PMS-500疲劳机使用说明书(修改版)

1、PMS-500数显式液压脉动疲劳试验机使用说明书 PMS-500数显式液压脉动疲劳试验机使用说明书济南时代试金试验机有限公司承蒙你选用PMS-P1200型屏显式液压脉动疲劳试验机，深表感谢，在使用本机前，请认真阅读“使用说明书”，在充分理解之后再开机使用，请您爱护本机，请正确使用，以便该机永远保持较高的精度和良好的运行状态。关于调速器的补充说明在PMS-500电控柜上有一个电磁调速电机控制器。当我们按键进行调速时，应当注意如果按下按键保持较长时间不动时，电机转速会急剧上升，电流急剧加大，可能会对机器形成冲击。因此在调速时，不要长时间按下按键不动，要用多次点动来实现调速。调速器的调速规律是：开始

2、时个位连续加1；当达到10时，变成连续加10；当达到100时，变成连续加100.记住这个规律，既可避免电机转速急速上升，又可快速调整转速。目录1用途及结构特点52主要技术规格53结构简述63.1 脉动器部分63.2主机控制柜73.3作动器84运输及安装95工作条件116试验机操作117电气说明138数显式试验力测量装置149试验机试验力的校正2010.附图2610.1脉动器（主机）外观图2610.2控制柜外观图2610.3作动器2610.4机械传动原理图2610.5液压原理图2610.6电路图2610.7电板端子接线图2610.8互连接图2610.9面板接线图261用途及结构特点本试验机主要用

3、于对各种较大型零件、部件及构件进行单向脉动压缩及弯曲疲劳试验。可以对各种桥梁，桁架，汽车地盘及前桥、后桥，机车车辆和各种钢筋混凝图构件等做脉动疲劳试验。该机应用广泛。该机在一定范围内产生主周期性的单向脉动，实现正弦波的动态疲劳试验。当脉动器的活塞位移量为零时，可作静态压力试验或保持长时间的压力试验，在试验机脉动器油缸上部有五个分油孔，根据试验要求可安装多个液压作动器进行多点动静试验。由于本试验机采用了电磁调速电机驱动，因此根据不同的要求，工作频率可在28HZ范围内任意选用，振幅的变化（增或减）和试验力的调整，由控制柜的强电控制部分来实现，试验机设有疲劳次数计数器，可按预选的疲劳次数自动停机或纪

4、录试验数据！试验机采用了机械液压结构，有完善的润滑系统及安全保护措施。在试验过程中，如果发现试件断裂，试验力超过最大试验力及润滑不正常等现象可自动停机，因此试验机性能稳定，安全可靠，保证了长时间运转试验工作的运行。该试验机可以配备专用的微机测控系统，它可以替代原控制部分的仪表，按钮，计数器及其他开关，从而实现自动操作和管理，具有自动测量闭环控制，LED数码显示和自动打印功能，系统另一个特点是可以设置的载荷递增进行程序控制加载（最大九级载荷谱），从而提高了疲劳试验机的科学水平，改善操作者劳动强度。在原机上配置微机系统实施容易，仅在原电气线路上引出微机接口就可以了，而不影响原试验机的所有功能，所以

5、具有很大的推广价值！（微机控制系统根据用户要求另行配置）2主要技术规格序号项 目 名 称规 格1最大静试验力500kN2最大动试验力500kN3工作频率范围（无级）28Hz4脉动器最大排量400ml/cycle5计数器6作动器规格及显示值6.1显示值25501002505006.2作动器最大静试验力kN25501002505006.3作动器最大动试验力kN25501002505006.4作动器活塞最大振幅mm1201207530156.5作动器活塞最大工作行程mm1201201201201206.6作动器活塞最大直径名义尺寸mm41.1258.1582.14130.03183.96.7作动器丝

6、杠最大伸出量mm3004506.8加长管长度（长管）mm65010006.9加长管长度（短管）mm3005006.10脉动头总高84511297主电机功率11kW8脉动器外形尺寸l X b X h1500x800x21009控制柜外形尺寸l X b X h450x570x184010重量净重Kg毛重Kg3结构简述3.1 脉动器部分脉动器（主机）是产生脉动力的主要机构，是由电动机、曲轴连杆机构、脉动油缸、试验力保持阀、高压油泵及润滑系统等部分组成。3.1.1脉动器的结构原理参见附图四（或附图一）,是由电磁无级调速电机经由皮带，带动飞轮使曲轴（9）旋转带动连杆（10）（11）（12）共同沿扇形齿轮

