鐵路扣件疲勞加載綜合試驗系統(tǒng)

本技術(shù)方案根據(jù)客戶 (以下簡稱甲方，我司稱乙方)提出的技術(shù)要求而制訂。采用電液伺服技術(shù)，適用于甲方提出的鐵路扣件組裝系統(tǒng)的制定試驗項目。

針對鐵路扣件系統(tǒng)，滿足EN13146-4“鐵路應(yīng)用-軌道-扣件系統(tǒng)試驗方法-第4部分：重復(fù)加載的影響”標(biāo)準(zhǔn)要求，主要用于對軌道交通扣件系統(tǒng)進行動靜態(tài)剛度測試以及疲勞壽命測試。根據(jù)需要，還可按照EN13146的要求，進行扣件縱向加載及施加扭矩等試驗。

主機如圖：

系統(tǒng)具有專業(yè)性好、可靠性高、技術(shù)先進、使用靈活等特點。主要技術(shù)單元包括：

大型龍門框架與試驗平臺：1套；

250KN直線伺服作動器：1套；

恒壓伺服泵站：1套；

分油器  1套；

管路系統(tǒng)  1套；

控制系統(tǒng)（含軟件） 1套；

扣件組裝動態(tài)試驗試驗附具：1套；

必需的備件、附件、工具等：1套；

二、系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)

1、試驗平臺長度、寬度：（約）3000×2000mm×250mm;

2、龍門框架總高度：約3000mm;

3、橫梁(龍門上梁)調(diào)整高度范圍：1000mm-3000mm(橫梁上端)；

4、作動器大試驗力：250kN；

5、試驗力示值精度：±1.0%,精度范圍2%-100%FS.；

6、作動器行程：±75mm(總行程150mm)，示值精度±0.5%FS;

