电液伺服动静万能试验机技术方案.doc

济南万测电气设备有限公司 / PWS100H电液伺服动静万能试验机技术方案书一、 系列产品概述：PWS系列电液伺服动静万能试验系统，是我公司研制的系列动态疲劳加载试验系统产品之一。该系列产品具有输出力范围广，控制精度高，使用方便，可靠性高等特点。该系列试验系统在研制、开发过程中吸取国际先进电液伺服动态试验机技术，结合国内用户的实际使用状况设计而成。伺服作动器、恒压伺服油源、加载框架等关键部件为我公司设计制造，伺服阀、传感器、密封件等关键外购件均选用国际主流型号产品，大大提高了系统的稳定性和可靠性，试验机的整体性能与国际先进产品技术水平相当。该试验系统，既能进行动态的高、低周疲劳试验、程序控制疲劳试验，也能进行静态的恒速率、恒应变、恒应力控制下的试验和各种常规的力学性能试验，还可进行断裂力学试验，也可以对广义范围上材料或构件的疲劳寿命、裂纹扩展、断裂韧性性能测试、实际试件的安全性评价、工况模拟等，通过更换附具，还可进行各类结构件、部件以及总成件等的疲劳及静态力学性能试验。因此有着其它任何种类的试验机所不能比拟的优势，是国际疲劳力学研究领域界最推崇的材料试验设备。试验系统主要单元部分：l 100kN高刚度主机：1套；l 21MP、40L/min恒压伺服泵站（油源）：1套；l SDC880全数字伺服控制系统：1套；l DynPack动静态试验软件包：1套；l 液压强迫夹持试验夹头：1套；l 压缩附具：1套；l 冷却机组：1套；（选配）l 计算机、打印机：1套；l 管路、配件、工具等：1套；下面对各单元部分进行功能及应用情况描述。标准机型正视图背面透明视图二、系统的主要技术指标。1、试验力单元：l 最大动静态试验力：100kN；l 有效测量范围：全程不分档2%100%FS；l 静态试验力示值精度：小于0.5%；动态试验力示值精度：小于1.0%；l 试验力平均负荷波动度：小于1%；l 试验力动态负荷波动度：小于2%；2、位移单元：l 系统最大位移：不小于75mm（总行程不小于150mm）；l 动静态示值精度：0.5%FS；3、变形测量单元：l 量程：10mm；l 测量精度：动态1%，静态0.5%；4、作动器指标：l 作动器有效行程：不小于75mm（总行程不小于150mm）；l 最高工作压力：21MPa；l 最大试验力100KN；l 前法兰连接，安装在工作台下方5、试验频率：0.130Hz；6、主要试验波形：正弦波、方波、三角波、斜波、半正弦、半三角、各类组合波形。7、拉压过零液压强迫夹持楔形夹具；l 夹紧力可调整；l 试样夹持范围：扁试样夹持钳口：0 - 7mm、714mm、各1付； 圆试样夹持钳口：612mm、1218mm、各1付；l 带预应力调整环；l 带同轴度调整装置（本公司专利技术）；8、压缩及其他试验附具：l 直径90mml 与液压夹头配套设计l 可根据用户要求制作各类试验附具（选项）；9、液压油源参数：l 压力：21Mpa；l 流量：40L/min；l 功率：380V 15kWl 油箱净容积350L；10、控制器主要指标l 采用SDC880全数字式伺服控制系统；l 采用DynPack动静态试验软件。l SDC880控制系统采用AMD520接口处理器及TI32位DSP控制处理器，软件操作系统Win7。l 函数发生器频率：0.01100Hz。l 控制方式：位移、负荷、应变三种控制方式，各控制方式可自由平滑切换。l 函数发生器波形：正弦波、三角波、方波、锯齿波、单调波（斜波）及梯形波等。l 供电：220V，不高于2kW；11、主机框架参数l 外形尺寸：约910mm650mm2620mm（长宽高）；l 立柱间中心距：600mm;l 最大可调整试验净空间：不小于900mm;l 立柱镀硬铬并抛光处理l 上横梁：液压升降、液压锁紧l 总重量：约980kg;三、系统的主要技术单元说明。1、主机。两立柱框架式结构，伺服作动器下置（如上图示）。11主机框架。l 我司标准化单元产品；l 两立柱主机框架，立柱镀硬铬并抛光处理，立柱有效距：600mm；立柱直径60mm。l 上横梁：液压升降、液压锁紧。最大可调整试验净空间：900mm。l 工作台高度：750mm。l 机架刚度：3 108 N/m ；2.2 作动器。l 置于主机工作台下；l 最大动静态试验力：100kN。l 作动器有效行程：+/-75mm(总行程150mm);l 双出杆活塞结构。密封方式：导向环+伺服密封环（全部进口美国PARKER公司产品）。活塞杆镀硬铬，并采用本公司特殊工艺处理，作动器工作可靠，绝无渗漏油现象。l 作动器内置（美国MTS进口）位移传感器，外置电液伺服阀。l 作动器振幅极限位置设计液压缓冲区，避免运行失控产生损伤；2.3传感器与伺服阀。l 负荷传感器：霍尼韦尔公司产品，+/-250kN，过载能力100%。安装于上横梁，配有调节同轴度装置(本公司专利技术)，配自锁紧装置进行最大负载下的预应力琐紧，出厂前，对传感器标定完毕。l 位移传感器：MTS美国进口，+/-75mm，内置于作动器活塞内，出厂前，对传感器标定完毕。l 引伸计：标距50mm，变形10mm,DC输出，出厂前对引伸计标定完毕；l 电液伺服阀：美国MOOG公司产品，7Mpa压差下，流量70L/min，压力21MPa，集成安装在作动器上。