電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)是由液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)發(fā)展而來(lái)的。這種試驗(yàn)機(jī)采用先進(jìn)的電子技術(shù)和液壓伺服技術(shù)。具有電子控制敏捷、精度高.液壓加載范圍廣、響應(yīng)迅速的特點(diǎn)。這種試驗(yàn)機(jī)不僅能對(duì)材料進(jìn)行靜態(tài)常規(guī)試驗(yàn)。而且更適宜對(duì)材料或構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。例如對(duì)材料進(jìn)行應(yīng)力或應(yīng)變疲勞試驗(yàn)等。試驗(yàn)過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制?？煞謩e對(duì)力、位移和變形實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。由計(jì)算機(jī)設(shè)定正弦波.三角波.方波.程序波等或任意組合控制信號(hào)。經(jīng)控制器輸出。由程序直接控制試驗(yàn)過(guò)程。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)特別是材料科學(xué)的發(fā)展。人們更加重視動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。而電液伺服試驗(yàn)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)高周疲勞.程控疲勞和低周疲勞以及靜態(tài)的恒變形速率.恒負(fù)荷速率和各種模擬仿真試驗(yàn)系統(tǒng)。因此說(shuō)這種試驗(yàn)機(jī)是自動(dòng)化程度高.性能先進(jìn)的材料試驗(yàn)設(shè)備。下面介紹我公司生產(chǎn)的電腦式伺服控制萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的原理和操作方法。

該試驗(yàn)機(jī)的控制系統(tǒng)經(jīng)由我公司改造。實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制。

電腦式伺服控制萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的工作原理

萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)外形如下圖所示。

基本構(gòu)造和原理參看下圖。

萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)主要由加載系統(tǒng).液壓供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分組成。

萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的加載系統(tǒng)(也稱作主機(jī)架)由立柱1、橫梁2、載荷傳感器17、上夾頭3、下夾頭4、橫梁提升液壓缸6、工作臺(tái)8、底座10和工作液壓缸13組成。電液伺服閥12可以精密控制工作液壓缸活塞的動(dòng)作方向和速度。它直接決定著試驗(yàn)基本參數(shù)(位置、載荷和變形)的控制質(zhì)量。

液壓供給系統(tǒng)8亦即液壓源。它主要由電動(dòng)機(jī)、液壓泵、油箱和冷卻系統(tǒng)組成。電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)液壓泵高速轉(zhuǎn)動(dòng)。將液壓油加壓后經(jīng)濾油器、蓄能器和限壓閥等通過(guò)高壓油管送往試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)。濾油器保證液壓油的潔凈。使電液伺服閥和液壓缸正常工作。濾油器中的過(guò)濾網(wǎng)需要定時(shí)更新。蓄能器可以減少液壓動(dòng)力的波動(dòng)。提高系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定性。保證萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的精確度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。冷卻系統(tǒng)包括冷卻液壓泵、熱交換器和冷卻水循環(huán)裝置。冷卻液壓泵將工作液壓缸回流的溫度較高的液壓油送入換熱器。冷卻水通過(guò)換熱器時(shí)帶走液壓油的熱量。使液壓油保持在規(guī)定的溫度以下。以保證萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的正常運(yùn)行。若萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)工作時(shí)出現(xiàn)圖油溫過(guò)高的情況。液壓源會(huì)自動(dòng)停機(jī)。機(jī)才能重新起動(dòng)。

電液伺服控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。主要由計(jì)算機(jī)、控制器和參量傳感器(LVDT位移傳感器11、載荷傳感器17和引伸計(jì)15)組成。萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的工作總是在某一參量(如位置、載荷和變形)的閉環(huán)控制模式下進(jìn)行的。這些參量之間可以相互切換。但應(yīng)當(dāng)指出。在載荷或變形控制模式下很可能出現(xiàn)“開環(huán)”(如試樣斷裂或出現(xiàn)外界干擾等)。此時(shí)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。這將是十分危險(xiǎn)的。為了避免失控現(xiàn)象的發(fā)生。試驗(yàn)前必須設(shè)定相應(yīng)參量的極限保護(hù)功能。由于LVDT位移傳感器11固定在工作液壓缸活塞桿14的下端。因此在位置控制模式下不會(huì)出現(xiàn)“開環(huán)”。萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)起動(dòng)時(shí)都處于此種最安全的控制模式之下。

