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產品簡介
詳細介紹
一、設備概況
1、設備的設計制作依據
本試驗臺是在我公司設計制作的同類產品基礎上，設計制作過程中綜合了國內外同類產品和十余家用戶方案的多次討論，參考了法國標準NFEN和日本標準JASO和JIS，以及相關同類設備的制造技術，綜合了各種標準的要求，將本項目的疲勞試驗由一臺緊湊的兩柱結構和一組智能化液壓站完成。設備自動化程度高，試驗成本低，可節省50%以上的電力費用；試驗頻率高，波形功能全，軟件功能強。設備體積小，特別適合國內從事前沿技術研究工作使用。
2、設備主要試驗功能
本試驗臺采用電液伺服的方式，全套設備都是由計算機測控，并有配套的試驗軟件，包括試驗控制、數據采集及其處理，可實現模擬試件的垂向工作狀態，進行百萬次（106）以上的疲勞試驗。
加載方式：載荷—頻率
控制加載波形：正弦波
本設備配備可推進式特制高低溫環境條件試驗箱，可進行常溫和-40℃～200℃的高低溫環境條件試驗。通過特殊設計推進（出）機構，可實現有高低溫境條件和無高低溫環境條件兩用試驗功能。
3、設備主要組成
本設備的主體是由兩剛性立柱組成主機框架，由計算機控制自動完成的作動器移動鎖緊機構、計算機測控系統組成，其余部分包括靈活實用的樣件安裝卡具組件，垂向加載作動器（±100kN）安裝機構，組合閥電流伺服控制系統，智能型節能液壓系統，負荷測控、變形測控、位移測控、數據采集與處理系統，及波形發生控制軟件系統。
試驗臺液壓系統由智能節能恒壓伺服油源、液壓分油濾油器、蓄能器、高性能數字八通道伺服測控系統、伺服控制器、計算機及相應控制測試系統軟件等部分組成。
本試驗設備液壓源采用變頻調速和軟啟動組合方式，疲勞試驗在小負荷小流量試驗時可大量節省能源，多達50%以上。整機功能37kW，小負荷耗電僅用5kW。
本設備采用智能液壓配油系統、主電控變頻調速柜、計算機控制臺控制。工作狀況穩定，保護功能強大。
二、主要技術要求及參數
1、控制系統
采用微機控制
控制方式：位移或載荷—頻率閉環切換控制，可手動控制或自動控制，保證在不同的加載速率下能夠連續線性測控，控制穩定可靠。
加載波形：正弦波
數據采集：可實現對載荷、頻率、位移、溫度等數據的實時顯示和記錄。采集精度高，采集頻率≥200kHz。
安全性：對載荷、位移、壓力和溫度等具有參數設定和超限保護功能。
2、垂向作動器
1） 垂向作動器：1個 zui大載荷：±100kN
2） 行程：0~100mm
3） 加載頻率范圍：0.5~10Hz
3、液壓伺服油源
油源系統總流量≥80L/min，壓力21MPa，具有油源啟動的手控/遙控選擇，電控的“低壓-高壓”軟啟動，油溫自動保護，自動超壓保護等功能，節能，符合環保要求。
系統失控時自動鎖定油缸，起到保護作用。
油源設有溫控保護、煙霧報警等安全措施。
4、冷卻裝置
液壓油源可配置水冷卻裝置，對循環水再冷卻，溫度低于10℃。（用戶自配）
5、高低溫環境箱
內容積（長×寬×高）參考尺寸：0.2m×0.2m×0.2m（以樣品zui大外形尺寸為準）
調溫范圍：-40℃~ +200℃；溫度差：≤ 2 ℃
溫度偏差：高溫≤±2℃，低溫≤±3℃
溫度波動度：高溫≤±1℃，低溫≤±1.5℃
濕度范圍：30～98% R.H
連續工作時間：≥ 72 h
6、疲勞試驗結構指標
（1）工位空間（長×寬×高）：30mm×30mm×50mm
（2）工作臺輪廓（長×寬）： 1000mm×600mm（由高低溫箱外形尺寸度確定）
（3）整機輪廓（長×寬×高）：1.1m×0.6m×1.3m
