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微機(jī)控制電液伺服壓剪試驗(yàn)機(jī)的 使用方法

閱讀:1269        發(fā)布時(shí)間:2020-10-27

微機(jī)控制電液伺服壓剪試驗(yàn)機(jī)的 使用方法

產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):

ø gb/t《試驗(yàn)機(jī)通用技術(shù)要求》

ø gb/t《電液伺服試驗(yàn)機(jī)》

ø jjg 139-1999《拉力,、壓力和試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》

ø gb/t 20688.4-2007《橡膠支座第四部分:普通橡膠支座》

ø tb/t 《鐵路橋梁板式橡膠支座》

ø tb/t 《公路橋梁盆式橡膠支座》

ø jt/t 4-2004《公路橋梁板式橡膠支座》

ø jt 391-2009《公路橋梁盆式橡膠支座》

ø gb/t 《球型支座技術(shù)條件》

三、主要技術(shù)指標(biāo)

(一) 主機(jī):

1. 試驗(yàn)機(jī)大空間:1000mm

2. 立柱凈距:x方向1140mm y方向440mm

3. 主作動(dòng)器:大負(fù)荷:10000kn

4. 負(fù)荷精度 :優(yōu)于±1%(0.4%-100%f.s.)

5. 工作活塞上升速度:0~30mm/min(可調(diào))

6. 工作活塞大行程:150mm

7. 位移精度 :優(yōu)于±1% f.s

8. 位移分辨率:0.001mm

9. 下壓板尺寸:1050*1050mm

10. 外形尺寸:5575x1860x3660(高)mm

11. 液壓源尺寸:mm

12. 控制柜外形:1700x880x930mm

(二) 抗剪彈性模量試驗(yàn)機(jī)構(gòu)部分

1. 水平作動(dòng)器大水平剪切力:2000kn

2. 示值度:優(yōu)于±1%(1%-100%f.s.)

3. 工作活塞推進(jìn)速度:0-50 mm/min(可調(diào))

4. 工作活塞大行程:250mm

5. 位移精度 :優(yōu)于±1% f.s

6. 位移分辨率:0.003mm

(三) 轉(zhuǎn)角試驗(yàn)機(jī)構(gòu)部分

1. 轉(zhuǎn)角作動(dòng)器大轉(zhuǎn)角頂出力: 600 kn

2. 示值度(24~600kn):±1%

3. 工作活塞推進(jìn)速度:0-60 mm/min(可調(diào))

4. 工作活塞大行程:100mm

5. 位移精度 :優(yōu)于±1% f.s

6. 位移分辨率:0.003mm 

四,、主機(jī)機(jī)械部分介紹

主機(jī)由底座,、活動(dòng)橫梁,、四立柱、10000kn油缸,、送樣小車,、導(dǎo)軌等組成四立柱框架。底座采用鑄鐵件,,活動(dòng)橫梁,,采用qt-600型球墨鑄鐵,均進(jìn)行退火處理,消除內(nèi)應(yīng)力,,防止變形,。四立柱采用45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,,硬度為hrc28-32,。

活動(dòng)動(dòng)橫梁上附有上壓板,上壓板為整體結(jié)構(gòu),。試驗(yàn)機(jī)空間的調(diào)整通過(guò)活動(dòng)橫梁上安裝的電機(jī),、鏈輪、蝸輪蝸桿,、螺母絲杠等傳動(dòng)部件完成調(diào)整,。橫梁上的傳動(dòng)間隙由特制的間隙消除器進(jìn)行消除,確保測(cè)量位移的準(zhǔn)確性,。下壓板為小車式結(jié)構(gòu),,下有滾輪和導(dǎo)軌,可拉出機(jī)體外1400mm,,裝上試樣后再運(yùn)到試驗(yàn)空間內(nèi),,座落在活塞上。下壓板小車的出入由人工操作,。

