立柱鍍硬鉻并拋光處理,立柱有效距:550mm;立柱直徑75mm。
上橫梁:液壓升降、液壓鎖緊??烧{(diào)整試驗凈空間:1000mm。
工作臺高度:720mm。
機架剛度:3 ×108 N/m ;
2.2 作動器。
置于主機工作臺下;
動靜態(tài)試驗力:±100kN。
作動器有效行程:+/-50mm(總行程100mm);
雙出桿活塞結(jié)構(gòu)。密封方式:導(dǎo)向環(huán)+伺服密封環(huán)(全部進口美國PARKER公司產(chǎn)品)。活塞桿鍍硬鉻,并采用本公司特殊工藝處理,作動器工作可靠,*滲漏油現(xiàn)象。
作動器內(nèi)置磁致伸縮位移傳感器,外置電液伺服閥。
作動器振幅極限位置設(shè)計液壓緩沖區(qū),避免運行失控產(chǎn)生損傷;
2.3傳感器與伺服閥。
負荷傳感器:美國世銓公司產(chǎn)品,+/-100kN,過載能力150%。安裝于上橫梁,配有調(diào)節(jié)同軸度裝置(本公司技術(shù)),配自鎖緊裝置進行負載下的預(yù)應(yīng)力瑣緊,出廠前,對傳感器標(biāo)定完畢。
位移傳感器:美國MTS,+/-75mm,內(nèi)置于作動器活塞內(nèi),出廠前,對傳感器標(biāo)定完畢。
電液伺服閥:美國MOOG高頻向伺服閥,7Mpa壓差下,流量63L/min,壓力21MPa,集成安裝在作動器上。
2.4 試驗附具。
2.4.1液壓強迫夾持夾頭。一套;
液壓強迫夾持,工作壓力21Mpa,滿足材料拉壓過零高低頻疲勞試驗要求。
工作壓力可調(diào)整,調(diào)整范圍1MP-21Mpa;
開式結(jié)構(gòu),鉗口更換方便。
帶自瑣螺母于主機上部負荷傳感器及下部作動器活塞相連。
圓試樣夾持鉗口:2副;扁試樣夾持鉗口:2副;(可擴展)
2.4.2 壓縮試驗夾頭。一套;
直徑φ80mm;
與液壓夾頭配套設(shè)計。
其他附具與液壓夾頭配套設(shè)計。
2.4.4 提供附具接口圖紙;
3、液壓控制操作面板:
直接配置在試驗機主機前部,方便試驗操作。
配置橫梁升降液控閥組,控制橫梁的上升、下降,夾緊、松開等功能;
配置液壓夾頭液控閥組,控制液壓夾頭夾緊、松開等功能;
全部操作電控實現(xiàn)。
4、液壓伺服泵站。
總流量49L/min,壓力21Mpa。
總功率22.5kW,380V, 三相,50hz,AC。
泵站按標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計生產(chǎn)制造,技術(shù)成熟,性能穩(wěn)定;配置中繼穩(wěn)壓模塊,與作動器相連。
泵站由油泵、電機、高低壓切換閥組、蓄能器、濾油器、油箱、管路系統(tǒng)等部分組成;
過濾系統(tǒng)采用三級過濾:油泵吸油口,100μ;油源出口,過濾精度3μ;中繼穩(wěn)壓模塊,過濾精度3μ。
油泵選用德國德福內(nèi)嚙合齒輪泵,該泵采用漸開線內(nèi)嚙合齒輪嚙合傳動,噪音低,具有優(yōu)良的耐久性和長壽命;
油泵電機組配置減振裝置(選用減振墊),以減小振動和噪音;
采用高低壓切換閥組進行液壓系統(tǒng)的起停。
全封閉標(biāo)準(zhǔn)伺服油箱,油箱容積不小于260L;具有溫度測量、空氣過濾、油位顯示等功能;
5、管路系統(tǒng):
液壓軟管路全部采用美國PARKER公司產(chǎn)品。
主機與泵站間管路長度:3-6m(根據(jù)試驗室布局確定);
其他軟管路包括:液壓夾頭軟管路、升降油缸軟管路等全套美國進口。
6控制系統(tǒng)(含軟件系統(tǒng)):
全套采用國內(nèi)DL900全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)及并配套相關(guān)軟件系統(tǒng)
6.1控制器主要配置組成:
全數(shù)字獨立控制器與數(shù)據(jù)處理PCIE 1套;
試驗力信號調(diào)理單元,1套;
位移信號調(diào)理單元,1套;
引伸計信號調(diào)理單元,1套;
伺服閥驅(qū)動單元 1套;
信號發(fā)生器單元 1套;
液壓控制單元(泵站開/停 高/低壓切換等),1套;
接插件系統(tǒng):與伺服閥連接的接插件 1套;與傳感器連接的接插件 3套
7.1 DL900主要技術(shù)指標(biāo)。
全數(shù)字閉環(huán)控制,可以任意采集信號進行全數(shù)字PID控制。閉環(huán)控制頻率高達5kHz;
直接集成伺服閥驅(qū)動單元(二三級伺服閥驅(qū)動均可);
控制波形:正弦波、三角波、方波、斜波、鋸齒波、隨機波,且可實現(xiàn)各類波形的組合輸出。
控制方式:力、位移、變形PID閉環(huán)控制,并可實現(xiàn)任意控制模式的平滑無擾切換;
系統(tǒng)具有傳感器標(biāo)定、清零等功能;
具備完善的液壓控制功能,如:控制泵站開/停、高/低壓切換等;
提供多種接口板與各類傳感器及驅(qū)動單元配套。
7.2軟件系統(tǒng)。
基于Win7/Win10工作平臺開發(fā);
集成各類動靜態(tài)試驗功能與一體。
與WB9100高度集成,通過以太網(wǎng)完成上下位機的數(shù)據(jù)通訊。
對于動態(tài)試驗,可定義任意功能的試驗波形組合,形成試驗譜與試驗過程,控制試驗機完成各類復(fù)雜功能動態(tài)疲勞試驗。
對于靜態(tài)試驗,軟件集成材料試驗領(lǐng)域主要國際標(biāo)準(zhǔn),并針對中國市場提供GB標(biāo)準(zhǔn)軟件模塊,功能強大,既適合科研研究,也適合常規(guī)工藝研究。
數(shù)據(jù)采集、試驗步驟、數(shù)據(jù)存儲、試驗保護等各項功能均可以事件形式進行編程設(shè)定,從而協(xié)助用戶完成各類復(fù)雜功能的試驗操作。
軟件提供的快速疲勞試驗與靜態(tài)試
驗功能,可大幅度提高常規(guī)疲勞試驗與靜態(tài)試驗效率。
除高周疲勞試驗、低周疲勞試驗、常規(guī)力學(xué)性能試驗,如如金屬拉伸,壓縮、彎曲等。
軟件系統(tǒng)與WB9100配合,在控制試驗系統(tǒng)工作的同時,繪制附合客戶要求的各類曲線繪制與數(shù)據(jù)存儲。完成各類試驗管理、試驗報告打印等功能。