一、產(chǎn)品概述

1.設(shè)備簡介

單自由度液壓抗震模擬振動臺在垂直方向布有作動缸。主要用于模擬抗震仿真試驗。該系統(tǒng)推力大，能準(zhǔn)確模擬再現(xiàn)地震的振動環(huán)境，從而可以評價產(chǎn)品的抗震性能。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，滿足用戶所要求的性能指標(biāo)，可按照客戶的需求，安裝在地基上，或安裝于可移動的質(zhì)量塊上。

根據(jù)一定的理論試驗檢測及測定方法，對整車施加在真實有效的工況下的載荷進(jìn)行試驗測定，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析處理，得到對應(yīng)的載荷頻譜；有效進(jìn)行試驗時，對此載荷頻譜通過該設(shè)備進(jìn)行正常試驗，測定試驗結(jié)果與實際工況下承受的真實有效載荷結(jié)果相一直。

該試驗裝置隸屬于地震抗震模擬振動試系統(tǒng)，目的是能夠快速有效檢測出產(chǎn)品在地震中的抗震效果在振動環(huán)境中所表現(xiàn)出來的相關(guān)技術(shù)參數(shù)和數(shù)據(jù)。

該試驗設(shè)備可提供0-15000kg的加載力，并能夠?qū)崿F(xiàn)加載力的PID閉環(huán)控制；

單軸振動頻率可調(diào)范圍1~60Hz，可在電腦上自行設(shè)定；

可獨立控制，包括目標(biāo)零點控制和定位；

單作用最-大位移±120mm，控制精度1mm；

荷載最-大載重15000kg；

本試驗臺屬于非標(biāo)專項設(shè)備，該技術(shù)方案詳細(xì)介紹了設(shè)備的工藝設(shè)計參照標(biāo)準(zhǔn)、主要性能參數(shù)指標(biāo)、控制原理及零部件組成等內(nèi)容，能夠讓客戶更好的了解本設(shè)備，并與其他產(chǎn)品進(jìn)行比較，以便更好地選擇符合技術(shù)要求和檢測標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。

二、主要技術(shù)指標(biāo)：

作動缸數(shù)量：1套  系統(tǒng)具備可擴(kuò)展動作缸能力，預(yù)留基礎(chǔ)、相關(guān)接口等

在前期設(shè)計時就要預(yù)留好后續(xù)需要擴(kuò)充必要功能基礎(chǔ)，需要加大液壓站、油源、加壓泵多預(yù)留出通道、軟件要提前預(yù)留出控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)也需要加大預(yù)留出需要的冷卻量、還有地基和T型槽貼地板等都需要預(yù)留出位置和余量。

振動臺臺面參考尺寸：長3000mm寬3000mm

最-大荷載重量：≥15000kg

抗傾覆力矩：300kNm

臺面支撞型式：THK精密滾動直線導(dǎo)軌支撐

作動器推力：±250kN

作動器行程：±120mm

最-高工作頻率：≥50HZ

活塞最-大速度：≥lm/s

最-大加速度：≥1.2g

伺服閥：Moog公司進(jìn)口同服閥

控制波形：正弦波、三角波、地震波 、隨即波

三、方案概述：

3.1技術(shù)方案概述：

WS-ZD-FB286VT01型單自由度液壓抗震模擬振動臺采用多通道電液伺服協(xié)調(diào)控制技術(shù)，適用于對商用車輛、工程機(jī)械的整車系統(tǒng)進(jìn)行可靠性、耐久性、結(jié)構(gòu)安全性、行駛平順性等的試驗研究。同時亦適用于對車架、車身骨架、車軸、車橋等主要承載部件進(jìn)行受力、振動特性和可靠性、疲勞耐久性等動靜態(tài)性能試驗研究。通過試驗臺有效模擬車輛在實際作業(yè)中的各種實際工況、道路行駛模擬，測定車輛在各種工況下性能。方案集多通道電液伺服自動控制、協(xié)調(diào)加載、道路模擬、自動測量及數(shù)據(jù)處理為一體，以好的控制系統(tǒng)、控制技術(shù)為平臺，由試驗機(jī)制造廠商直接策劃并負(fù)責(zé)技術(shù)的組織實施，具有專業(yè)性好、可靠性高、技術(shù)、易于升級等特點。

試驗臺主要由主機(jī)（含泵站，四套垂直方向直線伺服作動器，承載平臺、試驗附具等）、控制系統(tǒng)、液壓模塊四部分組成。多通道系統(tǒng)控制原理框圖如圖1所示，每個通道控制框圖如圖2所示，試驗機(jī)結(jié)構(gòu)附圖見圖3.

