该测试设备的主要组成部分:
1. 高刚性双柱门式主加载框架;
2. 智能恒压静音电源;
3. 全数字化动态和静态控制系统;
4.研华工业电脑及办公打印机;
5. 与测试相关的常规辅助工具
附件为测试台的整体三维示意图:
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双柱疲劳试验机外观
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四柱疲劳试验机外观
PWS模型 | 100H |
最大测试力(动静态)kN | ±100 |
加载框架 | 四柱 |
柱的有效宽度(mm) | 555 |
测试空间mm | 800 |
测试力测量范围 | 动态 2% ~100%FS |
力精度和波动 | 优于示值值的 1%;振幅波动不大于各档位满量程的 ±1% |
测试力分辨率 | 1/250000 代码 |
测试力示值精度 | 动态误差±1%;静态误差0.5% |
位移测量范围 | 100mm(±50mm) |
位移测量分辨率 | 0.001mm |
位移示值精度 | 示值精度为 1%,且在 ±0.5%FS 以内 |
形变 | 示值准确度为 2%,且在 ±0.5% 以内 |
频率范围 | 标准机器频率 0.01-50Hz(取决于控制器) |
主要波形 | 静压支持范围 0.01-100Hz |
辅助工具 | 正弦波、脉冲波、方波、锯齿波、随机波(主要由控制器支持) |
强制式扁平推压夹具,配有拉伸杆和切边钳口 |
一、主机框架
本设备为标准化量产机型,采用双柱式主机结构,立柱表面经硬铬镀层与镜面抛光处理,耐腐蚀、运行摩擦阻力低。
有效立柱间距:635mm
立柱直径:75mm
上横梁:配备液压升降与液压锁紧机构,可灵活调整试验空间
最大可调试验间隙:800mm
工作台高度:950mm
框架刚度:3×10⁸ N/m
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二、伺服作动器
设备配套专用动态伺服作动器,适配静态、动态力学性能测试全工况,核心参数如下:
| 项目 | 技术指标 |
|---|---|
| 最大试验力 | 匹配对应机型规格 |
| 最大行程 | ±100mm(总行程 200mm) |
| 活塞结构 | 双杆活塞设计,表面经特殊工艺处理,光洁度高,适配长期动态测试工况 |
| 密封组件 | 德国进口三重伺服滑环、阶梯密封圈,适配活塞与缸体、活塞杆与端盖间高速密封;德国 Treble 公司高速耐磨支撑环,提升作动器刚度与抗横向载荷能力 |
| 内置配置 | 内置位移传感器;外部配套电液伺服阀、力传感器,支持力与位移双闭环控制 |
| 力传感器安装 | 安装于活塞杆端部,配备预应力锁紧环,动态测试过程中连接牢固可靠 |
| 限位保护 | 作动器极限位置设置液压缓冲装置,避免操作失控造成设备损坏 |
配套传感器核心参数
| 类别 | 项目 | 技术指标 |
|---|---|---|
| 力传感器 | 型号 | 美国 Interface 公司双向疲劳负荷传感器 |
| 载荷类型 | 双向拉压疲劳载荷 | |
| 最大力值 | ±50kN | |
| 过载能力 | 150%FS | |
| 精度 | ±1%(与控制系统匹配) | |
| 校准状态 | 出厂前完成预校准 | |
| 位移传感器 | 型号 | 中国 AMT 公司磁致伸缩非接触式位移传感器 |
| 有效量程 | ±100mm | |
| 精度 | ±0.5% FS(与控制系统匹配) | |
| 校准状态 | 出厂前完成预校准 | |
| 伺服阀 | 型号 | 美国 MOOG 公司伺服阀 |
| 配置 | 300kN 作动器采用双阀并联设置 | |
| 单阀流量 | 63L/min | |
| 总流量 | 120L/min | |
| 额定压力 | 21MPa | |
| 安装方式 | 集成式安装,通过伺服阀歧管块直接安装于作动器本体 |
三、恒压伺服液压源
恒压伺服泵站采用标准化模块化设计,可级联扩展实现大流量需求,具备优异的扩展性与操作灵活性;通常集中安装于专用泵房内,液压油经管路输送至主机附近,通过「软管 - 分配器 - 软管」组合连接至伺服作动器。
| 项目 | 技术指标 |
|---|---|
| 总流量 | 36L/min |
| 额定压力 | 21MPa(可根据试验需求调节) |
| 总功率 | 7.5kW |