2.4 试验附具。2.4.1液压强迫夹持夹头。一套；l 液压强迫夹持，工作压力25Mpa，满足材料拉压过零高低频疲劳试验要求。l 工作压力可调整，调整范围3MP-25Mpa;l 开式结构,钳口更换方便。l 带自琐螺母于主机上部负荷传感器及下部作动器活塞相连。l 圆试样夹持钳口：4副；l 扁试样夹持钳口：4副；2.4.2 压缩试验夹头。一套；l 直径90mm; l 与液压夹头配套设计。l 其他附具与液压夹头配套设计。2.4.4 提供附具接口图纸；3、 液压控制操作面板：l 直接配置在试验机主机前部，方便试验操作。l 配置横梁升降液控阀组，控制横梁的上升、下降，夹紧、松开等功能；l 配置液压夹头液控阀组，控制液压夹头夹紧、松开等功能；l 全部操作电控实现。4、 液压伺服泵站。l 总流量40L/min，压力21Mpa。l 总功率15kW，380V, 三相，50hz,AC。l 泵站按标准模块化设计生产制造，技术成熟，性能稳定；配置中继稳压模块，与作动器相连。 l 泵站由油泵、电机、高低压切换阀组、蓄能器、滤油器、油箱、管路系统等部分组成；l 过滤系统采用三级过滤：油泵吸油口，100；油源出口，过滤精度3；中继稳压模块，过滤精度3。l 油泵选用德国德福内啮合齿轮泵，该泵采用渐开线内啮合齿轮啮合传动，噪音低，具有优良的耐久性和长寿命；l 油泵电机组配置减振装置（选用减振垫），以减小振动和噪音；l 采用高低压切换阀组进行液压系统的起停。 l 全封闭标准伺服油箱，油箱容积不小于500L；具有温度测量、空气过滤、油位显示等功能；5、 油冷却机组：1套；本系统提供交钥匙工程。即甲方购买本设备后，不需增加任何配置，即可直接开机使用。油冷机组主要用于对伺服泵站进行液压油冷却（电液伺服设备的必备功能），用户不必额外配置水冷却塔、水池等额外装置，占地面积小，伺服泵站配套性好（略增加成本）。l 无需冷却水，全自动工作，控制泵站油温在50以内。保证伺服控制系统在适宜的油温环境下工作。l 进口三洋压缩机制冷，外形美观；l 制冷量：不小于18kw/h；l 制冷剂：R22；l 压缩机功率：7.5kw以上；l 温控范围可调；6、管路系统： l 液压软管路全部采用美国PARKER公司产品。l 主机与泵站间管路长度：3-6m(根据试验室布局确定)；l 其他软管路包括：液压夹头软管路、升降油缸软管路等全套美国进口。7、 控制系统（含软件系统）：全套采用国内SDC880全数字伺服控制系统及并配套相关软件系统7.1控制器主要配置组成：l SDC880主机站，1台；l 试验力信号调理单元，1套；l 位移信号调理单元，1套；l 引伸计信号调理单元，1套；l 二级伺服阀驱动单元 1套；l 信号发生器单元 1套；l 液压控制单元（泵站开/停 高/低压切换等），1套；l 接插件系统：与伺服阀连接的接插件 1套；与传感器连接的接插件 3套7.2 SDC880主要技术指标。l 全数字闭环控制，可以任意采集信号进行全数字PID控制。闭环控制频率高达5kHz；l 直接集成伺服阀驱动单元（二三级伺服阀驱动均可）；l 内置信号发生器频率范围：0.001-600Hz，频率分辨率：0.001Hz；l 控制波形：正弦波、三角波、方波、斜波、锯齿波、随机波，且可实现各类波形的组合输出。l 控制方式：力、位移、变形PID闭环控制，并可实现任意控制模式的平滑无扰切换；l 系统具有传感器标定、清零等功能；l 具备完善的液压控制功能，如：控制泵站开/停、高/低压切换等；l 提供多种接口板与各类传感器及驱动单元配套。7.3软件系统。l 基于WinXP/Win7工作平台开发；l 集成各类动静态试验功能与一体。l 与SDC880高度集成，通过以太网完成上下位机的数据通讯。l 对于动态试验，可定义任意功能的试验波形组合，形成试验谱与试验过程，控制试验机完成各类复杂功能动态疲劳试验。l 对于静态试验，软件集成材料试验领域主要国际标准，并针对中国市场提供GB标准软件模块，功能强大，既适合科研研究，也适合常规工艺研究。l 数据采集、试验步骤、数据存储、试验保护等各项功能均可以事件形式进行编程设定，从而协助用户完成各类复杂功能的试验操作。l 软件提供的快速疲劳试验与静态试l 验功能，可大幅度提高常规疲劳试验与静态试验效率。l 除高周疲劳试验、低周疲劳试验、常规力学性能试验，如如金属拉伸，压缩、弯曲等。l 软件系统与SDC880配合，在控制试验系统工作的同时，绘制附合客户指定要求的各类曲线绘制与数据存储。完成各类试验管理、试验报告打印等功能。7.4 计算机、打印机。l 研华工控l 19 LCD 显示器。l Win7操作系统。l HP A4激光打印机。8、其他配套。l 伺服阀冲洗阀座：1套；l 备用滤芯：1套；l 试验用油：1套；l 专用工具：1套；l设备配置清单序号名 称数 量备 注 1主机（含作动器）1台自制内置美国进口密封原件 2液压强迫加头1套自制选配内置美国进口密封原件 3压缩附具1套自制 4磁致伸缩位移传感器1件美国MTS 5力传感器1件美国世铨（动态专用） 6伺服控制器1台SDC880 7商用电脑（含显示器）1套研华 8动静态中文软件1套自制中