3.2工作原理：垂直方向伺服直線作動器  (200kN、二套)安裝在前段上，通過托盤對被測試件施加載荷。垂直方向作動器(250kN)安裝在后端，通過托盤對試件施加載荷。作動器垂直安裝在平臺上。一臺分油模塊用于將泵站輸出的液壓油分為四路路，驅(qū)動各通道作動器工作，并具有穩(wěn)壓和過濾功能。全數(shù)字四通道協(xié)調(diào)加載伺服控制器和相關(guān)試驗軟件用于控制試驗過程及輸出試驗結(jié)果及報表。

3.2.1、主機(jī)：主機(jī)為平臺上固定垂直作動器方式，工作空間可調(diào)整。四套作動器通過底部法蘭剛性安裝在主機(jī)工作臺面上，工作臺面加工有T形槽，方便不同規(guī)格試件安裝，作動器上部放置托盤，。工作臺為鑄造平臺，通過地腳螺栓固定在地基上，保證整個試驗臺穩(wěn)固可靠。

3.2.2、作動器：伺服直線作動器是加載系統(tǒng)的核心部件，系統(tǒng)通過作動器對被測試件施加試驗力。本系統(tǒng)共有200kN作動器二套（垂向）、250kN作動器一套（垂直）組成。

伺服直線作動器由作動器本體、伺服閥塊組、三維無間隙關(guān)節(jié)支座、流體連接件等部分組成。作動器內(nèi)置LVDT位移傳感器用于測量試驗位移，負(fù)荷傳感器采用美國世銓公司試驗機(jī)專用動態(tài)高精度負(fù)荷傳感器。伺服閥采用英國STAR公司試驗機(jī)專用高響應(yīng)二級伺服閥。單元化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計的伺服直線作動器具有低阻尼、高響應(yīng)、高壽命、大間隙的特點，設(shè)計理念與國際試驗機(jī)公司同類作動器設(shè)計理念等同。作動器的密封元件全部采用進(jìn)口德國作動器專用高速密封元件。作動器活塞桿的支撐打破傳統(tǒng)設(shè)計，采用非金屬支撐、大間隙設(shè)計，具有高速不燒結(jié)自潤滑的特點。伺服直線作動器振幅極限位置設(shè)計液壓緩沖區(qū)，避免運行失控對作動器產(chǎn)生損傷。結(jié)構(gòu)特點：

a)    作動器與試樣連接采用消隙裝置，力值自動定心，減小側(cè)向力，降低高頻試驗時的沖擊，改善試驗波形。伺服直線作動器兩端采用三維無間隙關(guān)節(jié)支座，最-大限度的減少來自被試件側(cè)向力對作動器的損傷，關(guān)節(jié)支座結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計，拆除后可以進(jìn)行前后法蘭連接，關(guān)節(jié)支座軸承間隙磨損后可調(diào)整，保證試驗系統(tǒng)運轉(zhuǎn)靈活。結(jié)構(gòu)類似美國MTS公司249  Swivel Base。

b)    結(jié)構(gòu)型式：參照國際動態(tài)試驗機(jī)公司的伺服直線作動器結(jié)構(gòu)特點，采用對稱四通伺服閥控對稱作動器原理設(shè)計，雙出桿、雙作用。

c)    單元化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計的伺服直線作動器具有低阻尼、高響應(yīng)、高壽命、大間隙設(shè)計的特點，設(shè)計理念與MTS公司Series  244 Linear Actuators 等同。

