微機控制電液伺服壓剪試驗機的 使用方法

微機控制電液伺服壓剪試驗機的 使用方法

產(chǎn)品執行標準：

ø gb/t《試驗機通用技術(shù)要求》

ø gb/t《電液伺服試驗機》

ø jjg 139-1999《拉力、壓力和試驗機檢定規程》

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

(一) 主機：

1. 試驗機大空間：1000mm

2. 立柱凈距：x方向1140mm y方向440mm

3. 主作動(dòng)器：大負荷：10000kn

4. 負荷精度 ：優(yōu)于±1%(0.4%-100%f.s.)

5. 工作活塞上升速度：0～30mm/min（可調）

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) 抗剪彈性模量試驗機構部分

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）

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) 轉角試驗機構部分

1. 轉角作動(dòng)器大轉角頂出力: 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）

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、主機機械部分介紹

主機由底座、活動(dòng)橫梁、四立柱、10000kn油缸、送樣小車(chē)、導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，消除內應力，防止變形。四立柱采用45號優(yōu)質(zhì)碳鋼，經(jīng)調質(zhì)處理，硬度為hrc28-32。

活動(dòng)動(dòng)橫梁上附有上壓板，上壓板為整體結構。試驗機空間的調整通過(guò)活動(dòng)橫梁上安裝的電機、鏈輪、蝸輪蝸桿、螺母絲杠等傳動(dòng)部件完成調整。橫梁上的傳動(dòng)間隙由特制的間隙消除器進(jìn)行消除，確保測量位移的準確性。下壓板為小車(chē)式結構，下有滾輪和導軌，可拉出機體外1400mm，裝上試樣后再運到試驗空間內，座落在活塞上。下壓板小車(chē)的出入由人工操作。

10000kn油缸采用柱塞式結構，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的球墨鑄鐵，活塞內裝置高精度負荷傳感器，用來(lái)測量軸向壓力。油缸采用目前上先進(jìn)的復合密封技術(shù)，并設置兩級密封，在兩級密封之后設置回油接管，直通副油箱。在密封設計方面采用上述措施，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)強度。由于主油缸具有很大的側向負荷，出于對產(chǎn)品可靠性的考慮，我們采用sf-1d自潤滑軸承來(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*的抗側向負載能力。

水平剪切系統下部裝有移動(dòng)滑車(chē)，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)調節水平油缸上下位置，使負荷傳感器的軸線(xiàn)和中間剪切板的對稱(chēng)軸重合，確保試樣水平軸向力，實(shí)驗過(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上下壓板的側向力完成抵消，保證了主機、傳感器、工作缸塞不受水平力影響，試驗接受后，由電動(dòng)系統動(dòng)作將剪切系統沿導軌全部拉出機外，水平剪切系統通過(guò)反力架將水平推力轉換成水平拉力，實(shí)現在機檢定。

轉角裝置配置轉角梁、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(hù)操作，保證精度要求。

油缸活塞系統采用兩道斯特封，兩套導向環(huán)，保證油缸不發(fā)生泄漏現象。

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

水平剪切系統下部裝有移動(dòng)滑車(chē)，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)調節水平油缸上下位置，使負荷傳感器的軸線(xiàn)和中間剪切板的對稱(chēng)軸重合，確保試樣水平軸向力，實(shí)驗過(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上下壓板的側向力完成抵消，保證了主機、傳感器、工作缸塞不受水平力影響，試驗接受后，由電動(dòng)系統動(dòng)作將剪切系統沿導軌全部拉出機外，水平剪切系統通過(guò)反力架將水平推力轉換成水平拉力，實(shí)現在機檢定。

轉角裝置配置轉角梁、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(hù)操作，保證精度要求。

油缸活塞系統采用兩道斯特封，兩套導向環(huán)，保證油缸不發(fā)生泄漏現象。

本機安全保護采用以下五種措施：

1. 試驗力超過(guò)大容量的2%時(shí)，自動(dòng)報警并停機；

2. 活塞位移達到極限位置時(shí)，自動(dòng)報警并停機；

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

4. 實(shí)驗過(guò)程中，當試樣破壞時(shí)，自動(dòng)停機。

5. 在控制面板上設有急停按鈕，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

水平剪切系統由兩個(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封閉、自承力結構。水平剪切系統下部裝有移動(dòng)滑車(chē)，并配有伺服浮動(dòng)缸，水平剪切裝置采用浮動(dòng)液壓缸上下調整來(lái)調節剪切板高度，滿(mǎn)足不同規格試樣的試驗要求。下圖為我公司生產(chǎn)的壓剪試驗機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)調節水平油缸上下位置，使負荷傳感器的軸線(xiàn)和中間剪切板的對稱(chēng)軸重合，確保試樣水平軸向力，試驗過(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上下壓板的側向力完成抵消，保證了主機、傳感器、工作缸塞不受水平力影響，試驗結束后，由電動(dòng)系統動(dòng)作將剪切系統沿導軌全部拉出機外，水平剪切系統通過(guò)反力架將水平推力轉換成水平拉力，實(shí)現在機檢定。

(二)轉角油缸系統

轉角系統由轉角工裝、轉角油缸、轉角板組成，主機底座正面裝有轉角油缸，該轉角油缸能提供600kn試驗力，轉角油缸行程為100mm。另外配置可調整高度的轉角頂桿，增大調節空間，以滿(mǎn)足不同厚度規格支座的轉角試驗。

(三)送樣小車(chē)系統

送樣小車(chē)系統作為下壓板使用，由導軌、電動(dòng)送樣小車(chē)組成。送樣小車(chē)上裝有滾輪，可拉出機體外1200mm，裝上試樣后再運到試驗空間內。

