TLS-DPL10kN電液伺服彈簧疲勞試驗機方案

 一、試驗機概述：電液伺服彈簧疲勞試驗機主要用于彈簧零部件的動靜態性能試驗。

二、試驗機主要技術參數：

1、主機的參數：

*很大靜態試驗力：±10kN。

*很大動態試驗力：±8kN。

*負荷靜態測量精度：優于±1%，測量范圍（滿量程的4%—99.999%）

*位移行程：±30mm，

*位移測量精度±1%FS，測量范圍（滿量程的4%—99。999%）

*作動器有效行程：±30mm

*工作壓力：28MPa

*伺服閥采用美國MOOG公司二級伺服閥

*28MPa下作動器出力10KN

*作動器采用前法蘭連接，安裝在工作臺下方

*外形尺寸：865x720x2630（長x寬x高）

立柱間距：大于500mm

垂直試驗空間：50-600mm

*重   量：1200 kg。

2、控制器參數指標

*采用全數字式伺服控制器，

*軟件運行于WINDOWS平臺。

*函數發生器頻率：0.01～100Hz。

*試驗頻率：0.01～60Hz。

*控制方式：位移、負荷等控制方式，并可平滑切換。

*函數發生器波形：正弦波、方波、斜波等。

3、液壓站參數

﹡額定流量：120 L/min。

﹡額定壓力：21Mpa。

﹡自保護功能：報警且停機：電機缺相保護、電機過流保護、油溫互鎖保護、急停保護；報警不停機：濾芯堵塞。

﹡冷卻水要求：流量10噸/小時，壓力0.2-0.4MPa。入口溫度低于30℃。

﹡設備總功率：55kW，AV380V/50Hz。

﹡電源線的規格：三相五線制電纜， 25m㎡額定載流110A。

﹡工作環境溫度范圍：10℃-45℃

﹡過濾精度5μ

﹡外形尺寸：830*640*1250

﹡油箱容積：300升。

﹡液壓站噪聲 ：75dB。

﹡重   量：1000 kg（不含油）。

1、主機單元：主要由主機框架、伺服作動器總成、液壓夾具、伺服閥和傳感器等組成。

1.1、主機框架：是整個機器的承力機構，剛度的好壞直接影響到整機的動態工作特性。采用雙立柱框架結構，垂直試驗空間為50-600mm，作動器置于橫梁下方。

由橫梁、工作臺、立柱組成封閉受力框架，該框架具有結構穩固，整機剛性好，安裝工裝及試件方便。橫梁和工作臺采用鋼板切割成型，再經過精加工達到精度要求；立柱表面鍍有硬格，保證導向的順滑性。

活動橫梁可由兩側的升降油缸控制其移動，采用電液伺服專用的升降鎖緊控制模塊，由高壓油驅動柱塞缸鎖緊橫梁，鎖緊可靠。

1.2、試驗工裝：可以方便而可靠的安裝試件。試驗空間范圍50-600mm。

1.3、伺服作動器總成：主要由伺服作動器、負荷傳感器、位移傳感器、伺服閥等組成。它是電液伺服系統中產生力和位移的裝置，是關鍵部件之一。

1.3.1、伺服作動器：伺服作動器采用德國的靜壓支撐作動器。等截面高剛度結構，采用靜壓支撐密封和潤滑技術，具有低摩擦、低阻尼、高頻響及良好的抗側向力能力。

★同軸配有軸向位移傳感器，準確測量活塞位移。

1.3.3、位移傳感器：與伺服作動器同軸安裝。

★傳感器量程±30mm（滿程60mm）；

★與測控系統配合，測量精度為±1%FS；

★采用美國MTS公司的位移傳感器，準確測量活塞的位移；

1.3.4、伺服閥：采用美國MOOG公司二級電液伺服閥。

★該系列閥為高性能的兩級電液伺服閥，在7MPa額定壓降下的額定流量為60L/min。

★控制精度高、使用壽命長，已在我公司的批量產品上得到多年的驗證。

2、控制系統：電液伺服彈簧疲勞試驗機核心部分即控制系統采用疲勞試驗機專用的數字控制器。

1、控制器工作原理框圖

  從液壓源輸出的高壓油流經濾油器、蓄能器進入電液伺服閥，同時由電控系統給定的電信號與從力傳感器或位移傳感器輸出的反饋信號相比較，將此差值信號放大后送至電液伺服閥，把電信號轉變為油的流量，高壓油交變地輸入到作動器的作動腔，驅動活塞高速往復運動，活塞桿與試件、工裝、傳感器相連，因此使試件上即測力傳感器產生的力與電控系統給定的設定信號有相同的變化，這時作用于試件上的力、位移值由負荷傳感器和位移傳感器測出，從而構成閉環系統進行工作。

2.