7、架（8）做往返摆动，由连杆（12）带动脉动头内的活塞杆（14）、活塞（13）做上下往复的位移运动，使油路系统的油压产生脉动变化，其脉动变化符合正弦波运动规律。振幅的增大或减小，可启动控制柜上的“振幅增”，或“振幅减”按钮使脉动器上的微电机（2）带动小蜗杆（3），涡轮（4）旋转，再由大蜗杆（5）、大涡轮（6）、齿轮（7）带扇形齿轮架（8）,沿“A-B”方向运动，扇形齿轮架沿A方向运动时，脉动油量增多，如右图所示，扇形齿轮架沿“B”向运动时，脉动油减少，当O，O两点向重合时，脉动活塞位移为零，液压系统处于静力状态，如左图所示。3.1.2试验力保持阀，是控制动态试验力下峰值和长时期保持静态压力的主要

8、机构，由阀体、弹簧、框架、阀门组成，参看附图四，下峰值（或静压力）调整时，应启动控制柜上的“试验力增”或“试验力减”按钮，使微电机（18）转动，带动蜗杆（15）、蜗轮（16）使丝杠（17）沿垂直方向运动，带动拉伸弹簧（19）受力，则拉伸弹簧受力越大，下峰值（或静压力）就越大，通过拉伸弹簧（19）、框架（20）、活塞（23）使钢球（22）产生不同的压力变化来实现脉动试验力下峰值或静压力的保持。在静压时，如果因为供油量不足，或使用多个作动器时，应选用较高频率（最高8Hz），来保证压力。3.1.3高压油泵主要用于补充油路系统的压缩用油，该油泵结构为径向柱赛式在机座下部的左侧，由脉动器曲轴端部的皮带轮

9、经皮带，带动油泵旋转，使油箱内的油进入油路系统，保持足够的压缩用油，对多余的油经试验力保持阀的溢油系统回油箱。3.1.4润滑油泵，主要用于机械运动部分的润滑和快速充油，该油泵装在机座下部的右侧，由曲轴皮带轮带动齿轮泵旋转供油，在润滑系统中设有管路通向各润滑点，并设有压力继电器、安全阀及快速充油电磁阀换向阀。这些液压元件均安装在主机的前面，保证正常润滑及安全操作，加快试验进程。3.2主机控制柜控制柜包括试验机的电气操作控制和试验力的电气测量部分，由电气控制按钮面板、电气安装板、液压控制阀体及试验力测定装置，参见附图二。在控制柜前面的上部装有试验力的电气测量部分，中部的电气控制面板上各种控制按钮开

10、关，控制主电机的电磁调速控制器，主机电流表。试验次数计数器，主要用于试验次数的设定，次数的纪录和控制。在试验开始前，将计数器清零，开始实验时，打开计数器开关，计数器开始工作，当试验次数达到设定次数时，可自动停机。在下部的面板上，装有二个液压开关旋钮，即：试验力测量阀，卸除试验力阀。控制柜下部左侧装有一个油路开关阀，这个阀的作用是在关闭时切断控制柜与脉动器高压油路的，在一般正常工作中应是常开的。控制柜内部装有电气安装板，频率控制器及接线板等。3.3作动器作动器是试验机施加试验力的执行机构，是一个独立配套件，备有不同的规格，用户可根据需要任意选择，并可在不同形式不同情况下安装使用。（参看附图三）当

11、脉动器的液压油进入作动器油缸（8）内，推动活塞（9）移动，经过丝杠（14），压头（17）使试验力作用在试件上，转动手柄（16），可调节丝杠（14）的伸出量，不同的作动器配有不同规格的加长管，可根据试验需要进行选用，在调节丝杠（14）上装有锁紧螺母（15），用来紧固丝杠（14）在底座与油缸之间装有钢球（2）起调心找正作用，当松开螺钉（20），压板(21)，螺母（4）时，可使油缸旋转，以便接通油管，但施加试验力时必须将以上松开部分全部紧固，做试验时松开高处放气螺钉排出空气后再拧紧。作动器的周围有数根拉伸弹簧，主要用于平衡活塞等活动部分的重量，在活塞等活动零件上，打有重量标记，拉伸弹簧上有刚度值标记

12、，这些数据是用于动态误差修正的，根据重量平衡情况，允许成对称的摘掉拉伸弹簧。作动器底座（3）上，有四个调整螺杆（5）、调整螺帽（4）及弹簧和指示标尺（1）在标尺上刻有1，2，3位置，根据总动器的秆状形式调节相应的位置。位置1：作动器竖直安装；位置2：作动器倒悬安装；位置3：水平安装或运输状态；作动器不同规格底座固定尺寸如下： 作动器kN尺寸mm2550100250500A400400400400400B250250250340370C260260260350350D18018018029032025252525257682901101204运输及安装4.1运输试验机的脉动器、控制器、附件工具及