7、主要試驗波形：正弦波、正矢波、余矢波、三角波、方波、鋸齒波、脈沖波、斜波等；

8、伺服泵站：140L/min，21Mpa。電機55kW；

9、頻率范圍：0.01-10Hz，幅頻特性曲線如圖。

10、試驗附具：

提供全套接口圖紙。

26°組裝扣件動態(tài)試驗附具，1套；

可根據(jù)甲方要求，提供其他試驗附具。

三、技術(shù)方案詳述

1、試驗平臺與龍門框架。

1.1 龍門框架。

龍門式框架結(jié)構(gòu)，鋼板焊接，人工時效處理；

包括H型焊接立柱 2套，可調(diào)整高度的移動橫梁1套。

H型立柱下端設(shè)計焊接固定座，通過螺栓與鑄造底板T型槽連接；

大承載力：400KN；

龍門架尺寸（寬度×高度）：3500mm×2000mm×250mm。

橫梁位置調(diào)整范圍：1000mm-3000mm（上端）；

橫梁可通過手動裝置上下調(diào)整；

1.2工作平臺

整體鑄造件，材料HT250；

尺寸（約）：3500mm×2000mm×250mm；

通過地錨螺栓固定在混凝土地基上；

其上加工T型槽，便于龍門立柱、各類試驗附具的安裝和位置調(diào)整；

表面機加工，上平面人工刮研，保證平板平整；

可承受拉-壓雙向動靜態(tài)試驗力。

2、250kN伺服作動器。

安裝于龍門框架移動橫梁上。

適用于振動沖擊試驗、動靜態(tài)測試試驗、耐久疲勞壽命試驗；

雙出桿活塞對稱結(jié)構(gòu)，液壓作用在具有同等截面的活塞兩端；

活塞及活塞桿表面鍍硬鉻，并采取特殊工藝進行拋光處理，適用于長期動態(tài)試驗；

密封方式：進口伺服格萊圈+斯特封+支承環(huán)（美國PARK）；

作動器內(nèi)置位移傳感器，外置電液伺服閥、力傳感器；

位移傳感器采用磁滯伸縮位移傳感器，非接觸測量活塞桿位移，可*長期工作；

力傳感器置于活塞桿頭部，安裝配置預(yù)應(yīng)力環(huán)，保證動態(tài)試驗過程中連接安全可靠；

作動器振幅極限位置處設(shè)計液壓緩沖區(qū)，避免運行失控產(chǎn)生損傷；

作動器后端配置球鉸式旋轉(zhuǎn)基座（按照EN標(biāo)準(zhǔn)要求制作），下端配試驗附具。

萬向球鉸旋轉(zhuǎn)基座總成：可承受大試驗力：±300kN；

可調(diào)節(jié)預(yù)緊應(yīng)力從而大限度減少間隙；

旋轉(zhuǎn)角度：± 50°；傾斜度：±6°；

伺服閥：國產(chǎn)，流量150L/min，壓力21MPa,安裝閥塊集成于作動器；

力傳感器：選用美國傳力產(chǎn)品

大量程：±250kN；150%的過載能力；

與控制系統(tǒng)配合，示值誤差：≤±1%;

出廠前，對傳感器標(biāo)定完畢。

位移傳感器：磁滯伸縮非接觸位移傳感器。

有效量程（大位移）±75mm；

與控制系統(tǒng)配合，示值誤差：±0.5%FS.；

出廠前，對傳感器標(biāo)定完畢。

3、恒壓伺服泵站。

流量140L/min，壓力21MPa，過濾精度3µ,溫度范圍室溫—55℃，電源AC380V,50Hz；

油泵電機組：

油泵流量140L/min，選用進口高壓油泵（德國福伊特），該泵采用漸開線內(nèi)嚙合齒輪傳動，軸向和徑向聯(lián)合加壓，壓力高、噪音低，具有優(yōu)良的耐久性和長壽命；

電機功率55kW，油泵電機組配置共用底座，并配置減振裝置（選用減振墊），以減小振動和噪音。

過濾系統(tǒng)：

三級過濾，過濾精度3μ，保證伺服閥在高清潔度的環(huán)境下工作；

帶堵塞發(fā)迅報警裝置（DC24V），具有濾油器堵塞報警功能；

高/低壓切換閥組：1套。采用成熟的電磁閥、溢流閥組合技術(shù)，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的高/低壓切換功能。

伺服油箱：標(biāo)準(zhǔn)全封閉伺服油箱，配置溫度測量、空氣過濾、油位顯示等裝置；

具有溫度超限、液位過低、濾油器堵塞等報警或停機保護等功能；

系統(tǒng)配置水冷卻器安裝在回油管路上（冷卻水用戶自備，約25T/h自循環(huán)冷卻水）。

電氣控制系統(tǒng)：1套

實現(xiàn)對泵站系統(tǒng)的電氣控制。

與控制系統(tǒng)對接（DC24V），實現(xiàn)控制系統(tǒng)對液壓泵站的遠程控制功能（泵站開/停、高/低壓切換、急停等），方便操作。

4、分油器：1套

作為連接泵站與伺服作動器的中繼站，可方便地與泵站及各作動器連接，并進一步保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及液壓油的清潔性；

過濾精度3µ，21Mpa工作油壓；

進回油接口處配置手動截至閥；

配精密濾油器帶堵塞發(fā)訊器（DC24V）（海特克）；

進回油口配置蓄能器進行穩(wěn)壓；

5、管路系統(tǒng)：液壓管路系統(tǒng)根據(jù)試驗室布置需要進行配置。

包括伺服泵站至分油器的管路、分油器至作動器的管路系統(tǒng)，其接頭、軟管總成等全部選用進口產(chǎn)品（美國Park）。

伺服泵站至分油器的管路：進油、回油、泄油管路各1套；

穩(wěn)壓分油器至伺服作動器的管路：進油、回油、泄油管路各1套；

管路系統(tǒng)的清洗：配置沖洗電磁閥及過渡閥座等沖洗附件，方便對液壓系統(tǒng)進行清洗及定期保養(yǎng)。

6、冷卻系統(tǒng)：1套；

冷卻塔   1臺，冷卻塔到達現(xiàn)場后，有客戶負(fù)責(zé)冷卻塔管路的安裝，我方提供指導(dǎo)。

7、控制系統(tǒng)。

采用我公司一代控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)為一代全數(shù)字電液伺服試驗系統(tǒng)控制器。

