一、 用途及結構特點
本試驗機主要用于對各種較大型
零件、部件及構件進行單向脈動及彎
曲疲勞試驗。可對各種橋梁、桁架、
汽車底盤及前橋、后橋、機車車輛和
各種鋼筋混凝土構件等做脈動疲勞試
驗。
該機在一定范圍內產生周期性的單向脈動,實現正弦波的動態疲勞試驗。
當脈動器的活塞位移量為零時,可做靜態壓力試驗或保持長時間的壓力試驗。在試驗機脈動器油缸上部設有五個分油孔,根據試
驗要求可安裝幾個液壓作動器進行多點的動靜試驗。
由于試驗機采用了電磁無級調速電機驅動,因此根據不同的要求,工作頻率可在 2 ~ 8Hz 范圍內任意選用。振幅的變化(增或減)
和試驗力的調正,由控制柜的電控來實現,動態或靜態試驗力值由微機顯示。試驗機設有疲勞次數計數器,可按給予選的疲勞次數自
動停機或記錄試驗次數。
試驗機采用了機械液壓機構,有完善的潤滑系統及安全保護措施。在試驗過程中,如發現試件斷裂,試驗力超過最大試驗力及潤
滑不正常等現象可自動停機,因此試驗機性能穩定,安全可靠,保證了長時間連續運轉試驗工作的進行。
本試驗機配備專用的微機測控系統。它可以代替原控制柜內的儀表、按鈕、計數器及其他開關而實現自動操作和管理。具有自動
測量、閉環控制、LED 數碼顯示和自動打印等功能。系統另一個特點是可以按設置的載荷譜進行程序控制加載。(最大九級載荷譜)
從而提高了疲勞試驗的科學水平,改善操作者的勞動強度。
二、主要技術規格及參數
主要技術參數 PMW-500 PMW-1000 PMW-2000
系統最大靜態測試力: 500 kN 1000 kN 1000 kN×2
系統最大動態測試力: 500 kN 1000 kN 1000 kN×2
系統試驗通道數: 5 個
作動器配置: 500 kN 1000 kN 1000 kN×2
靜態試驗力值精度: 20% FS 起各點 ±1%
動態試驗力波動度: ≤ ±3%FS
最大工作振動幅度: 15mm 15mm 10mm
活塞最大行程: 150mm
絲杠最大伸出量: 450mm
工作頻率范圍: 2-8Hz 2-8Hz 2-5Hz
最大脈動器排量: 0-400ml 0-800ml 0-800ml
試驗次數計數器: 防干擾電磁測量數碼顯示,容量 99999999
試驗安全防護: 專有的上下峰值四點保護功能與機械限位開關雙重防護技術
脈動器主電機功率: 11kW 22kW 22kW
三、結構及原理
液壓脈動疲勞試驗機主要構成:
主機(脈動器) 1 臺;
電氣控制柜 1 套;
脈動作動器 根據客戶需要配置 1-5 臺;
管路系統 1 套;
試樣斷裂振動保護器 1 套;
龍門式加力架 1 套;
專用工具及附件 1 套。
3.1 脈動器部分
脈動器(主機)是產生脈動力的主要機構,是由電動機、曲軸連桿機構、脈動油缸、試驗力保持閥、
高壓泵及潤滑系統等部分組成。
3.1.1 脈動器的結構原理參見工作原理圖,電磁無級調速電機經由皮帶,帶動飛輪使曲軸旋轉帶
動連桿共同沿扇形齒輪架做往返擺動,由連桿帶動脈動頭內的活塞桿,活塞做上下往復的位移運動,
使油路系統的油壓產生脈動變化,其脈動變化符合正弦波運動規律。
振幅的增加或減少,可通過控制柜上的“振幅增”或“振幅減”按鈕實現,使脈動器上的微電機
帶動小蝸桿,蝸輪旋轉,再由大蝸桿,大蝸輪,齒輪帶扇形齒輪架,沿“A”-“B”方向運動,扇形
齒輪架沿“A”方向運動時,脈動油量增多。扇形齒輪架沿“B”方向運動時,脈動油量減少,當 O。、
O 兩點相重合時,脈動活塞位移為零,液壓系統處于靜力狀態。
3.1.2 試驗力保持閥,是控制動態試驗力下峰值和長時期保持靜態壓力的主要機構,由閥體,彈簧,
框架,閥門組成。當下峰值(或靜壓力)調整時,應起動控制柜上的“試驗力增”或“試驗力減”按鈕,
使微動電機轉動,帶動蝸桿、蝸輪使絲桿沿垂直方向運動,帶動拉伸彈簧受力,則拉伸彈簧受力越大,
下峰值 ( 或靜壓力 ) 就越大。通過拉伸彈簧,框架 , 活塞桿使鋼球產生不同的壓力變化來實現脈動試驗
力下峰值或靜壓力的保持。
在靜壓時,如果因為供油量不足,或使用多個作動器時,應選用較高頻率(最高 8Hz), 來保證壓力。
3.1.3 高壓油泵主要用于補充油路系統的壓縮用油
該油泵結構為徑向柱塞式,在機座下部的左側,由脈動器曲柄端部的皮帶輪經皮帶帶動油泵旋轉,使油箱內的油進入油路系統,保
持足夠的壓縮用油,對多余的油經試驗力保持閥的溢油系統流回油箱。
3.1.4 潤滑油泵
主要用于機械運動部分的潤滑和快速充油。該油泵裝在機座下部的右側,有曲軸皮帶齒輪輪帶動齒輪泵旋轉供油。在潤滑系統中設
有管路通向各潤滑點,并設有壓力繼電器,安全閥及快速充油電磁換向閥,這些液壓元件均安裝在主機的前面,保證正常潤滑及安全操
作,加速試驗進程。
3.2 控制系統