7、系統精度
載荷測量誤差：≤1 %
位移測量誤差：≤1 %
動態測量誤差：≤2 %
8、本試驗臺具有100萬次循環的良好運行能力。
三、主機結構原理與特點
1. 本設備是在一個剛性兩柱式封閉框架內，在臺面上裝有試驗用夾具。兩柱式框架的移動橫梁上裝有軸向加載作動器，對樣品施加具有一定振幅和一定頻率的動態載荷，載荷大小可連續調整。試驗全過程可在計算機控制下自動完成，打印輸出結果。
2. 兩柱式框架由兩個立柱裝在基座和橫梁上構成?？蚣芙Y構件剛性互聯，避免試驗平臺振動，減少整體振動。加載作動器固定在移動橫梁上，通過高強度鎖緊機構，實現垂向穩定可靠的加載功能。
3. 通過特殊設計推進（出）機構，可實現有高低溫境條件和無高低溫環境條件兩用試驗功能。
四、主要技術項目描述
1. 控制系統：采用位移與載荷數據閉環微機控制。
2. 控制方式：位移或載荷—頻率自動切換控制，手動控制與自動控制相結合；可變加載速率下連續線性測控，使控制功能穩定可靠。
3. 加載波形：正弦波
4. 數據采集：可實現對載荷、位移、頻率等數據實時顯示。高精度采集，采集頻率≥10K。
5. 安全性：對載荷、位移、壓力和溫度具有參數設定和超限保護功能。
6. zui大載荷： 100kN±0.5% 分辨率：1/10000
7. 位移測量： 0～100mm±0.2mm 分辨率：0.1mm
8. zui大振幅： ±15mm 頻率：0～10Hz
9. 變形測量：25mm±0.05mm 分辨率：0.005mm
10. 壓力測量： 0～21MPa±2kPa 分辨率：0.5 kPa；
11. 超限控制：
12. 負荷控制：+10%
13. 位移控制：±10mm
14. 壓力控制：+10%
15. 外徑控制：+20%
16. 樣品尺寸:15×15cm
17. 油溫控制：±5℃
18. 電壓保護：+10%
19. 欠壓保護：-15%
20. 漏電保護：有
液壓站參數：
變頻調速泵組:
a．工作壓力：21～28 MPa，zui大流量：80L/min
b． 15kW變頻調速1臺
c． 22kW軟啟動
作動器參數:
a．zui大負荷：100kN
b．zui大行程：0~100mm
c．zui大壓力：31 MPa
d．工作振幅：±5mm（zui大值）
e．工作頻率：0.1～10Hz
f．位移閉環：內置配套差動變壓器
負荷傳感器（1只）：美國世銓
輪輻式負荷傳感器：100kN±0.03% FS，
位移傳感器參數：
線性光電傳感： 200mm±0.2mm 分辨率：0.1mm
變形傳感器參數：
線性光電尺： 0～25mm±0.2mm 分辨率：0.1mm
五、伺服作動器組件
1. 伺服作動器
2. 伺服作動器是電液伺服系統中產生力和位移的施力裝置，是關鍵部件之一。該作動器設計上采用了多級柔性支撐組合式密封,位移傳感器內置于活塞中。負荷傳感器直接和作動器活塞桿剛性連接,從而保證作動器具有低阻尼,高頻響應的動態特性。
3. 負荷傳感器
4. 本設計提供0.03級的輪輻式高精度動態力學傳感器，其高度低，抗側向力性能好。
5. 位移傳感器
6. 本設計采用差動變壓器（LVDT）作為位移測量傳感器。阜新研究院生產的差動變壓器精度指標為0.2%F.S
7. 伺服閥
8. 本設計選用伺服閥， 100kN作動缸,動態伺服作動缸的頻響至關重要。本機選用優于30Hz伺服閥。
六、液壓系統泵站
液壓系統泵站主要由液壓泵組、油箱、電控柜、冷卻器、高低壓濾油器、高低壓閥、蓄壓器、循環泵組等組成。
1、液壓泵組
