电液伺服试验作动器

PWS-50型电液伺服减震器示功性能试验台技术协议一、 概述：PWS-50型电液伺服减震器示功性能试验台采用电液伺服控制技术，适用于对各种组合减震件及筒式减振器进行动静态性能试验(示功试验、速度特性)等。试验方法满足《QC/T545-1999 汽车筒式减振器台架试验方法》等标准规定的相关要求。该试验台采用一个泵站，泵站配备两台100升力士乐油泵，当使用流量小时，只需要开启一台油泵，当需求流量大时，两台油泵同时开启。两台油泵既可以合并成一路工作，也可以完全独立供油，互不干扰。给电路的安全启动和使用过程中的节能都起到作用。一、 主要结构和功能特点：1、 PWS-50型电液伺服减震器示功性能试验台主要由主机（上置伺服作动器）、恒压伺服泵站、全数字液压伺服控制器、减振器相关试验软件、疲劳试验冷却装置、必要的试验附具及附件等组成；2、 主机：主机为双立柱框架式结构，直线伺服作动器上置。由移动横梁、横梁夹紧松弛机构、立柱、伺服作动器、升降油缸、工作台、液压夹紧模块等部分组成；2.1 横梁为整体钢件精加工而成，内置液压夹紧松开机构，采用液压升降、液压夹紧松开方式升降横梁构，调整试验空间，操作方便，并充分保证动静态试验时横梁稳固可靠，同时保证在非试验状态时横梁锁止不动，为了减小主机的共振频率，底座采用球墨铸铁整体铸造，保证试验过程中的整机稳定性；2.2 升降油缸：用于横梁的上下移动，调整试验机的试验空间。柱塞式结构,性能稳定，外形美观，质量可靠；2.3 横梁夹紧油缸：移动横梁配置2套夹紧油缸，用于液压锁紧、松开横梁，实现移动横梁的液压夹紧、松开功能，为单活塞杆作用油缸结构，选用格莱圈（美国Park）密封，结构紧凑、密封可靠；2.4 横梁运动液压模块：包括移动横梁液压松开、上升、下降等液压控制阀组。采用进口（德国力士乐）成熟液压元件设计制造，保证动态试验时具有较高的可靠性；2.5 力传感器：置于移动横梁下面，选用世铨公司产品，测量精度高、动态响应性好、性能稳定；2.1 伺服作动器：置于中横梁上部，是试验机进行动静态试验的关键部件。a、 用国际先进技术(美国MTS公司技术)，按标准模块化单元设计生产制造，具有低阻尼、高响应、内泄漏小、抗侧向能力强的特点；b、 双活塞杆对称结构，稳定性好，动态性能稳定，静态无爬行；c、 密封结构合理。采用间隙材料密封结构，活塞与缸体、活塞杆与端盖之间采用进口高速密封元件（伺服格莱圈、斯特封）（美国Park）密封，密封可靠，摩擦力小；d、 活塞与缸体、活塞杆与端盖为大间隙配合，作动器在运行过程中，活塞杆表面会形成一层静压油膜，具有润滑和支承作用，有利于提高伺服作动器的使用寿命；e、 活塞与缸体、活塞杆与端盖之间选用进口高速耐磨支承环（美国Park）,作动器刚度大，抗测向能力强；f、 活塞、活塞杆表面镀硬铬层，并采取特殊工艺进行抛光处理，保证作动器长期使用寿命；g、 电液伺服阀：置于作动器外部，选用喷嘴挡板式高精度伺服阀，性能稳定，动态响应性好；h、 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；i、 作动器内置磁致伸缩位移传感器，外置电液伺服阀、力传感器（安装在移动横梁下面），结构紧凑，具有力、位移两个闭环控制回路；j、 磁致伸缩位移传感器与活塞杆之间非接触测量，无摩擦力，导向性好，能保证传感器无故障长期工作；k、 作动器外置稳压模块（配置3μ过滤器、进回油蓄能器），进一步保证系统压力稳定及油液的清洁度。