3.2.1 主機控制柜
控制柜包括試驗機的電器操作控制及試驗力顯示機構,由電氣控制面板,電氣安裝板,液壓控制閥體及試驗力測定裝置。
在控制柜前面板的上部裝有數顯試驗力測定裝置,中部的電氣控制面板上裝有各種控制按鈕開關,主電機電流表、工作頻率指示表
及脈動次數預選計數器。預選計數器,主要用于疲勞次數的預選,次數的記錄和控制。在試驗開始前,將計數器紅罩內上字盤撥到所需
要的疲勞次數后,下字盤撥到零。開始試驗時,打開計數器開關,計數器開始工作,當疲勞次數達到預選值時,可自動停機。在下部的
面板上,裝有兩個液壓開關旋鈕,即試驗力測量閥、卸除試驗力閥。
控制柜下部的左側裝有一個油路開關閥,這個閥的作用是在關閉時切斷控制柜與脈動器高壓油路的,在一般正常工作中應是常開的。
控制柜內部裝有電氣安裝板,頻率控制器及接線板等。
3.2.2 計算機系統:1 套
專用于液壓脈動疲勞試驗機進行動靜態試驗的計算機測量、顯示及數據采集和處理;
系統組成聯想品牌機 1 臺;
動態測控卡 1 套;
電子式計數器 1 套
WinPMS 動靜態試驗專用軟件 1 套;
打印機 1 臺;
必要的 I/O 及接插件、信號線(長度 10 米)等;
WinPMS 動靜態試驗專用軟件系統:
操作系統 WindowsXP,全中文操作界面;
采用高速數據采集技術,實現系統的高速數據采集;
屏幕顯示靜態試驗力,動態試驗力上、下峰值(直讀),試驗波形及試驗頻率、試驗次數,打印機打印試驗報告;
試驗數據可以 ASCII 碼形式進行存儲,以便于用戶進行二次數據處理;
系統具有動靜態測量、數字化調零及標定、數字量輸入輸出等功能;
采用身份驗證、密碼登陸方式設置操作權限。
系統操作界面:
試驗機具有過載、超設定、潤滑不充分、試驗次數到、試樣斷裂振動等報警或停機保護等功能。
3.3 作動器
作動器是試驗機施加試驗力的執行機構。是一個獨立配套件,備有不同的規格,用戶可根據試驗需要任意選擇,并可在不同形式、
不同情況下安裝使用。當脈動器的液壓油進入作動器油缸內,推動活塞移動,經過絲杠,壓頭使試驗力作用在試件上。轉動手柄,可調節絲杠的伸出量,
不同的作動器配有不同規格的加長管,可根據試驗需要進行選用。在調節絲杠上裝有鎖緊螺母,用來緊固絲杠。
在底座與油缸之間裝有鋼球起調心找正作用。當松開螺釘壓板、螺母時,可使油缸旋轉,以便接通油管,但施加試驗力是必須將
以上松開部分全部緊固。做試驗時松開高出放氣螺釘排除空氣后再擰緊。
作動器的周圍裝有數根拉伸彈簧,主要用于平衡活塞等活動部分的重量的。在活塞等活動零件上,打有重量標記拉伸彈簧上有剛
度值標記,這些數值是用于動態誤差修正的,根據重量平衡情況,允許成對稱的摘掉拉伸彈簧。
作動器底座上,有四個調整螺桿,調整螺帽及彈簧和指示標尺,在標尺上刻有 1,2,3 位置根據作動器的安裝形式調節相應的位置。
位置 1:作動器豎直安裝;
位置 2:作動器倒懸安裝;
位置 3:水平安裝或運輸狀態;
作動器不同規格底座固定螺釘尺寸如下: 4.運輸及安裝
4.1 運輸試驗機的脈動器、控制柜、附件、工具及作動器等分別裝箱,箱內裝有裝箱單、合格證及使用說明書。搬運時應小心輕放,
防止沖擊和振動,包裝箱不得傾斜和倒置,不得反復在物體的棱角上,不得受潮,不得同有害氣體接近。
4.2 安裝
4.2.1 拆箱時應小心,不得有強烈沖擊和震動。拆箱后首先根據裝箱單檢查設備的成套性和技術文件是否齊全;
4.2.2 試驗機應安裝在清潔干燥,無有害氣體、溫度正常而且無振動的房間內。
4.2.3 試驗機脈動器一般應安裝在混凝土的基礎上,(見安裝地基圖),并保持垂直,待水泥凝固后,將地腳螺釘緊固,控制柜按
放在脈動器的右側;
4.2.4 應注意對試驗機油路系統的嚴格清洗,各管道油路機油箱內應用煤油沖洗干凈,安裝合適后,再加入經過濾后的清潔潤滑機油,
(夏天用 40# 液壓油,冬天用 20# 液壓油)。主機內應保持足夠油量以滿足液壓系統、潤滑系統的需要,其油量不得少于規定的三分之二。
4.2.5 試驗機穩固安裝后,將作動器裝在用戶自備的加力架上,接通各油管和接地線。
4.2.6 接好電源線,接地線要牢固。在開車前用手轉動飛輪,認為無任何障礙后再起動主電機運轉,并注意電機反復向是否與箭頭
指示的方向相符。
5.工作條件
5.1 在室溫 20±10° C,相對濕度不大于 80% 范圍內;
5.2 在周圍無腐蝕性介質,無震動的環境中、無強磁場的環境中;
5.3 脈動器在穩固基礎上鉛重、牢固地安裝;
5.4 加力架應符合試驗要求;
5.5 作動器鉛垂、與加力架牢固地連接;
5.6 電源電壓的波動范圍不超過 380V±10%
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