WPL-50三工位電液伺服動靜萬能試驗機
設備建議書
一、主要用途及使用范圍
WPL-50三工位電液伺動靜萬能試驗機滿足測試各種規格材料的疲勞壽命。擴展相應配置后可以廣泛應用于材料和零部件的動靜態力學性能試驗，包括材料和零部件的拉伸、壓縮和疲勞試驗。
試驗軟件在Winodws中文環境下工作，應具備強大的數據處理功能，試驗條件和試驗結果自動存盤，顯示、打印符合相關國家標準的隨機成組試驗數據、試驗曲線、試驗報告。
WPL-50三工位電液伺動靜萬能試驗機具有使用方便，控制精度高，可靠性好等特點。采用“單元化、模塊化、標準化”開發理念設計。作動器的關鍵部件均選用國際、國內同類產品的著名品牌產品或采用國際先進技術加工完成，系統具有很高的穩定性和可靠性，整體性能與國際先進產品技術水平相當，三個伺服作動器可以分別獨立動作試驗，可以協調加載試驗（三工位可以分時間差（100ms）同時做試驗，也可以完成同步加載試驗，用戶可根據不同需求調整設定。
本試驗機既可以做低周疲勞試驗（暫定0.01-10HZ；頻率可以根據用戶需求調整），也可以做靜態拉伸，壓縮、彎曲、蠕變等試驗。動態疲勞試驗可實現任意隨機波形、正弦波形、方波、三角波、等波形，且按試樣的強度不同，頻率可調范圍為：0.01～10HZ。本試驗機以不同的夾具以實現拉伸、壓縮、剪切與彎曲的疲勞強度與疲勞壽命的實驗，以及各種材料的包括拉伸、壓縮、彎曲、扭轉、高、低周、蠕變和蠕變疲勞交互作用等生物力學性能的試驗。配置高溫爐或環境箱后可進行高溫應變、低溫應變疲勞試驗。適合鋼鐵、汽車、機械、樹脂、大學、研究所等行業進行各種材料、結構部件的疲勞性能測試。
1、滿足試驗機通用工作要求；
2、電源： 額定工作電壓，三相四線接零，專用接地，380VAC，50Hz；220VAC，50Hz。額定功率35kW；電源電壓的波動范圍不應超過額定電壓的 10%。
3、環境條件：試驗一般應在10～35℃室溫范圍內進行，對要求在控制溫度下進行的試驗，試驗溫度應為23±5℃。
3、相對濕度≤85%。
4、工作時間：設備可長時間連續工作。
5、在穩固的基礎上安裝，水平度1/1000 。
6、環境無振動， 無腐蝕性介質和無較強電磁場干擾。
三、主要技術指標滿足以下要求
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結 構
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落地式底座（低重心穩定性好）、雙立柱、雙升降缸（保證本機試驗空間500-1500mm~暫定數字，可根據用戶要求制作）、移動橫梁作動器上置形成自有剛性加載框架，框架剛度大于10GN/M，附本試驗機框架有限元剛度分析云圖1。
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作動器行程
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±50mm
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注：為避免運行失控，行程極限位置設液壓緩沖區
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活塞直徑/桿徑
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85mm /60mm（作動面積2847平方毫米）
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額定工作壓力
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18MPa
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最大輸出力
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動-靜載荷±50kN
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線速度
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試驗加載最大速度： VS=2πFA=62.8mm/s；
滿足振幅1mm時，工作頻率10Hz要求。
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系統流量
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加載最大流量10.7X3=32.1L/min，為保證系統正常工作取40Lmin油源，最大流量47L/min
（最大流量計算V=2πFASt=10.7L/min F為頻率；A為振幅；S為作動面積；t為時間）
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加工制造
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整機采用專業液壓疲勞技術設計、制造
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連接方式
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按用戶提供試樣制作專用夾具（用戶提供-待定）
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圖 1
我們都知道在疲勞試驗機設計中試驗機自有加載剛性框架的剛度至關重要，由于目前行業還沒有一個固定標準，我們在這里暫定為10GN/M，由圖1可知本試驗機框架在滿載情況下最大變形量為0.02868mm，計算得本試驗機框架在負載為50kN時，剛度約為10.46GN/M，大于10GN/M，完全可以滿足要求。
另外，還有一個不可忽略的因素就是剛性框架本身的自振頻率，一旦剛性框架自振頻率與我們試驗時的加載頻率形成共振，將對我們的試驗機本身以及試驗結果都造成難以預料的影響，為了消除這些未知因素對我們的影響，現新建剛性框架模態分析，結果如下圖2所示
圖2
由圖2可知在本試驗機的低周自振頻率只有Mode1在用戶要求加載頻率0-10HZ之內，所以我們就有必要單獨對Mode1的自振形式進行深入的研究，調出Mode1自振云圖3
 圖3