我公司研發(fā)的電腦控制的電液伺服試驗(yàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)了智能化。試驗(yàn)時(shí)各種控制模式間轉(zhuǎn)換.試驗(yàn)參數(shù)的選定和保護(hù)功能的設(shè)置等都通過(guò)人機(jī)對(duì)話完成。若發(fā)生錯(cuò)誤。計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)出警告并拒絕執(zhí)行。從而可以使試驗(yàn)中的失誤減小到最少程度。

電液伺服萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的操作步驟及注意事項(xiàng)

1.操作步驟

(1)接通控制器的電源。控制器開始自檢。

(2)接通計(jì)算機(jī)電源。啟動(dòng)操作系統(tǒng)。

(3)接通液壓系統(tǒng)的電源。三相電源指示燈亮。

(4)開啟液壓系統(tǒng)的水冷循環(huán)系統(tǒng)。

(5)雙擊計(jì)算機(jī)桌面上軟件圖標(biāo)。啟動(dòng)控制軟件平臺(tái)?；謴?fù)所有通道的標(biāo)定數(shù)據(jù)。

(6)啟動(dòng)液壓源。先按下開關(guān)盒上的“I”按鈕。此時(shí)液壓源低壓?jiǎn)?dòng)。待數(shù)秒后聽到液壓源發(fā)出第二聲響后再松開。接著按下“缸”按鈕。液壓源高壓?jiǎn)?dòng)。保持2s后松開。

(7)在位置控制模式下裝卡試樣。先卡緊試樣上部。移動(dòng)橫梁2調(diào)整試驗(yàn)空間。再卡緊試樣下部。最后鎖緊橫梁。

(8)按照試驗(yàn)方案選擇并啟動(dòng)應(yīng)用程序。

(9)在應(yīng)用程序中。根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定試驗(yàn)條件。輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)。

(10)設(shè)置各通道的極限保護(hù)。其中“定位”的極限保護(hù)尤為重要。

(11)全面檢查后。按相應(yīng)程序的啟動(dòng)按鈕“Start”。開始試驗(yàn)。

(12)結(jié)束試驗(yàn)時(shí)應(yīng)將試驗(yàn)機(jī)的控制模式轉(zhuǎn)到“定位”控制狀態(tài)。微調(diào)橫梁使載荷降到零點(diǎn)附近后再拆卸試樣。

(13)按下液壓源啟動(dòng)盒上的“0”按鈕。關(guān)閉液壓電源;關(guān)閉循環(huán)水系統(tǒng)。關(guān)閉控制器和計(jì)算機(jī);并認(rèn)真填寫使用記錄。

2.注意事項(xiàng)

(1)操作者應(yīng)認(rèn)真閱讀試驗(yàn)機(jī)的操作規(guī)程和使用手冊(cè)。熟練掌握試驗(yàn)機(jī)的基本操作方法。

(2)試驗(yàn)前應(yīng)該設(shè)計(jì)周密的試驗(yàn)方案。如加載.應(yīng)變量程。試驗(yàn)控制模式。波形.幅值和頻率。等等。

(3)必須設(shè)置相應(yīng)得保護(hù)功能。特別注意設(shè)置“位置極限”保護(hù)功能。以保證試驗(yàn)機(jī)的安全運(yùn)行。

(4)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的上下夾頭之間為危險(xiǎn)空間。操作人員裝卡試樣時(shí)嚴(yán)禁頭部進(jìn)入此空間。

(5)操作萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)時(shí)。應(yīng)當(dāng)兩人在場(chǎng)。一人操作.一人觀察;發(fā)現(xiàn)異?？呻S時(shí)按下紅色急停按鈕停機(jī)(關(guān)閉液壓源)。