2、控制系統說明：

 控制器為具有PIDF 調節的全數字控制器。可配置三塊數字調理器和一塊閥驅動器用于完成信號的測量和控制。控制方式可為負荷、位移及變形，可在液壓站開啟狀態下平滑切換控制方式；函數發生器頻率為0.001—100Hz；控制波形有：正弦、方波、單調波（斜波），外部輸入波等；并帶有多路數字電壓表可實時顯示測量信號；具有監測接口供外部設備監測傳感器信號；全部操作和設置通過計算機由系統軟件虛擬面板實現，可快速生成試驗功能豐富靈活,選用（MPT）多任務軟件更能為用戶提供一個創造性的試驗環境；可實現疲勞次數預置，斷裂停機；另具有限位保護鎖停指示等功能；具有控制補償功能，來保證控制精度；具有數據自動存儲功能。軟件界面如下圖

2.4、保護功能：疲勞試驗機都是長時間工作，工作過程中可無人看守，所以要求設備具有完備的保護功能。

根據保護的形式可以分硬保護和軟保護；硬保護有電機缺相保護、電機過流保護、油溫互鎖保護，濾芯堵塞保護，急停保護等，當上述任何一項保護發生時，系統都會自動報警或停機。

軟保護有位移、負荷、變形極限位置保護等，當上述任何一項保護發生時，系統都會自動報警或按設置要求響應。

3、液壓站：采用我公司批量化生產的電液伺服恒壓泵站。液壓站是試驗動力的提供者，主要由油泵電機組，油箱、油源冷卻系統、及液壓附件和電控柜等組成。泵站設計流量為120L/min，額定壓力為28Mpa，工作介質為N46#汽輪機油。

3．1、油泵電機組：油泵電機組是液壓系統的關鍵部件，其性能和使用壽命直接關系到系統的工作，尤其是連續試驗的情況下更需要保證泵組長期、穩定可靠的工作。本液壓站選用德國福伊特公司的高壓、低噪音內嚙合齒輪泵。電機和油泵之間采用柔性聯軸節連接，這樣可以大大減小振動和噪音，除可以保護現場的工作環境還可以提高使用壽命。

3．2、油箱：油箱設計時除需要考慮有足夠的容積外，其結構和形式都應規范，為保證油液長期使用不變質，油箱采用全封閉結構，油箱內部經過磷化處理。油箱中間設置內部隔板。隔板把油箱內部分為回油區與吸油區，使油液在油箱內沿著油箱壁環流。隔板缺口處有足夠大的過流面積，使環流流速滿足吸油區的供給。油液在油箱中的環流促使更多的油液參與系統循環，有利于油液中的氣泡、雜質的分離和沉淀，而且保證油液溫度均衡，提高冷卻效率。油箱設置方便清洗口并配有空氣濾清器、液面指示器、溫度傳感器、液位計等部件，方便操作人員獲得相關狀態信息。

3．3、油源冷卻裝置：為保證試驗臺長時間穩定地正常工作，液壓泵站的油溫必須嚴格控制在一定的范圍內，一般在15～55℃左右。本液壓站已經配置雙流程的釬焊板式換熱器，冷的循環水和熱的液壓油在換熱器中相向流動，冷的循環水帶走熱量，從而冷卻液壓油，用戶需要準備冷卻循環水。進回水接口尺寸為：外徑為Φ33（錐形接頭） ,用戶可使用耐壓2Mpa的軟管連接并用合適的卡箍固定即可。

3.4、液壓系統附件：主要有空氣濾清器、液面指示器、油溫傳感器、液位計、管路、分油座（安裝有過濾器、壓力表、溢流閥）等。因為液壓系統的工作可靠性及使用壽命，與液壓系統的污染控制、關鍵元件的污染耐受度等因素都有很大的關系，本液壓站在油路上配置三級過濾裝置，保證關鍵原件可靠工作，且過濾裝置帶有更換濾芯報警裝置。

3.5、電控柜：全部元器件均使用品牌。通過PLC（標配OMRON）編程實現啟停、報警等控制邏輯。電控柜性能可靠、操作維護方便、結構緊湊、美觀。

四、幅頻特性曲線

五、設備布置建議（圖）：

選擇水冷機，需要用戶提供通風或戶外等相關散熱條件。

六、試驗機配置及報價：（單位：萬元）

總計：66.7萬，

七、其他說明

1、用戶需準備46號汽輪機油300升；三相380V電源（55Kw,110A,空開需準備150A）；單相220V電源（10A）；冷卻循環水10噸/小時，進水溫度低于30℃。

2、如需方使用自己的試樣進行驗收需在合同簽訂前將試樣尺寸發與供方確認，并

在簽訂合同后15天內將試樣寄到供方。

3、供貨期5個月。

4、如需方對布置圖無異議，設備在進行管路設計制作時將按該布置進行；如有異議，需方需在簽訂合同后15天內書面或郵件通知，如未通知導致現場管路更改，調試拖期及產生的費用由需方承擔。
八、驗收方法及步驟：

1、預驗收（如果需要）在供方進行，驗收內容如下：

1.1、負荷、位移的技術指標以供方的質量部檢查數據為準；

1.2、按照技術協議查看設備的配置；

1.3、以標準試樣做三小時疲勞試驗，設備運行正常；

1.4、操作和維護培訓。

1.5、雙方簽訂預驗收既要，確定整改事宜及發貨時間等。

設備運到甲方現場，甲方根據雙方溝通確定的布置圖，擺放設備就位，乙方安排人員現場協助。甲方準備好電源到設備電控柜之間的電纜，冷卻水、試驗用液壓油等，通知乙方到現場進行調試、培訓、驗收等工作

2、終驗收在需方進行，驗收內容如下：

2.1、設備安裝就位，電源、冷卻水運行正常；

2.2、以一標準試樣做疲勞試驗，運行4小時，運行正常；

2.3、進行2天的操作和維護培訓

2.4、簽定調試服務單及驗收單，如果在技術指標滿足技術協議情況，因為甲方原因不進行驗收，乙方視為該設備已經驗收，質保期從乙方完成工作之日起生效。