一、簡介:
復合材料疲勞試驗機廣泛應用于材料和零部件的動、靜態(tài)力學性能試驗,包括材料和零部件的拉伸、壓縮、低周和周疲勞等試驗。配置低溫箱可進行低溫力學試驗。
電液伺服動靜萬能系列試驗機的研制、開發(fā)過程中博采國際著名電液伺服動態(tài)試驗機公司的開發(fā)制造經驗,采用“單元化、模塊化、標準化”開發(fā)理念,吸取國際先進電液伺服動態(tài)試驗機技術,結合用戶的實際使用狀況設計而成。電液伺服動態(tài)試驗機的關鍵配套元件選用國際、同類產品的著名品牌產品。大大提了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,系統(tǒng)的關鍵單元和元件均采用當今國際先進技術制造,整個試驗系統(tǒng)的整體性能與國際著名動態(tài)試驗機公司產品技術水平相當。該系列產品具有使用方便,控制精度,可靠性好等特點。
復合材料疲勞試驗機是我公司研制的系列動靜萬能試驗機產品之一。試驗機主機、恒壓伺服泵站、液壓夾頭等關鍵部件為我公司設計制造,伺服閥、密封件等關鍵外購件均選用國際、同類產品的著名品牌產品,大大提了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,試驗機的整體性能與國際先進產品技術水平相當。
主要技術性能指標:
1、最大靜態(tài)試驗力:±100kN,靜態(tài)示值精度:按1、10衰減倍數進行分檔標定,示值精度每檔20%起±0.5%;
2、最大動態(tài)試驗力:±100kN;動態(tài)波動度:不大于±1%FS。
3、作動器最大振幅:±50mm,示值精度±0.5%FS。
4、頻率范圍:0.01—50Hz 。
5、控制方式:負荷、位移、變形控制方式,主要試驗波形:由控制器支持(包括正弦波、方波、三角波、斜波以及外部輸入波形);
6、最大試驗空間:750mm(含夾頭)。
7、立柱間距離:600mm。
8、恒壓伺服泵站規(guī)格:流量37L/min,21Mpa,電機功率18.5kW;
9、試樣夾持范圍:扁試樣厚0mm -6mm、6mm -12mm、12mm -18mm、18mm -21mm,圓試樣直徑5mm-10mm、10mm-15mm、15mm-20mm,20-30mm。
方案描述:
復合材料疲勞試驗機主要由一臺主機(下置100kN伺服直線作動器)、液壓夾頭及其液壓驅動模塊、一套恒壓伺服泵站(流量7L/min、系統(tǒng)壓力21MPa)、全數字單通道伺服控制器以及計算機打印機、相關試驗軟件、其它必要的附件等組成。
1、主機:主機為雙立柱框架式結構, 伺服直線作動器下置于主機框架內部。強迫液壓夾頭分別安裝在橫梁和作動器活塞桿頂端。主機橫梁調整采用液壓升降、液壓夾緊、彈性松開式結構,保證試驗過程中橫梁穩(wěn)固可靠,同時保證在非試驗狀態(tài)時橫梁保持鎖止不動。立柱外表面采用電鍍硬鉻處理,可有效增加立柱抗磨損能力,提防腐蝕能力,同時增加主機外形的美觀程度。
試驗機主機具有結構緊湊、橫梁升降自如、機架剛度、試件夾持可靠、對中性好、裝夾方便等特點,并可配備各種夾具和環(huán)境試驗裝置以擴展試驗功能。
1.1、主機為雙立柱框架式結構,雙立柱外表面采用電鍍硬鉻處理,進一步提外形的美觀程度,同時提防腐蝕能力;
1.2、橫梁可升降用于調整試驗空間,橫梁調整采用液壓升降、液壓夾緊、彈性松開式結構,保證試驗的穩(wěn)固可靠,同時保證在非試驗狀態(tài)時橫梁保持鎖止不動;
1.3、橫梁運動(升降、鎖緊)由橫梁驅動模塊控制兩只夾緊油缸和兩只升降油缸協(xié)調工作完成,驅動模塊采用專用手動轉閥控制,零泄露,可保證試驗的可靠性;
1.4、負荷傳感器安裝在橫梁下端面,用于測量試驗負荷。
1.5、主機工作臺前方設計試樣裝夾、橫梁運動和急停操作按鈕,便于試驗員方便操作。
2、作動器:
伺服直線作動器是試驗機的核心部件,試驗機通過作動器輸出試驗力。采用自有技術自行設計制造,作動器內置在主機下部,由作動器主體、液壓控制模塊和傳感器組成。
2.1、作動器參照國際著名動態(tài)試驗機公司的伺服直線作動器結構特點,采用對稱四通伺服閥控對稱作動器原理設計。作動器采用單元化、模塊化、標準化開發(fā)理念設計制造,采用多級柔支撐組合導向機構,具有低阻尼、響應、壽命、大間隙設計的特點。設計理念與MTS公司Series 244 Linear Actuators 完全等同。啟動壓力小于0.05MPa。無爬行現象。