l、 恒压伺服泵站：压力21Mpa、（系统流量100L/min、功率45KW）+（150L蓄能器组），按标准模块化设计生产制造，技术成熟，性能稳定：m、 3.1系统由油泵、电机、高低压切换阀组、蓄能器、滤油器、冷却系统、油箱、中继稳压模块、管路系统等部分组成；三级过滤（油泵吸油口，过滤精度100μ、油源出口，过滤精度3μ、中继稳压模块，过滤精度3μ）装置，保证伺服阀在高清洁度的环境下工作；3.2 油泵电机组：a、 选用皖南电机，性能稳定，技术先进，质量可靠；b、 油泵选用德国力士乐系列恒压变量泵，该油泵的特点：c、 油泵吸油口配置过滤精度为100μ的过滤器和手动截止阀；d、 油泵电机组配置减震装置（选用减震垫），以减小振动和噪音；3.3高低压切换阀组：采用成熟的电磁阀、溢流阀及节流阀组合技术进行高低压软切换（由伺服控制器自动控制）；3.4 稳压蓄能装置：a、 配置过滤精度3微米的精密过滤器，过滤器具有堵塞发讯装置，过滤器的安装位置便于更换滤芯；b、 配置蓄能器进行蓄能稳压，保证系统压力稳定；3.5伺服油箱：a、 全封闭标准伺服油箱，配置温度传感器、电子液位计等；b、 具有温度测量、空气过滤装置；c、 具有温度显示、温度设定、油位显示功能；3.6 系统配置直列式水冷却器安装在系统回油管路上（冷却水用户自备：压力0.7Mpa）；3.7 管路系统：所有高压软管总成、接头及密封件，全部采用进口元器件（美国ParK），充分保证液压系统无渗漏油故障发生；3.8 电气控制系统：a、 实现对油源系统的电气控制；b、 油源系统具有温度过限、滤油器堵塞、液位过低等自动停机或报警功能；1、 全数字液压伺服控制器：控制系统选用全数字液压伺服控制器，实现系统的电液伺服闭环控制及自动进行数据采集、处理功能。系统以一台计算机为主体，全数字PID调节，配以卡板式动态伺服测控卡、测控软件及数据采集与处理软件，可实现试验力、位移的动静态闭环控制和控制模式的平滑切换；4.1全数字液压伺服控制器主要组成：a、 计算机单元（联想品牌计算机）；b、 二路信号调理单元（力、位移）；c、 基于DSP芯片测控卡d、 测控软件系统；e、 HPA4激光打印机；f、 计算机工作台；4.2 全数字液压伺服控制器用于动静态试验的主要功能：控制器可控制试验机完成试验力或位移通道的PID闭环动静态试验控制。即以一定的试验力或试验位移、试验频率、信号类别（如各类波形控制）进行动态试验，或者自动按照用户定义的频谱进行控制试验（程序控制）。试验过程中可在不中断试验的情况下，修改设置新的试验参数或进行控制模式的平滑切换。同时，该控制器也可用于静态试验的控制，如进行恒试验力速率或恒位移速率试验、各类长时保持试验或进行斜波组合试验等；控制器还具备完整的外围设备控制能力，既能进行各油源的起动停止、高低压切换控制，也能完成各类传感器的参数标定、零点清除、参数存储与加载等功能；控制器具备各类试验参数超限、超设定自动停机或报警等功能； 4.3系统的闭环控制回路：测量传感器（力传感器、位移传感器）与伺服阀、控制器（各信号调理单元）、伺服放大器一起组成多个闭环控制回路，实现试验力、位移参数的闭环控制功能；具有等速率试验力、等速率位移等多种控制模式，并可实现控制模式的平滑切换，使系统具有更大的灵活性；4.4伺服控制专用PCI卡板式伺服放大器：a、 为可插拔式PCI卡板，应用先进的计算机总线控制技术专为试验机设计，有程控模拟放大器，A/D转换，数字量采集通道，数字量I/O等；b、 采用计算机总线技术，直接插入计算机扩展槽内，全数字电路，调零、增益调整等均通过软件实现，是试验机测控技术发展的最新产品单元；c、 传感器供桥电源与A/D芯片的基准电压共用同一电压，整个测量系统同比衰减，实现了供桥电源的硬件补偿技术；d、 通过多位A/D转换满足系统的灵敏度和分辨率要求，避免了软件倍频方法降低系统的特性；4.5信号发生器单元：为系统提供多种输入控制试验波形，包括：正弦波、方波、三角波、梯形波、静态加载斜波等；4.6 伺服泵站控制单元：提供伺服泵站所需要的 所有控制。