由圖3我們可以看到該自振形式為移動橫梁前后擺動，而我們的加載方向為垂直于底座方向，所以二者之間不會形成自振。
四、主要結構及工作原理
WPL-50三工位電液伺動靜萬能試驗機主要由三個50kN電液伺服疲勞作動器、主機框架、16L油源、專用夾具附件及控制柜等幾部分組成。本試驗機主機采用落地式底座、電液伺服作動器上置方式，雙立柱、雙升降缸升降橫梁調節試驗高度空間（500-1500mm），如圖4所示。
圖4（單通道示意圖）
本試驗機每個獨立通道控制原理概略圖如下圖5所示
圖5（單通道控制示意圖）
五、液壓操作系統
(一) 油源
1、概述：該油源主要由油箱、油泵電機組、調壓組件、安全閥、蓄壓器、冷卻系統、加熱系統、油溫探測、液位顯示和液位超限反饋、集成塊、電控柜組成。
2、技術指標
(1)工作介質和試驗介質
建議用46號抗磨液壓油（兩桶180L-實驗室自備）。
(2)壓力
額定工作壓力：17MPa（50kN）；最高工作壓力：21MPa；回油壓力：≤0.5 MPa；
強度及超壓密封性試驗壓力：31.5 MPa±0.5
MPa。
(3)泵源最大輸出流量：16.5L/min。
(4)工作環境：
環境溫度：20℃±15℃；
介質溫度：45℃±15℃；
介質清潔度：油濾絕對過濾精度5μm，工作介質固體污染度等級等于或優于17/14GB/T14039-1993。
(5)電源：三相四線 AC380V/50Hz 電機功率 7.5kW。
3、系統原理：系統油液經油泵在BDW-5X/31.5安全閥與比例調壓閥的低、中、高壓力下，經油路排管輸出到伺服閥至作動器，同時到橫梁升降、橫梁夾緊（鎖緊油缸處于夾緊狀態），以達到試樣往復運動和試驗空間調整的目的，后經管路回油到油箱。油溫的控制用循環水冷式，當油溫高于設定溫度（55℃）時，系統自動停止工作。
(1)調壓方式和部分元件的選用
A 系統設有DBW-5X/31.5安全閥，保證系統在超出最高設定壓力的情況下，自動卸荷，并帶有電控緊急卸荷功能。
B 系統選用比例調壓閥 調壓，可實現壓力自動切換。
C 選用高效齒輪泵，容積效率高，噪聲小，電機轉速1470 rev/min，功率7.5kW。
D 設有YKJD24-560液位控制繼電器，當液位超限時電機斷電，系統停止工作。通過裝在油箱側面上的CYW-300傳感式液位液溫計，可觀察液位的高度與溫度。
E 進、回油油濾器選用浙江黎明液壓生產，絕對過濾精度5μm，均設有堵塞壓差發訊器。當油濾器堵塞時，控制板上紅燈閃爍，應立即停車，卸下濾芯，清洗或更換濾芯。
F 通過控制面板上的數字顯示調節儀可讀出油液的溫度。也可在油箱的側面上讀出，油溫設定不應超過60度。
G 蓄能器選用黎明液壓，以吸收泵的壓力脈動和穩壓。
(2)油箱均采用優質鋼板制造而成。集中兩路排管輸出，兩路排管回油。集成塊采用優質鋼材制造，油路設計便于清洗，不留死角。
(3)油泵電機組封閉在箱體中，用減震墊隔震，減少了噪音。油源部分、電控柜部分、冷卻部分、均集成在箱體外，外形美觀，工作穩定。
（4）油路中的兩個壓力表，一個是觀測油源系統的油壓，一個是觀測回油的壓力。
六、電氣控制操作系統
1、組成
(1)本機電器控制系統由二大部分組成：
油源電器操作控制系統，數據采集和伺服閥控制操作系統
由計算機與控制器、伺服閥、載荷傳感器、位移傳感器組成。
計算機用USB線與控制器聯接，15針載荷傳感器頭與控制器的X22B聯接，9針位移傳感器頭與控制器的X7-head聯接，26針控制頭與控制器的X4 drive聯接，5芯伺服閥控制航空插頭與控制器的X4 drive引出的5芯航空插頭聯接。
(2)操作步驟：
A 聯接計算機、控制器、油源、橫梁升降與夾緊電源，打開計算機和控制器的電源開關，等待30秒讓控制器完成初始化操作。
C用自帶的軟件通過USB線聯接控制器，使控制器“ON”。
D調節所需壓力。
E.在計算機上設置好試驗條件，方可運行軟件進行試驗。
七、質量保證及售后服務
1、凡使用本公司試驗機正常操作、維護，一年內執行質量三包。
2、使用本公司試驗機將享受本公司終生維護、修理的待遇。
3、適時免費提供控制軟件升級版本。
4、機器意外損壞或超質保期以后，本公司接受試驗機修理和恢復任務，酌情收取服務根本費用。
5、當用戶對機器功能有期望升級的要求時，公司將及時委派工程技術人員和相關人員與用戶探討、協商，盡量滿足用戶改造的期望與要求。
6、公司售后服務部每日24小時接受用戶咨詢。
7、新機器安裝、接線、調試、培訓均由公司指派專業工程技術人員進行。
8、凡需提供售后服務，用戶與公司售后部聯系（包括電話、傳真、郵件等）后，本省24小時應答，省外48小時應答，邊遠地區72小時應答。公司及時委派相關工程技術人員上門服務。
附件1：貨物主要部件清單價格一覽表
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序號
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設備名稱
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品牌
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規格型號
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產地
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數量
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1
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主機
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濟南
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WPL-50
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中國
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1
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2
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作動器