2.2、作動器活塞密封采用格萊圈+導向帶密封方式,活塞桿密封采用斯特封+導向帶+防塵圈密封方式,所有密封元件全部采用進口德國Busak+Shamban伺服作動器專用速密封元件。伺服直線作動器活塞桿的支撐打破傳統(tǒng)設計,采用非金屬支撐、大間隙設計、抗側向力,具有速不燒結自潤滑的特點。組合密封,壓密封,低壓密封及間隙漏管,作動器總成作到無滲漏油。組合密封結構具有良好的互換性,方便維修。具有速不燒結、自潤滑的特點。以上密封方式可有效降低作動器的內摩擦阻力,提試驗機測試精度和作動器的使用壽命。伺服直線作動器頻率響應不小于75Hz。
2.3、伺服直線作動器振幅極限位置設計液壓緩沖區(qū),避免運行失控產生損傷。
2.4、伺服直線作動器位移傳感器內置于活塞桿內采用美國Schaevitz公司LVDT位移傳感器,運動靈活不受外來干擾,活塞桿采用超精加工,表面鍍絡拋光達Rα0.4u。
2.5、作動器外置安裝有由過濾精度為0.003mm精密濾油器以及具有消脈、蓄能功能的進回油路蓄能器、國產航天609所液壓伺服試驗系統(tǒng)專用兩級電液伺服閥組成的液壓模塊。精密濾油器安裝在電液伺服閥前,可有效防止電液伺服閥因液壓油污染造成堵塞。
2.6、負荷傳感器與液壓夾頭接螺桿處、活塞桿與液壓夾頭處設計有專用消除間隙裝置,進一步提動態(tài)響應性能。
3、強迫液壓夾頭:
強迫液壓夾頭由夾頭和液壓驅動模塊組成。液壓夾頭的作用是夾持被測試件,由夾具體、夾緊活塞、鉗口和相關附件組成。夾緊油缸嵌入在夾具體中,采用雙向夾緊方式,不管試樣厚度變化,始終保證試樣同軸度。夾緊活塞與夾具體研配,配合間隙更小,使得夾具體使用壽命更長。
3.1、夾頭、夾緊活塞等關鍵零件采用特殊熱處理工藝,具有硬度、耐磨性好等特點夾具體疲勞壽命更長。
3.2、夾頭使用密封件采用德國進口專用圈密封,具有更好的保壓性能?;钊麠U與夾具體之間安裝有專用防塵圈,能有效的防止試樣試驗時產生的鐵屑進入油缸內,更好保護活夾頭。
3.3、夾具體采用開式設計,裝夾試樣時平推進去,可方便試驗操作。鉗口上裝有試樣對中裝置,可以非常方便調節(jié),能有效保證試樣對中。平推式液壓夾具適用于夾持各種強度、硬度的螺紋鋼和普通金屬棒材、板材以及新型復合材料等強度、一般難以夾持的材料?;钊突瑝K采用剛性連接,缸體動作,使鉗口平行移動夾緊試樣,并減小夾緊瞬間的初始力。鉗口采用鑲塊式結構,更換鉗口方便、提效率。
3.4、強迫液壓夾頭為開式夾頭,裝夾試樣方便可口,特殊結構設計保證在全動態(tài)試驗力范圍內完成試件的拉壓試驗。
3.5、夾頭驅動模塊驅動液壓夾頭,夾緊力可以調節(jié),避免進行小負荷試驗時夾緊力過大對試樣造成的破壞。
3.6、試樣夾持范圍:扁試樣厚0mm -6mm、6mm -12mm、12mm -18mm、18mm -21mm,圓試樣直徑5mm-10mm、10mm-15mm、15mm-20mm,20-30mm。
4、恒壓伺服泵站:
泵站主要由底板、油箱、油泵電機組、閥塊、管路、冷卻系統(tǒng)等部分組成。用于提供試驗機工作的動力。
4.1、泵站油箱采用全封閉設計,可有效防止外界雜質進入液壓系統(tǒng)對液壓油的污染。油箱材料采用不銹鋼板,可有效防止金屬腐蝕對液壓油產生的污染。
4.2、油泵、電機組配置采用串聯(lián)雙彈性支撐方式,進一步減少泵站噪音。
4.3、油泵采用低噪音直線共軛內嚙合齒輪泵。直線共額內嚙合齒輪泵特點:在液壓行業(yè)被喻為“永不磨損的油泵”,用于、精、尖液壓系統(tǒng)。國際上幾大著名公司把它作為品牌產品來開發(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,直線共額內嚙合齒輪泵低噪音、無脈動、長壽命等卓越性能。低噪音:直線共額內嚙合齒輪泵其卓越特性為特殊齒輪設計,齒輪齒廊為直線,齒圈齒廓為直線共額線,工作時幾乎沒有困油區(qū),即使在速運轉,音頻仍平穩(wěn)平和。長壽命:直線共額內嚙合齒輪泵其長壽命特性取決于耐磨性,內部機械表面及各功能零件之間有一層油膜保護層,幾乎沒有磨損,即使使用一般液壓油,也不易磨損機件。另外,采用雙級加壓承擔壓力差的原理,在增加工作壓力的同時,也改善了泵工作條件,延長泵的使用壽命;
4.4、由主溢流閥、蓄能器、副主溢流閥、副溢流閥和換向閥、精密濾油器組成的低壓軟切換液壓模塊用于控制泵站輸出壓力;
4.5、泵站具有低壓啟動、壓切換的工作模式,可有效減輕液壓系統(tǒng)的沖擊;
4.6、泵站配置直列式水冷卻器(冷卻水用戶自備),用于液壓系統(tǒng)冷卻;
4.7、泵站配置雙電接點溫控表,液位控制計;具有油溫(低于10oC、于55oC)、液位、濾油器堵塞報警和停車保護功能
4.8、泵站配置美國派克PARK公司液壓管件和壓膠管,保證系統(tǒng)無泄漏;
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