13、作动器等分别装箱，箱内装有装箱单、合格证及使用说明书。搬运应小心轻放，防止冲击和振动，包装箱不得倾斜和倒置，不得放在物体的棱角上，不得受潮，不得接近有害气体。4.2安装4.2.1拆箱时应小心，不得强烈冲击和震动，拆箱后首先根据装箱单检查设备的成套性和技术资料文件是否齐全；4.2.2试验机安装在清洁干燥，无有害气体，温度正常且无震动的房间里；4.2.3 试验机脉动器一般应安装在混凝土的基础上（见安装地基图）并保持垂直，待水泥凝固后，将地脚螺钉紧固，控制柜安放在脉动器右侧；4.2.4应注意对试验机邮路的严格清洗，各管道油路及油箱应用煤油冲洗干净，安装合适后，再加入经过滤后的清洁润滑油（夏天有40号

14、液压油，冬天用20号液压油）。主机内部应保持足够的油量以满足液压系统、润滑系统的需要，其油量不得少于规定油量的三分之二。4.2.5试验机稳固安装后，将作动器安装在用户自备的加力架上，接通各油管和接地线。4.2.6电气接线和安全接地必须由专业电气人员进行施工，必须确保主机及电控柜可靠接地，才可以送电。4.2.7在开车前用手转动飞轮，认为无任何障碍后再启动主电机运转，并注意电机转动方向是否与箭头指示的方向相符合。 安装地基图5工作条件51 在室温20±10°C,相对湿度不大于80%范围内；52在周围无腐蚀性介质，无振动的环境中，无强磁场的环境中；53 脉动器在稳固的基础上铅重，

15、牢固的安装；54 加力架应符合试验要求；55作动器铅锤，与加力架牢固的连接；56 电源电压的波动范围不超过380V±10%。6试验机操作61试验前的准备611检查主机油箱内的油量是否充足，管路连接是否正确完好，无松动现象。612调整好计数器的预选疲劳次数，将计数值清零，待开机后将计数开关接通。613接通数显部分电源，预热30分钟后调节电气零点和标定（标定值为 ）并设定过载保护值。614调整好振动接触器，将振动开关接通。62试验机操作方法621接通三相380V主电源和零线，按“总开”按钮，电源指示灯亮。各工作部分接通电源。按“主机启动”按钮，脉动器（主机）转速自动升至低转速，润滑齿轮泵

16、开始工作。622设定试验频率；主电机皮带轮与飞轮的传动比为1:2.33；主电机转速乘0.43得飞轮转速，该系数在试验机出场时就设置好，请勿改动！按下（|）（起停键），电机进入运转状态，小数点灯亮-指示电机进入运转状态，然后根据试验要求按下控制器上的“” 或“”调节电机转速，达到试验所需频率，当按下“” 或“”键时控制器显示实际转速（主电机转速），松开按键1秒后显示折算后的飞轮转速。该转速除以60，即为试验频率。623关闭“卸除试验力”，打开“试验力测量阀”，按“充油”按钮，将油快速充满液压系统，使作动器活塞悬起一段，在压头即将接触而未接触试件（约2mm）时，按下电测系统的置零按键使试验力值显示

17、为“000.0”，按住按钮充油（不能超过3分钟），不再调整标定值。零位调整是在无振幅的条件下按“试验力增”按钮，使作动器活塞保持在悬起时进行的。624静态试验在使用多个小作动器或大作动器压力不易上市时应增加试验频率来达到。如发现显示器数值变动较大时，可调整“振幅增”或“振幅减”使显示数值趋于稳定。静试验力是由控制面板上的“试验力增”和“试验力减”按钮控制主机上的60W电机，改变“试验力保持”阀的压力来实现的。当静态试验时，先按第三条规定进行充油和数显表的零位调整，然后进行静态试验。625动态试验动态试验力（上峰值）是由控制面板上的“振幅增”和“振幅减”按钮来控制主机上的550W微电机，改变脉动

18、活塞位移量而实现，振幅的大小由主机计数器显出（数字）计数器显示出（数字4000时，为最大振幅）。当做动态试验时再根据第三条规定进行充油和电测系统的清零。再根据第四条规定增加静试验力，使力值达到试验要求且保持基本稳定，启动“振幅增”按钮使振幅（上峰值）逐渐增加到试验所要求的上峰值。上、下峰值保持稳定。在试验过程中应不断检调上、下峰值的状况。有关动态试验力的校正参见第八。试验开始或更换作动器及油路时，在液压系统内可能存在有气体，而影响到测量稳定性，应松开高处油管接头上的放气螺钉，将空气排出再紧固。当按“主机停止”按钮停机时，自动卸除试验力，同时频率指示、振幅指示及试验力指示均自动返回零位。63操作