| 供电条件 | AC 380V,三相,50Hz |
| 核心配置 | 液压泵、驱动电机、高低压切换阀组、蓄能器、油过滤器、油箱、管路系统 |
| 过滤系统 | 三级过滤:油泵吸入口 100μm、油源出口 3μm、中继稳压模块 3μm |
| 液压泵 | 德国 Rexroth 公司智能变量泵,按需供油,低噪音、高耐用性、长寿命 |
| 控制方式 | 液压系统启停由高低压切换阀组控制 |
| 油箱规格 | 全封闭标准伺服油箱,最小容量 150L,集成温度检测、空气过滤、油位显示功能 |
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四、夹具系统
4.1 液压强制夹紧夹具(1 套)
夹紧方式:液压强制夹紧机构,适配跨零载荷高低频疲劳试验工况
工作压力:21MPa,可调范围 1MPa~21MPa
结构特点:开放式结构,便于钳口更换;采用自锁螺母设计,连接主机顶部负荷传感器与底部作动器活塞
配套钳口:圆形试样钳口 2 套、平板试样钳口 2 套(可伸缩)
4.2 压缩试验夹具(1 套)
规格:φ80mm
适配性:与液压夹紧机构配套使用,可兼容其他适配附件
4.3 夹具接口图
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五、液压管路系统
所有液压软管采用美国 PARKER 品牌产品
主机与泵站之间管路长度:3m~6m(根据实验室布局定制)
其余液压软管:液压夹紧软管、升降油缸软管等,均采用美国进口软管
六、电气控制系统
采用柜式结构,安装于泵站附近,以西门子 PLC 为核心实现智能远程控制,设计符合国家电气安全标准。
| 项目 | 技术指标 |
|---|---|
| 总功率 | 7.5kW |
| 供电条件 | AC 380V,三相五线制 |
| 核心控制 | 西门子 PLC,实现泵站高低压自动切换(低压启动、高压运行) |
| 面板配置 | 电压表、电流表,各电机启停独立控制按钮 |
| 保护功能 | 油位过低报警、超温预警、过滤器堵塞报警、电机过载保护 |
| 线路设计 | 布局合理,便于维护,操作便捷 |
| 信号与安全 | 配备远程电子压力表,实时监测泵站压力,显示各类报警信号;采用 24V 安全工作电压,操作安全可靠 |
| 安装位置 | 控制室,通过 PLC 管理三台电机的启停控制 |
七、闭式循环冷却系统
由客户提供配套闭式循环冷却系统,我司可提供相关技术参数并协助设计安装布局。
八、测控系统与软件平台
8.1 控制器核心配置
| 项目 | 配置说明 |
|---|---|
| 信号调理单元 | 试验力信号调理单元 1 套、位移信号调理单元 1 套 |
| 驱动单元 | 二级伺服阀驱动单元 1 套 |
| 信号发生器 | 1 套 |
| 液压控制单元 | 1 套(泵站启停、高低压切换等控制功能) |
| 控制核心 | 全数字闭环控制系统,支持实时数据采集与全数字 PID 控制,闭环控制频率最高可达 5kHz |
| 内置信号发生器 | 频率范围 0.001Hz~600Hz,频率分辨率 0.001Hz;支持正弦波、三角波、方波、斜坡波、锯齿波、随机波、自定义波形及波形组合 |
| 控制模式 | 力控制、位移控制、应变控制,各模式间可实现平滑无扰切换 |
| 系统功能 | 传感器校准与归零;以太网高速数据通信;完整液压控制功能;多接口板兼容各类传感器与驱动单元 |
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8.2 软件系统
本软件为多通道动态测试平台,适配范围广、操作灵活、数据导入导出高效,尤其适用于科研院所与工业检测场景。
运行平台:Windows 7/10 操作系统
核心功能:完全集成动态测试功能,可定制动态测试波形、编制测试频谱与流程,实现复杂动态疲劳测试;静态测试模块内置材料测试领域国内外主流标准,兼顾科研与工业应用需求
可编程功能:支持数据采集、测试流程、数据存储、测试保护机制的全流程编程,支持事件驱动编程,满足复杂测试操作需求
九、配套计算机与打印设备
计算机:华硕商用计算机,配备 24 英寸液晶显示屏,预装 Windows 10 操作系统
打印机:惠普 A4 激光打印机
十、配套试验附件
拉伸试验附件
压缩试验附件
十一、随机备件与专用工具
备用滤芯(过滤精度 3μm):1 个,用于油过滤器堵塞时更换
冲洗模块电磁阀:1 个
设备专用工具:1 套