包括泵站电机的 开停、高低压自动切换等功能；4.7 测控软件及数据处理软件：a、 操作系统Windows平台下，全中文操作界面；人机界面友好，工作状态通过显示器进行显示，并能显示当前被调整的或被监视的参数状态。简单的菜单操作对任意参数或功能提供快速的存取。全鼠标操作，所有参数都能通过键盘进行输入，或通过简单的方向键进行调整；试验参数全数字设定，试验主要功能设有快捷操作键；b、 具有多种显示方式，（1）静态试验（单管和双管减振器）静特性值、摩擦力、摩擦力徊线（F-S）， F-S试验：测弹簧特性（F-S），测减振器阻力， F-V试验：测速度特性，频率扫描。振幅=常数，频率F可变（F-V）图不用速度传感器）c、 自动进行数据处理，数据处理方法满足《汽车筒式减振器台架试验方法》等标准规定的相关试验要求；d、 软件同时提供数据分析功能，满足试验人员进行试验分析及进行特殊试验的数据处理要求；e、 系统具有完整的文件操作功能用于试验曲线、试验数据的储存；同时，试验数据可以ASCII码形式进行存储，以便于用户进行二次数据处理；f、 具有试验报表输出和打印功能；2、 试验机保护系统：系统具有过载、超设定、试验次数到、油温过高、超压、滤油器堵塞等多种报警或停机保护功能。3、 试验附具：a、 试验机配置可与各种减震件专用夹具连接进行试验的通用附具一套；b、 减震件特性试验专用夹具一套（根据被测试样结构设计制造）；c、 力传感器专用标定加力架一套；d、 冲洗电磁阀及阀座一套；e、 设备专用工具一套；一、 主要技术指标：1、 最大静态试验力：±50KN，示值精度±1%，精度范围2 %-100 %FS.；2、 最大动态试验力：±50KN，动态波动度≤±1%FS.；3、 频率范围：0.001-20Hz；4、 作动器最大行程：±125mm，示值精度±0.5%FS.；5、 主要试验波形：正弦、方波、三角、斜波等命令波形或外部输入波形；6、 恒压伺服泵站：（压力21Mpa、流量100L/min、功率45KW和150L蓄能器组）；7、 控制器：全数字液压伺服控制器；控制方式：力、位移闭环控制；8、 试验速度：0.005～1mm/s；9、 最大试验空间（作动器上端面至力传感器下端面）：0-1100mm；10、 试验空间调整方式：液压升降、锁紧横梁；11、 试验工位：一个性能试验工位；12、 数据处理方式：A.性能测试测试速度(m/s)：0.026，0.052，0.13，0.26，0.39，0.52，1.05 （欧标）测试速度(m/s):0.1，0.3，0.6（日本标准）分别记录力-位移曲线和力-速度曲线 B.密封性试验振幅：50mm(80mm)频率：4Hz波形：正弦波/三角波试验过程：先做1分钟运行，检查若有变化，停止试验；检查无变化，继续做4分钟运行；（检查由用户自己完成）C.静摩擦阻力试验振幅：±5mm频率0.05Hz（速度0.001~0.002m/s）波形：三角波做一次循环，取三个点的进回程差平均，再取三点平均的平均值二、 主要配置清单：1、 试验机主机（双立柱结构，液压升降、夹紧横梁） 一台2、 50KN伺服作动器（下置安装，外置中继稳压模块） 一台3、 60KN力传感器（世辁） 一件4、 ±125mm磁致伸缩位移传感器（MTS） 一件5、 温度传感器 一套6、 D662电液伺服阀（MOOG） 一套7、 全数字液压伺服控制器 一套8、 减震件试验专用数据处理软件 一套9、 A4惠普激光打印机 一台10、 恒压伺服泵站 一套11、 管路系统（高压软管总成、接头、密封件等） 一套12、 可与各种减震件专用夹具连接的通用附具 一套13、 减震器专用试验夹具（根据被测试样结构设计制造） 一套14、 力传感器专用标定加力架 一套15、 冲洗电磁阀及阀座 一套16、 设备专用工具 一套17、 电缆及接插件系统（主要进口，部分国产） 一套18、 随机资料（含使用说明书、装箱单、合格证、备份软件光盘及系统参数盘等）一套