伺服直線作動器外置國產(chǎn)試驗機(jī)專用高響應(yīng)兩級電液伺伺服閥。伺服直線作動器活塞桿的支撐打破傳統(tǒng)設(shè)計，采用非金屬支撐、大間隙設(shè)計、高抗側(cè)向力，具有高速

a)    不燒結(jié)自潤滑的特點。多級柔支撐組合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，起動壓力小于0.3MPa，無爬行現(xiàn)象。

b)   組合密封，高壓密封，低壓密封及間隙回管，油缸總成作到無滲漏油。組合密封結(jié)構(gòu)具有良好的互換性，方便維修。

c)  位移傳感器采用美國Schaevitz公司LVDT（線性可變差動變壓器位移傳感器），特點：具有無摩擦運動和真正的無限分辨率。精度高，可靠性高，位移傳感器內(nèi)置于活塞桿內(nèi)，運動靈活不受外來干擾。

d)   作動器活塞采用整體式活塞，特殊熱處理工藝，活塞桿簡采用超精加工，表面鍍鉻拋光達(dá)Rα0.4u，保證作動器高可靠性。

e)   伺服直線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。

3.2.3、分油模塊：用于將泵站液壓油分配給四套作動器。模塊通道數(shù)量：4；最-大流量400L/min，模塊配置過濾精度3u高壓濾油器、蓄能器等元件，進(jìn)一步提高各伺服控制通道之間的協(xié)調(diào)能力并保證各通道的獨立安全可靠工作。

試驗臺使用原有恒壓伺服泵站，因此試驗臺試驗過程中過載保護(hù)、試驗次數(shù)設(shè)定停止保護(hù)、試樣破壞停機(jī)保護(hù)、緊急停止保護(hù)等多種保護(hù)功能通過分油模塊完成。

3.2.4.參考標(biāo)準(zhǔn)

一般符合客戶定制標(biāo)準(zhǔn)，實驗設(shè)備的供貨和服務(wù)符合相應(yīng)行業(yè)的規(guī)定，或符合同等的安全要求。

ISO (國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)

IEC (國際電工學(xué)會)

GB (中華人民共和國國標(biāo))

客戶標(biāo)準(zhǔn)：客戶定制（電液伺服振動試驗）；

四、適用范圍及其他參考標(biāo)準(zhǔn)；

1、GB  50868-2013 建筑工程容許振動標(biāo)準(zhǔn)

2、GB  50007-2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范

3、JGJ  8-2016   建筑變形測量規(guī)范

4、EN  10305-4   精密鋼管交貨技術(shù)條件第四部分液壓氣動系統(tǒng)用冷拉無縫鋼管

5、DIN  2391  精密無縫鋼管交貨技術(shù)條件

6、DIN  4150  Structural vibration

7、DIN  876/III  planed / milled

8、DIN  EN ISO   3740:2001 Acoustics. Determination of sound power levels of noise  sources. Guidelines for the use of basic standards

9、ISO  2631  Mechanical vibration and shock -- Evaluation of human exposure to  whole-body vibration

10、IEC  61010-1 測量、控制和實驗室用電氣設(shè)備的安全要求

11、IEC  60364-1 低壓電氣安裝標(biāo)準(zhǔn)

12、GB/T  786.1-2009 液壓傳動系統(tǒng)及元件圖形符號和回路圖

一部分：用于常規(guī)用途和圖形處理的圖形符號

13、GB/T  3766-2001  液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件

14、GB  5226.1-2008  機(jī)械電氣安全 機(jī)械電氣設(shè)備

一部分：通用技術(shù)條件

15、GB/T  7935-2005  液壓元件通用技術(shù)條件

16、GB  11118.1-2011 液壓油

17、GB/T  14039-2002 液壓傳動 油液 固體顆粒污染等級代號

18、GB  19517-2009   國家電氣設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范

19、GB/Z  19848-2005 液壓元件從制造到安裝達(dá)到和控制清潔度的指南

20、GB/T  20421-2006 液壓馬達(dá)特性的測定

21、GB/T  23253-2009 液壓傳動 電控液壓泵 性能試驗方法