10000kn油缸采用柱塞式結(jié)構(gòu),,上升時(shí)用油壓推動(dòng),下降靠自重落下,。油缸和活塞采用不同型號(hào)的球墨鑄鐵,,活塞內(nèi)裝置高精度負(fù)荷傳感器,用來(lái)測(cè)量軸向壓力,。油缸采用目前上先進(jìn)的復(fù)合密封技術(shù),,并設(shè)置兩級(jí)密封,在兩級(jí)密封之后設(shè)置回油接管,,直通副油箱,。在密封設(shè)計(jì)方面采用上述措施,保證了油缸的零泄漏,。由于采用了柱塞式油缸,,可以在不拆卸油缸活塞的情況下更換密封圈,大大減輕了維修時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度,。由于主油缸具有很大的側(cè)向負(fù)荷,,出于對(duì)產(chǎn)品可靠性的考慮,我們采用sf-1d自潤(rùn)滑軸承來(lái)代替靜*承,,以減少活塞與缸壁之間的摩擦,。

從技術(shù)指標(biāo)來(lái)看,加上柱塞投影面積大等特點(diǎn),,柱塞油缸具有*的抗側(cè)向負(fù)載能力。

水平剪切系統(tǒng)下部裝有移動(dòng)滑車,,并配有伺服浮動(dòng)缸,,水平剪切時(shí),伺服浮動(dòng)缸能自動(dòng)調(diào)節(jié)水平油缸上下位置,,使負(fù)荷傳感器的軸線和中間剪切板的對(duì)稱軸重合,,確保試樣水平軸向力,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,,反力架支撐在上下壓板上,,試樣所受的水平剪切力與反力架對(duì)上下壓板的側(cè)向力完成抵消,保證了主機(jī),、傳感器,、工作缸塞不受水平力影響,試驗(yàn)接受后,,由電動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作將剪切系統(tǒng)沿導(dǎo)軌全部拉出機(jī)外,,水平剪切系統(tǒng)通過(guò)反力架將水平推力轉(zhuǎn)換成水平拉力,實(shí)現(xiàn)在機(jī)檢定,。

轉(zhuǎn)角裝置配置轉(zhuǎn)角梁,、立柱,供檢定時(shí)使用,,可在不拆卸傳感器的情況下檢定,,方便用戶操作,保證精度要求,。

油缸活塞系統(tǒng)采用兩道斯特封,,兩套導(dǎo)向環(huán),保證油缸不發(fā)生泄漏現(xiàn)象,。

 

小車前進(jìn),、后退操作按鈕布置在控制盒上,該控制盒安裝在側(cè)面導(dǎo)軌上,,便于操作,。

水平剪切系統(tǒng)下部裝有移動(dòng)滑車,,并配有伺服浮動(dòng)缸,,水平剪切時(shí),伺服浮動(dòng)缸能自動(dòng)調(diào)節(jié)水平油缸上下位置,,使負(fù)荷傳感器的軸線和中間剪切板的對(duì)稱軸重合,,確保試樣水平軸向力,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,,反力架支撐在上下壓板上,,試樣所受的水平剪切力與反力架對(duì)上下壓板的側(cè)向力完成抵消,,保證了主機(jī)、傳感器,、工作缸塞不受水平力影響,,試驗(yàn)接受后,由電動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作將剪切系統(tǒng)沿導(dǎo)軌全部拉出機(jī)外,,水平剪切系統(tǒng)通過(guò)反力架將水平推力轉(zhuǎn)換成水平拉力,,實(shí)現(xiàn)在機(jī)檢定。

轉(zhuǎn)角裝置配置轉(zhuǎn)角梁,、立柱,,供檢定時(shí)使用,可在不拆卸傳感器的情況下檢定,,方便用戶操作,,保證精度要求。

油缸活塞系統(tǒng)采用兩道斯特封,,兩套導(dǎo)向環(huán),,保證油缸不發(fā)生泄漏現(xiàn)象。

本機(jī)安全保護(hù)采用以下五種措施:

1. 試驗(yàn)力超過(guò)大容量的2%時(shí),,自動(dòng)報(bào)警并停機(jī),;

2. 活塞位移達(dá)到極限位置時(shí),自動(dòng)報(bào)警并停機(jī),;

3. 移動(dòng)橫梁位移達(dá)到上下極限位置時(shí),,自動(dòng)報(bào)警并停機(jī);

4. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,,當(dāng)試樣破壞時(shí),,自動(dòng)停機(jī)。

5. 在控制面板上設(shè)有急停按鈕,,緊急事故時(shí)拍下急停按鈕,,立即停止所有動(dòng)作。 

(一)水平剪切系統(tǒng)