微机控制电液伺服疲劳试验机主要由主机、 伺服液压系统、微机控制伺服系统三部分组成。1、主机为单空间，做动器上置式四柱框架结构。机座通过地脚与地面相连，与地面接触表面积大，整机结构稳定。机座采用优质钢材锻造，表面光洁度为3.2,机座表面有梯形滑槽，方便装卸试样。横梁为伺服做动器支撑件，整个横梁通过两个升降做动器在四根立柱上下滑动，实现空间调整。伺服做动器安装在横梁中间,与横梁固定连接，活塞穿过横梁，与下压头及负荷传感器相连，传感器为疲劳机专用传感器，精度等级为0.1级。横梁上有四套液压锁紧装置，当横梁升到一定位置，锁紧装置启动，将横梁锁紧在固定位置，进行试验。弯曲支滚座可在机座表面滑动，方便位置调整。整机刚度高，稳定性好，变形小. 测力传感器采用美国高精度轮辐式传感器,传感器安装在做动器端部。伺服作动器装在上横梁上内部。作动器端部安装有压头。为满足用户做不同试验的要求，本机还配备了液压夹头，当做疲劳拉伸试验时分别将两液压夹头安装在机座台面及上做动器活塞端部。1）机座机座材料为优质钢45#锻造件。此种材料致密性好，刚性好，经三十多年用户使用验证，整机刚度没有发生任何变形，保证了整机长期使用的稳定性。2）伺服做动器做动器工作油缸采用优质45#钢件，活塞采用40Cr合金钢镀铬，耐磨损，且光洁度达到0.2。密封结构采用密封环及特种高压密封件组成，摩擦小，动特性好，保证在高频、高压下无泄露。伺服做动器内装有位移传感器，试验过程中可以时时跟随试样位移，减小误差及外部干扰。3）横梁横梁材料为优质铸钢件。横梁升降系统，通过两升降液压筒实现，横梁锁紧为两液压缸，通过液压力，将横梁抱死在立杠上，此种结构为外部锁紧，升降方便且锁紧力大，锁紧可靠，已被我厂应用到多台疲劳机上。本机横梁升降无噪音,横梁上装有液压锁紧装置，当试验空间调整好后，横梁升降停止，横梁液压锁紧装置启动，保证横梁锁紧在某个固定位置，试验过程中，横梁稳定不动。4）立杠均采用优质钢锻造件，表面精磨处理。5）压滚采用优质工具钢锻造结构，锻后淬火等热处理方式，使压滚具有高的硬度，可靠、耐用。5）液压夹头采用优质合金钢锻造结构，夹块采用高强钢锻造，碳氮共渗及淬火等热处理方式，使夹块具有高的硬度，夹持牢固，可靠。下图为疲劳试验机液压夹头结构图及液压夹头与传感器连接图。一、电液伺服疲劳试验机特点1、 电液伺服疲劳试验机主机1.1综合我公司多年经验优化设计的主机，采用当代动态电液伺服试验的流行结构，刚性好、结构紧凑。外形简洁大方、加工精细。主机光杠采用表面镀铬抛光工艺，使光杠表面硬度高，耐磨、耐腐蚀。作动器上置使工作台面较低，便于试样安装。1.2整体安装于工作台面下的伺服作动器低摩擦、高响应。伺服阀直接与伺服作动器安装在一起降低管路能量损耗，提高其动态响应。1.3高刚度横梁由高品质工程缸全行程液压提升、下降，与提升缸互锁的液压锁紧缸使横梁移动方便、易于定位、锁紧可靠。可移动手动控制盒可控制横梁液压提升、下降以调整试验空间，操作方便。2、 电液伺服疲劳万能试验机液压源2.1液压源用以供给伺服系统高压油，流量、压力稳定，受控制箱控制并具有互锁保护，此外也可单独使用，供清洗油路及操控主机。