(四)液壓源介紹

液壓源采用德國eckler內嚙合高壓齒輪泵，中國臺灣臺達伺服電機，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ccc、sun公司的元件，以期提高液壓系統的穩定性及長(cháng)期可靠性。該油源采用新的壓力隨動(dòng)技術(shù)，即系統壓力隨同負載同步增加，這樣可以使系統壓力不必保持長(cháng)時(shí)保持高壓，而使系統產(chǎn)生過(guò)多的熱量，同時(shí)，由于電機采用伺服電機，可根據試驗過(guò)程進(jìn)行油源流量控制，調整伺服電機轉速，空載主油缸上升、下降時(shí)，兩個(gè)伺服電機同時(shí)啟動(dòng)供油，加快速度，當加壓、保載時(shí)，可根據速度調整油量，達到效率大化，使液壓系統產(chǎn)生的熱量降到低。液壓源無(wú)需冷卻。與常規油源相比更節約能源，使用伺服電機時(shí)，可比普通電機節約電量約50%左右。

(五)控制柜介紹

在控制臺的操作面板上設有急停按鈕，試驗過(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，停止機器所有動(dòng)作。

琴臺控制柜外形如右圖所示，控制柜左右兩側各有一個(gè)電控箱，左側電控箱放置拖動(dòng)系統，右側電控箱放置伺服控制器，控制柜上部放置cts-600控制器，電腦機箱及顯示器，打印機?？刂乒駜炔恐锌?，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部，節約空間，方便操作和維護。下圖分別為控制柜側門(mén)電控箱和右側電控箱。

(六)測量系統配置

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

本機具有多通道協(xié)調加載系統，需安裝不同類(lèi)型的傳感器，分述如下：

1. 主作動(dòng)器，高精度負荷傳感器一只，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. 轉角作動(dòng)器，高精度負荷傳感器一只，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)試樣及變形測量裝置安裝示例(以實(shí)際為準)

ø 壓縮試驗

ø 剪切試驗

ø 轉角試驗

五、控制器介紹 

控制器*站在試驗機行業(yè)的應用角度進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，力求一針見(jiàn)血的完成試驗機所需要的功能，所以在硬件電路設計上，多采用高集成的，模塊化設計思想，本系統采用了soc（片上系統）和fpga（大規?？删幊涕T(mén)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(xiě)上，勢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，擴展性強；由于咱試驗機行業(yè)小批量，多品種的特點(diǎn)，決定不具備良好擴展性的控制系統是沒(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展的情況下，主板具備四路模擬通道，也就是兩路負荷傳感器通道和兩路應變式引伸計通道，三路數字通道，也就是一路位移傳感器通道和一對大變形通道，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(mǎn)足大部分的電子類(lèi)試驗機，如果按上一個(gè)擴展卡，就具備兩路d/a輸出，可以控制大部分液壓設備及平推夾具等，這就是模塊化設計的好處，他能更方便的進(jìn)行功能擴展而不影響已經(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)級器件，這在硬件的質(zhì)量上為控制器的穩定起到了保障。

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

l 將控制器配備專(zhuān)門(mén)的人員進(jìn)行考核和高低溫老化試驗，并嚴格按照考核流程實(shí)施，進(jìn)一步避免不合格的控制器應用到主機上。

3. cts-600性能特點(diǎn)

l 很高的分辨力，可達到500000碼，測量控制精度高，使用范圍廣；

l 采樣頻率高可達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)器接收采集數據，采集數據準確可靠，同步性好。

l 具備開(kāi)環(huán)測試功能。（此功能便于鑒定區分設備故障）

l 具備相對調零和調零功能。（調零返回原碼值一般用于動(dòng)態(tài)試驗機）

l 具備命令發(fā)送監測功能。

l 能夠設置采樣頻率

l 自動(dòng)設置試驗空間方向。

l 能夠設置伺服閥死區及零位。

l 自動(dòng)檢測控制器id

l 具有pid在線(xiàn)修正功能。

l 伺服系統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以及波形控制，能夠實(shí)現三角波、正弦波、梯形波等多種波形控制；

六、軟件介紹

基于windows’2000/xp操作平臺下的機控制電液伺服壓剪試驗機的操作軟件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)壓剪軟件）是yjw系列微機控制壓剪試驗機的專(zhuān)業(yè)配套測控軟件，主要應用于板式橡膠支座、盆式橡膠支座及球型支座力學(xué)性能指標測試。壓剪軟件依據的試驗標準有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，設置靈活，根據試驗標準自動(dòng)連續平穩加載，自動(dòng)保載，自動(dòng)采集數據、儲存、繪制曲線(xiàn)，自動(dòng)生成并打印試驗報告，試驗數據可以轉儲并可追溯。能完成以下多種試驗類(lèi)型：

板式橡膠支座

l 抗壓彈性模量試驗；

l 抗剪彈性模量試驗；

l 抗剪粘接性能試驗；

l 抗剪老化試驗；

l 磨擦系數試驗；

l 轉角試驗；

l 極限抗壓強度試驗；

盆式橡膠支座

l 磨擦系數試驗

l 轉角試驗

l 豎向承載力試驗

球型支座

l 磨擦系數試驗

l 轉角試驗

l 豎向承載力試驗

l 水平承載力試驗

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和檢測?？蛇M(jìn)行抗壓彈性模量試驗、抗剪彈性模量試驗、剪切試驗（靜態(tài)剪切）、極限抗壓強度試驗、摩擦系數試驗、轉角試驗及公路橋梁盆式支座的荷載試驗下軸向壓縮變形和徑向變形的檢測。

微機控制電液伺服壓剪試驗機的 使用方法