水平剪切系統(tǒng)由兩個(gè)反力架,、底座,、底板、拉梁,、伺服油缸組,、上壓板、下壓板,、摩擦板,、剪切板、水平雙向油缸組成內(nèi)封閉,、自承力結(jié)構(gòu),。水平剪切系統(tǒng)下部裝有移動(dòng)滑車,,并配有伺服浮動(dòng)缸,水平剪切裝置采用浮動(dòng)液壓缸上下調(diào)整來(lái)調(diào)節(jié)剪切板高度,,滿足不同規(guī)格試樣的試驗(yàn)要求,。下圖為我公司生產(chǎn)的壓剪試驗(yàn)機(jī)水平剪切原理示意圖,水平剪切時(shí),,伺服浮動(dòng)缸能自動(dòng)調(diào)節(jié)水平油缸上下位置,,使負(fù)荷傳感器的軸線和中間剪切板的對(duì)稱軸重合,確保試樣水平軸向力,,試驗(yàn)過(guò)程中,,反力架支撐在上下壓板上,試樣所受的水平剪切力與反力架對(duì)上下壓板的側(cè)向力完成抵消,,保證了主機(jī),、傳感器、工作缸塞不受水平力影響,,試驗(yàn)結(jié)束后,,由電動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作將剪切系統(tǒng)沿導(dǎo)軌全部拉出機(jī)外,水平剪切系統(tǒng)通過(guò)反力架將水平推力轉(zhuǎn)換成水平拉力,,實(shí)現(xiàn)在機(jī)檢定,。

 

(二)轉(zhuǎn)角油缸系統(tǒng)

轉(zhuǎn)角系統(tǒng)由轉(zhuǎn)角工裝、轉(zhuǎn)角油缸,、轉(zhuǎn)角板組成,,主機(jī)底座正面裝有轉(zhuǎn)角油缸,該轉(zhuǎn)角油缸能提供600kn試驗(yàn)力,,轉(zhuǎn)角油缸行程為100mm,。另外配置可調(diào)整高度的轉(zhuǎn)角頂桿,增大調(diào)節(jié)空間,,以滿足不同厚度規(guī)格支座的轉(zhuǎn)角試驗(yàn),。

(三)送樣小車系統(tǒng)

送樣小車系統(tǒng)作為下壓板使用,由導(dǎo)軌,、電動(dòng)送樣小車組成,。送樣小車上裝有滾輪,可拉出機(jī)體外1200mm,,裝上試樣后再運(yùn)到試驗(yàn)空間內(nèi),。

 

(四)液壓源介紹

液壓源采用德國(guó)eckler內(nèi)嚙合高壓齒輪泵,中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)達(dá)伺服電機(jī),,意大利進(jìn)口的atos伺服閥,,電磁換向閥采用日本yuken公司的元件,,壓力閥,、減壓閥等均采用美國(guó)ccc,、sun公司的元件,以期提高液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性及長(zhǎng)期可靠性,。該油源采用新的壓力隨動(dòng)技術(shù),,即系統(tǒng)壓力隨同負(fù)載同步增加,這樣可以使系統(tǒng)壓力不必保持長(zhǎng)時(shí)保持高壓,,而使系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)多的熱量,,同時(shí),由于電機(jī)采用伺服電機(jī),,可根據(jù)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行油源流量控制,,調(diào)整伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速,空載主油缸上升,、下降時(shí),,兩個(gè)伺服電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)供油,加快速度,,當(dāng)加壓,、保載時(shí),可根據(jù)速度調(diào)整油量,,達(dá)到效率大化,,使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量降到低。液壓源無(wú)需冷卻,。與常規(guī)油源相比更節(jié)約能源,,使用伺服電機(jī)時(shí),可比普通電機(jī)節(jié)約電量約50%左右,。

(五)控制柜介紹

在控制臺(tái)的操作面板上設(shè)有急停按鈕,,試驗(yàn)過(guò)程中有緊急情況發(fā)生時(shí)按下急停按鈕開(kāi)關(guān),即可立即斷開(kāi)電源,,停止機(jī)器所有動(dòng)作,。