2.2元器件采用国内知名厂家优质产品，主要元器件和密封件采用进口产品，以保证液压系统的工作状态和性能。采用新技术、新材料减振降噪。2.3液压源控制系统采用可编程控制器控制，抗干扰能力强，长时间工作稳定可靠。系统设有多重保护：油温、油质、油量均有声光报警；元器件也具有过流、过压、过热等安全保护。液压源热交换器（水冷却）采用不锈纲板制成，抗氧化、耐腐蚀，清洗方便，安全可靠。3、 电液伺服疲劳万能试验机控制系统3.1伺服测量控制器核心采用美国Xilix公司最新生产的芯片控制系统，内部有多个DSP系统，并可自定义CPU，数据采集速度最高可达5000Hz。系统精度高、功能完备；具有位移、力、应变控制三种控制方式，并可任意切换；配置的函数发生器可产生多种波形；内置记数器记录循环次数，记数器可设定；全部试验由计算机控制完成。3.2系统有多重保护功能：负荷超载、试样破断、位移限制等试验保护功能；过压、过流、过热、断电、漏电、短路等自我保护功能。具有故障自诊断功能。3.3计算机采用台湾研华工控计算机软件配置：测控软件在Windows平台上采用VB语言编制；控制软件功能强大，使用稳定可靠。应用软件可实现各种波形下的疲劳试验，包括试验中止、控制中止、显示等功能；可完成S-N曲线、da/dn曲线的测试；可实时显示试验状态及位移、负荷、应变与时间曲线；可显示各个测量通道的显示值。试验软件也可根据具体要求情况提供。二、微机控制电液伺服疲劳万能试验机主要技术指标1. 试验力1.1最大试验力：静态 50KN 100kN 500kN 1000KN 动态 ±40kN ±80kN ±400kN ±800kN1.2力值测量精度：±1%示值 1.3力值测量分辨率：1/2000001.4 力值有效测量范围：1-100%2. 变形2.1变形测量精度：±0.5%示值 2.2变形测量分辨率：1/2000002.3变形有效测量范围：1%-100%量程（引伸计）3. 位移3.1最大位移： ±50 mm3.2位移测量精度：±0.5%示值 3.3位移测量分辨率：1/2000004. 函数发生器4.1频率范围： 0.001Hz~100Hz4.2试验波形： 矩形波、三角波、正弦波、斜波及用户定义波形。

仪器简介：lnstron 8872 是一款紧凑型的台式电液伺服疲劳试验系统，能够满足各种静态或动态试验的复杂要求。该系统的作动缸安装于横梁之上，配有下 T 形槽底座，是用于各种医疗器械、生物材料、先进材料和其他组件测试的理想试验系统。特点及优势：双向作用电液伺服作动缸，载荷范围 ±25 kN (±5620 Ibf)高刚度精密对中的双立柱机架，作动缸位于上横梁100 mm (4 in) 的有效冲程设计用于对各种材料和组件执行动态和静态试验根据应用选择液压配置和动态性能可调横梁，标配液压升降和手动锁定装置，便于调整间距兼容一系列夹具、工装、环境箱、视频引伸计、防护罩及其他附件获得专利的 Dynacell&trade 高端载荷传感器技术，可加快试验进度，减少惯性误差紧凑的台式电液伺服疲劳试验系统-机架需要不到 0.4 ㎡(4.3 ft2) 的占地面积标配的静压轴承作动缸，用于高侧载荷阻力或关键材料应用设计与 3520 系列液压动力装置搭配使用基于刚度的调谐专利技术，使用户可在很短的时间内完成各种样品的 PID 调谐控制器和软件：Instron 8872 配有数字 8800MT 控制器，该控制器提供全面的系统控制，包括自动调谐、振幅控制、试样保护，在整个传感器系列上提供 19 位分辨率以及自适应控制技术等功能。它还可用于访问 WaveMatrix 动态试验软件、用于静态试验的 Bluehill 软件以及其他专用软件，例如断裂力学套件。