根據壓力為21MPa，流量為80L/min的要求，采用二泵組并聯組成，泵組總流量＞80L/min。高壓泵選用軸向柱塞泵。電機采用變頻交流電機。優點是噪音小，工作穩定可靠。二個泵組同時工作時，其噪音低于75 分貝，低于國家標準規定。試驗時可根據需要開啟1～2個泵組，其中一臺泵采用變頻調速，以節省能源，降低噪音。總能源節省約50%，同時也減少了油的發熱量。
2、電控柜
電控柜包括二臺泵組的星-角起、停主回路，其中一臺采用計算機控制智能型變頻調速器，工作組合由可編程邏輯控制器控制、各種輔助電路、操作顯示面板、及安全保護裝置組成。
二個主電機的起動采用*的軟起動技術，體積小，保證使用壽命并減少觸頭的維修。按國家有關電工規范設計制造大功率電路，確保安全。
可編程邏輯控制器用以控制各泵組的啟停、高低壓力的轉換、溫度、過載、液位、濾油等的保護、油循環泵組等輔助裝置的運行，并有操作顯示面板顯示監控，另設報警裝置報警?？删幊踢壿嬁刂破?，采用進口器件。
液壓源可與ZNK－0820控制器聯機操作，并有互鎖。即控制器上可以操作液壓源的高低壓閥，使之停止、低壓、高壓。在出現故障時，控制器可選擇停止油壓進行保護。
3、濾油器及蓄壓器
液壓源配套高壓及低壓濾油器以進行*級保護。本設備設有蓄壓穩定器對各泵組輸出油壓給預穩壓保護。
七、軟件功能及特點
我公司八通道控制系統是我公司的數字式控制系統，并提供ZNYS－0805系統軟件，配置我公司自行設計的軟件。
1. ZNK－0820控制器是我公司自主知識產權控制系統
2. ZNK－0820控制器是*的、應用zui廣泛的電液伺服多通道數字式控制器，可用于各通道的獨立加載多通道的協調控制。
3. zui高采樣速率，均大于200kHz。
4. 20位函數發生器，頻率為0.01～200Hz。
5. 測量系統20位,20點線性修正,可全量程或分級量程應用，保證精度。
6. 具有多種方式的數據采集系統，數據可存轉于Excel和Word文檔，并可在該文當下實現用戶自主編制報表，打印報告單。
7. 軟件功能強大，可以進行數據采集、處理、保存、打印，數據實時被顯示在屏幕上，實現全功能地、數字化地瞬間記錄試驗波形，描繪曲線，可以進行多條曲線比較。軟件中的歷史數據回放功能可以重現試驗過程、檢驗各種功能、驗證用戶的各種設置,可以讓用戶在試驗前就調試程序、在試驗后反復用試驗數據驗證、重現關鍵試驗的過程；數據庫管理、樣品比較等功能結合起來，直觀性較好，易于被用戶接受；通過windows遠程桌面連接到客戶端電腦上，來實現遠程專家分析。
八、試驗臺系統配置
1. 主機框架期工程
2. 垂向作動器一套（10t）
3. 負荷傳感器一套（10t）
4. 液壓伺服閥一只（10t一只）
5. 液壓伺服驅動一套（10t一套）
6. 液壓伺服控制一套（10t一套）
7. 位移檢測系統一套，200mm差動式一套。
8. 位移測試系統 200mm光柵式一套
9. 智能二單元組合式液壓源（80L）一套
10. 電機：15kW變頻電機一臺 22kW一臺
11.
（1）20kW 變頻器一套
（2）22kW 1500轉軟啟動一套
12. 液壓子站 一套
13. 智能電器控制箱一臺
14. 計算機控制臺一臺
15. 手控盒一只
16. 遠程控制盒一只
17. 八通道控制器一套
18. 遠程現場動態觀察系統一套
19. 配套電纜一套
20. 配套液壓管路一套
21. *的多通道ZNK-0820控制器一套
22. 頻率為0.001～200Hz 20位函數發生器一臺
23. 20位20點測量線性修正系統一套
24. 多功能不間斷電源正弦補償器一臺
25. 用于轉存于Excel和Word文檔轉換系統一套