19、注意事项做动态试验时，在大试验力或大振幅的情况下需要停机时，应先按住“试验力减”按钮和“振幅减”按钮使试验力和振幅全部回零，再打开“卸除试验力阀”，关闭主电机。在静态试验中，如发生试件偏移或其他紧急事故需立即停机时，可按“主机停止”和“试验力卸”按钮，直接卸除试验力和停止机器运转。但在一般情况下不得采用此方法。安全阀安装在主机前面的电磁换向阀处，安全阀的位置在出厂时已经调好，一般不要拆动。主机前罩内的蜗轮、蜗杆及滚动轴承部位要经常注入润滑油脂，保持充分润滑。主机油箱内的机油在一般情况下半年更换一次。在更换时，可打开主机前面的放油堵和圆盖板，将机油放掉后用汽油将油箱内清洗干净后，从主机侧面拧下油

20、堵，再换上经过滤干净的新机油。使用振动器，应接通电源（插头座在主机后面），调好振动器触点，放在试件或试验架的有关部位。当发生强烈振动时，振动器触点脱开，切断主机电源停止转动。用户根据试验要求，应自备高刚度的加力架，其自振频率应远远高于试验频率。由于本机选用的主电机的转速降低时功能减低，因此用户如需长期做低频，大试验力试验（即动态试验力）峰值在接近最大试验力，频率为2Hz而且试件的变形经常在60mm以上时，可与我厂联系采取措施，以保证长期疲劳试验的进行。7电气说明71线路由三相四线制380V供电，交流接触器KM1接通总电源。共有3个电机。711 M1主电机。采用电磁调速异步电动机。由配套的DEC

21、-8505A2电磁调速电动机控制器控制，达到2401200转/分（试验机频率100500次/分）的调速范围，由一只电流表监视其负荷的大小。712 M2振幅调节电机。由KM3、KM4控制，通过电机的正反转，使振幅的增减得到调节。713 M3试验力保持电机。由KM5、KM6控制，通过电机的正反转，使试验力的增减得到调节并保持。限位开关SQ2、SQ3分别控制振幅增减的极限。72主机运转手按电机开（SB4）按钮，中间继电器KA1接通，KM2接触器通电，主轴自动升速。主电机的停机分手动和自动两种，手按电机停（SB3）按钮实现手动停车。由于下述任一原因会引起自动停机：（a）试验力值超过上。（b）疲劳次数达

22、到了计数器预定的次数。（c）主电机过载，主机停止。（d）在使用振动开关时，振幅超过极限。（e）“充油”连续时间超过10秒。73两个电磁阀：YV1、YV2由220V供电。（a）延时继电器KT2的作用：保证停机时有一段自动卸荷放油的过程（约23分钟），然后关闭总电源。（b）延时继电器KT1的作用：保证在快速充油时不致因为润滑不足而停机(参见附图6、7、8)。8数显式试验力测量装置本试验机人机交互采用10.4寸彩色液晶屏显示和按键输入相结合的方式，操作方便，简单易用。为了保护液晶屏，延长其使用寿命，开机运行10分钟后液晶屏将进入屏保状态，按任意键液晶屏即恢复显示。8.1 液晶显示和按键操作说明打开测

23、量系统面板上的电源，液晶屏将显示运行界面画面8.1.1 运行界面运行界面液晶屏显示内容有：动（静）态；试验力上峰值和下峰值（静态时不显示上峰值和下峰值）；试验次数；试验频率；作动器规格；过载保护值。在运行界面下可进行的按键操作有：状态键，切换动静态显示；力置零，将当前试验力置为零；计数清零，将当前试验次数清零，按下此键时弹出对话框询问是否清零，选择是并按确定键计数清零，选择否按确定键计数值不被清零；标定，在静态显示状态按下此键弹出界面，显示当前值和标定值，可通过左右键选择是否保存当前值，按确定键退出，一般只在校准完成后保存一次，以后只是观察标定值和当前值的差别来断定当前试验机是否可用。8.1.