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濟南
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WPL-50
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中國
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3
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3
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電液伺服閥
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航天609
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FF-106A
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中國
|
3
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4
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磁滯位移傳感器
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康宇
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100mm
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中國
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3
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5
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負荷傳感器
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泰欽
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TQ-50
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中國
|
3
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6
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控制器
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AOVI
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10HZ
|
中國
|
3
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7
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控制柜
|
濟南
|
|
中國
|
1
|
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8
|
電腦
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聯想
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|
中國
|
1
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9
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油箱及框架
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濟南
|
|
中國
|
1
|
|
10
|
高壓齒輪油泵
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德州
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|
中國
|
1
|
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11
|
電機
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榮城
|
|
中國
|
1
|
|
12
|
濾油器
|
LM
|
|
中國
|
1
|
|
13
|
蓄能器
|
LM
|
|
中國
|
1
|
|
14
|
熱交換器
|
LM
|
|
中國
|
2
|
|
14
|
油路集成塊
|
|
|
中國
|
1
|
|
15
|
卸荷溢流閥
|
華德
|
|
中國
|
1
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16
|
液壓油管及接頭密封圈
|
|
|
中國
|
|
|
17
|
壓力傳感器
|
|
|
中國
|
1
|
|
18
|
冷卻系統
|
盛源
|
|
中國
|
1
|
|
19
|
打印機
|
HP
|
|
美國
|
1
|
|
20
|
售后服務及維護
|
|
|
|
|
|
21
|
運費
|
|
|
|
|
|
22
|
稅收
|
|
|
|
|
|
22
|
總價
|
|
|
|
|
|
23
|
水電系統
|
用戶自備
|
|
中國
|
15kW電源
|
冷卻循環水
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25
|
設備基礎施工圖
|
|
|
中國
|
用戶按圖施工
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本方案為初步方案，制造方將根據用戶所提供的相關試驗標準配置作動器及相應輔具，并對本設備進行優化設計，使用方若有其他要求亦可聯系制造方，制造方將根據用戶需求調整設計方案。
現場實物圖（單通 |