琴臺(tái)控制柜外形如右圖所示,控制柜左右兩側(cè)各有一個(gè)電控箱,,左側(cè)電控箱放置拖動(dòng)系統(tǒng),,右側(cè)電控箱放置伺服控制器,控制柜上部放置cts-600控制器,,電腦機(jī)箱及顯示器,,打印機(jī)??刂乒駜?nèi)部中空,,地基上油源部位下沉,控制柜放置地面上,,可將油源放置到控制柜內(nèi)部,,節(jié)約空間,,方便操作和維護(hù)。下圖分別為控制柜側(cè)門電控箱和右側(cè)電控箱,。

 

(六)測(cè)量系統(tǒng)配置

10000kn力值,、2000kn力值、600kn均采用負(fù)荷傳感器測(cè)力,,在上下壓板四角裝有四個(gè)變形傳感器,,用于測(cè)量試樣的平均變形,在剪力拉板的尾部裝有兩只測(cè)量剪切變形的傳感器,。

本機(jī)具有多通道協(xié)調(diào)加載系統(tǒng),,需安裝不同類型的傳感器,分述如下:

1. 主作動(dòng)器,,高精度負(fù)荷傳感器一只,,光柵位移傳感器四只,分辨力0.001mm,,油缸位移傳感器一只,。

2. 水平作動(dòng)器,高精度負(fù)荷傳感器一只,,光柵位移傳感器二只,,分辨力0.01mm,油缸位移傳感器一只,。

3. 轉(zhuǎn)角作動(dòng)器,,高精度負(fù)荷傳感器一只,油缸位移傳感器一只,,光柵位移傳感器四只,,分辨力0.001mm(與軸向壓縮變形位移傳感器相同)。

 

(七)試樣及變形測(cè)量裝置安裝示例(以實(shí)際為準(zhǔn))

ø 壓縮試驗(yàn)

 

ø 剪切試驗(yàn)

 

ø 轉(zhuǎn)角試驗(yàn)

 

五,、控制器介紹 

控制器*站在試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的應(yīng)用角度進(jìn)行開(kāi)發(fā)的,,力求一針見(jiàn)血的完成試驗(yàn)機(jī)所需要的功能,所以在硬件電路設(shè)計(jì)上,,多采用高集成的,,模塊化設(shè)計(jì)思想,本系統(tǒng)采用了soc(片上系統(tǒng))和fpga(大規(guī)??删幊涕T陣列)芯片作為其核心控件,。這樣就做到了 ,硬件電路簡(jiǎn)單,,可靠性高,,但在程序編寫上,勢(shì)必要用大量的代碼來(lái)分配各功能;

模塊化的特點(diǎn)是:程序分組管理,,擴(kuò)展性強(qiáng),;由于咱試驗(yàn)機(jī)行業(yè)小批量,多品種的特點(diǎn),,決定不具備良好擴(kuò)展性的控制系統(tǒng)是沒(méi)法生存的。所以程序上模塊化管理是必須的,!

1. 控制器的基本功能:

cts-600控制器在不做任何擴(kuò)展的情況下,,主板具備四路模擬通道,也就是兩路負(fù)荷傳感器通道和兩路應(yīng)變式引伸計(jì)通道,,三路數(shù)字通道,,也就是一路位移傳感器通道和一對(duì)大變形通道,外加8路輸入和8路輸出i/o口通道,。這些輸入輸出通道,,至少能滿足大部分的電子類試驗(yàn)機(jī),如果按上一個(gè)擴(kuò)展卡,,就具備兩路d/a輸出,,可以控制大部分液壓設(shè)備及平推夾具等,這就是模塊化設(shè)計(jì)的好處,,他能更方便的進(jìn)行功能擴(kuò)展而不影響已經(jīng)具備的功能和接口協(xié)議,。

2. cts-600的可靠性的保障:

l cts-600全部采用元器件直接焊接方式,且絕大部分為貼片器件,,這樣能有效的避免震動(dòng),、氧化等對(duì)控制器造成的影響;

l 此控制器的芯片全部采用進(jìn)口工業(yè)級(jí)器件,,這在硬件的質(zhì)量上為控制器的穩(wěn)定起到了保障,。

l 在元器件焊接方面,全部采用貼片機(jī)進(jìn)行焊接,,這就避免人為的個(gè)性化差異對(duì)電路板焊接的影響,。

l 將控制器配備專門的人員進(jìn)行考核和高低溫老化試驗(yàn),并嚴(yán)格按照考核流程實(shí)施,,進(jìn)一步避免不合格的控制器應(yīng)用到主機(jī)上,。