24、2 设置界面按设置键进入设置界面，设置界面显示内容有：作动器规格；过载保护值；预设试验次数；试验力校准；试验力实时值。可通过数字键及方向键进行设置，当设置完毕后按确定键将保存设定值。8.1.3 波形界面按波形键进入波形界面，波形界面显示内容有：力时间曲线；试验力上峰值和下峰值；试验次数。8.2 试验力校准试验力校准是一项关系到测量准确度的关键工作，必须认真、细致。校准前应先放好测力环，调整测力环零点。校准步骤：（1）为了防止校准过程中示值超过保护值停机最好先将七芯航空插头拔掉；（2）按面板上的设置键，在设置界面下通过方向键选择“重新校准”选项并按确定；（3）按运行键并切换到静态显示，对作动器充

25、油，当作动器接近测力环时，按置零键，此时试验力可能不是零，这是因为只有一个校准点的原因；（4）在设置界面下，将光标移动到校准选项下，输入校准值，增加试验力，当测力环达到输入的校准值时按确定键，校准工作完成。校准工作完成后，检验力值的准确性，检验的力值为作动器规格的20%，40%，60%，80%，100%五个点。当检验的某个力值点超过1%时，可单独进行校准修正，校准方法为校准步骤的第四步。当检验的力值满足要求时，将液晶屏切换到运行界面静态显示状态下，在试验力示值为零的时候按标定键，移动光标选择保存并按确定键，保存当前标定值。保存的标定值可能超过试验力保护值，当检验试验机当前是否可用时最好先将七芯

26、航空插头拔掉。接口名称：X102接口功能：停机保护接口定义见下表接口针号（扁平电缆）接口定义航空插头号（7芯）备注X102_1Open1710线扁平电缆X102_2Com1力过载6X102_3Close1力过载5X102_4Open34X102_5Com3计数到3X102_6Close3计数到2X102_7空接口名称：X102接口功能：计数输入接口定义见下表接口针号接口定义航空插头号（4芯）X102_8计数信号1X102_9地DGND2X102_10电源（+12V）3接口名称：X101接口功能：电源接口定义见下表接口针号接口定义备注X101_1+24VX101_2AGNDX101_3+5VX1

27、01_4GNDX101_5+12VX101_6GND接口名称：X108接口功能：压力传感器接口定义见下表接口针号（扁平电缆）接口定义备注X108_1传感器电源（-）X108_2传感器信号（-）X108_3传感器信号（+）X108_4传感器电源（+）X108_5模拟地9试验机试验力的校正91当做脉动试验时，必须要考虑到惯性力的影响。作动器活动部分及试件的质量均被往返上下移动，因而有一附加的惯性力作用在试件上，而数显表上所指示的值（上峰值或下峰值）实质上只表明油路系统压力，而不表明试件上受到的真实试验力，也就是说数显表上的显示值需要加上附加惯性力才是试件上受到的力，数显表显示值的修正按以下步骤进行

28、。从图中可知：Pu： 作用在试件上的最小有效试验力；Po： 作用在试件上的最大有效试验力；Pmin： 数显表上指示的最小试验力；Pmax： 数显表上指示的最大试验力；Pm： 平均试验力；Pn： 作用在施加试验力活塞上的试验力振幅；Pb： 惯性力（附加力）；2S： 运动物体的行程。油压试验力振幅Pn作用于施加试验力活塞Pb=PaPn （1）其中：Pa=作用于试件的试验力振幅；Pb=惯性力。惯性力亦可表示为试验力振幅函数 Pb=C×Pa C=校正系数或C=Pb/Pa（2）这样活塞试验力振幅Pn=Pn(1C)试件的试验力振幅Pa可以写为：Pa=S×K（3）其中，S=试件的变形 K

29、=试件的刚度惯性力Pb可以写为：Pb=a×M其中，a=加速度 M=运动部分的质量在正弦波的运动中Pb=M（4）=2SM=角速度以公式（3）及（4）中的Pa与Pb值代入公式（2）则得C=物体M=它的重量W除以重力加速度g即：M=代入公式中C=（5）其中：W：活动物体的重量牛g：重力加速度9.8m/秒：角速度=弧度/n：试验机的振动次数=60f次/分K：试件的刚度（包括加力架）牛/米f：试验机工作频率赫兹92举例从以下条件决定动态试验力的校正系数和校正量。根据（5）式知C=·2·式中：W运动部分重量包括：1W1：作动器活动部分（包括活塞缸罩、丝杠等），其重量分别打在该零件上。设W11300牛2W2：试件重量的一部分，当如上图形进行试验时，所考虑W2重量均为重量的1/3是合适的，（如果试验情况不同时-指试验方式及试件截面情况，则按照实际情况考虑）知其试件总重量4600牛W2=×4600=1560 NW=W1+W2=1300+1560=2860N式中：g=9.80米/秒k：试件刚度牛/米=S/P由静试验力试验则得：当P=2×10N时，变形S=0.4mm当P=20×10N时，变形S=4mm=0.2×10mm/N=