3. cts-600性能特點(diǎn)

l 很高的分辨力,可達(dá)到500000碼,,測(cè)量控制精度高,,使用范圍廣;

l 采樣頻率高可達(dá)3khz

l 具有很寬的通頻帶:10khz

l 采用事件中斷技術(shù)代替定時(shí)器接收采集數(shù)據(jù),,采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,,同步性好。

l 具備開(kāi)環(huán)測(cè)試功能。(此功能便于鑒定區(qū)分設(shè)備故障)

l 具備相對(duì)調(diào)零和調(diào)零功能,。(調(diào)零返回原碼值一般用于動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī))

l 具備命令發(fā)送監(jiān)測(cè)功能,。

l 能夠設(shè)置采樣頻率

l 自動(dòng)設(shè)置試驗(yàn)空間方向。

l 能夠設(shè)置伺服閥死區(qū)及零位,。

l 自動(dòng)檢測(cè)控制器id

l 具有pid在線修正功能,。

l 伺服系統(tǒng)既可以選擇速度控制,也可以選擇位置環(huán)控制模式

l 具備人工指令發(fā)送功能,。

l 具有低周動(dòng)態(tài)控制功能:*1hz以下的低周疲勞性能試驗(yàn)以及波形控制,,能夠?qū)崿F(xiàn)三角波、正弦波,、梯形波等多種波形控制,;

六、軟件介紹

基于windows’2000/xp操作平臺(tái)下的機(jī)控制電液伺服壓剪試驗(yàn)機(jī)的操作軟件(以下簡(jiǎn)稱壓剪軟件)是yjw系列微機(jī)控制壓剪試驗(yàn)機(jī)的專業(yè)配套測(cè)控軟件,,主要應(yīng)用于板式橡膠支座,、盆式橡膠支座及球型支座力學(xué)性能指標(biāo)測(cè)試。壓剪軟件依據(jù)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有jt/t 4-2004《公路橋梁板式橡膠支座》,、jt/t 391-2009《公路橋梁盆式支座》,、gb/t 《球型支座技術(shù)條件》、tb/t 《鐵路橋梁板式橡膠支座》,、tb/t 《鐵路橋梁盆式橡膠支座》,、gb 20688.4-2007《橡膠支座 第4部分普通橡膠支座》。

壓剪軟件界面友好,,操作簡(jiǎn)單,,設(shè)置靈活,根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)連續(xù)平穩(wěn)加載,,自動(dòng)保載,,自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、儲(chǔ)存,、繪制曲線,,自動(dòng)生成并打印試驗(yàn)報(bào)告,試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)儲(chǔ)并可追溯,。能完成以下多種試驗(yàn)類型:

*板式橡膠支座

l 抗壓彈性模量試驗(yàn),;

l 抗剪彈性模量試驗(yàn);

l 抗剪粘接性能試驗(yàn),;

l 抗剪老化試驗(yàn),;

l 磨擦系數(shù)試驗(yàn);

l 轉(zhuǎn)角試驗(yàn),;

l 極限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),;

*盆式橡膠支座

l 磨擦系數(shù)試驗(yàn)

l 轉(zhuǎn)角試驗(yàn)

l 豎向承載力試驗(yàn)

*球型支座

l 磨擦系數(shù)試驗(yàn)

l 轉(zhuǎn)角試驗(yàn)

l 豎向承載力試驗(yàn)

l 水平承載力試驗(yàn)

產(chǎn)品主要用于公路,、鐵路、橋梁,、建筑板式橡膠支座,、盆式支座、球型支座產(chǎn)品的力學(xué)性能,、阻尼性能,、橡膠支座大變形試驗(yàn)和檢測(cè)??蛇M(jìn)行抗壓彈性模量試驗(yàn),、抗剪彈性模量試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)(靜態(tài)剪切),、極限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),、摩擦系數(shù)試驗(yàn),、轉(zhuǎn)角試驗(yàn)及公路橋梁盆式支座的荷載試驗(yàn)下軸向壓縮變形和徑向變形的檢測(cè),。

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