7.1、總體說明。

控制系統(tǒng)以計算機系統(tǒng)為核心，采用“全數(shù)字PCI試驗機測控卡”插入計算機內(nèi)部，與軟件系統(tǒng)一起構(gòu)成全數(shù)字電液伺服試驗機測控系統(tǒng)。

基本技術(shù)路線是以商用PC總線計算機為硬件平臺，全套采用大規(guī)模數(shù)字化集成電路，高度集成高檔試驗機所需的各類功能于一體，充分利用了計算機豐富的軟硬件資源，形成基于PC機的試驗機控制系統(tǒng)。

測控系統(tǒng)的設(shè)計滿足嚴(yán)格的試驗機產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，與軟件系統(tǒng)相配合，集傳感器信號放大、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、曲線繪制、數(shù)據(jù)處理等功能于一體；集成了高檔全自動試驗機所需的各類應(yīng)力、位移控制等復(fù)雜試驗功能。

7.2、控制器組成：

計算機單元（Win7操作系統(tǒng)）

力信號調(diào)理單元（DC）；

位移信號調(diào)理單元（DC）；

信號發(fā)生器單元；

伺服閥驅(qū)動單元；

液壓控制單元；

必要的I/O輸入輸出；

7.3控制器主要技術(shù)指標(biāo)：

基于PCI總線的全數(shù)字液壓伺服控制器；

控制方式：力、位移全數(shù)字PID閉環(huán)控制，控制模式可平滑無擾切換；

頻率范圍：0.01—20Hz；

主要試驗波形：正弦波、正矢波、余矢波、三角波、方波、鋸齒波、脈沖波、斜波等；

試驗信號測量分辨率：≥1/100,000，示值精度0.005FS.；

信號發(fā)生器精度：0.01%；

數(shù)據(jù)采集頻率：1KHz；

數(shù)據(jù)處理方式：計算機屏幕顯示試驗參數(shù)，自動描繪試驗曲線。

計算機配置：

工業(yè)控制計算機，19"LCD顯示器；

Win7操作系統(tǒng)；

HP激光A4打印機。

8、軟件系統(tǒng)。

軟件系統(tǒng)基于Win7平臺開發(fā)。

全鼠標(biāo)操作界面。

軟件內(nèi)置信號發(fā)生器。主要試驗波形：正弦波、三角波、方波、斜波、隨機波等。

具備試驗參數(shù)可編程功能?？蛇M行任意控制模式與試驗波形的無擾切換，并可一次設(shè)置多個試驗步驟，一次完成各類復(fù)雜的組合波形試驗。

全數(shù)字PID控制，并具備中值調(diào)整、前饋控制、波形幅值調(diào)整等全數(shù)字控制功能。

屏幕仿示波器顯示試驗波形。同時提供峰谷值顯示、試驗次數(shù)顯示、試驗時間顯示。

軟件具備功能豐富的文件處理功能。各類試驗參數(shù)、系統(tǒng)標(biāo)定參數(shù)、試驗數(shù)據(jù)等均可以文件形式進行存儲，并可隨時調(diào)出使用。

軟件提供試驗報告，支持各類商用打印機。

軟件同時提供X-Y曲線記錄功能。

軟件可遠程控制泵站的啟停。

軟件系統(tǒng)支持多語言，支持多單位值。

9、試驗附具。

試驗附具滿足EN13146-4標(biāo)準(zhǔn)要求，采用標(biāo)準(zhǔn)推薦方法：單軌法。

下附具：26°角支撐臺：1套；

上附具：滿足圖示的標(biāo)準(zhǔn)要求，專門設(shè)計制造，與作動器活塞桿剛性連接。

附具設(shè)計考慮變形傳感器的安裝，方便組裝件動剛度測試的要求。

可根據(jù)甲方要求，提供其他試驗附具。

10、備件及工具：

備用濾芯（過濾精度3µ）2套，用于濾油器堵塞時更換濾芯；

設(shè)備工具  1套

四、主要配置清單

龍門框架與試驗平臺：1套，自制；

250kN伺服作動器（密封件美國Park）自制 1套；

鉸接座 1套

±75mm磁滯伸縮位移傳感器：1件；

電液伺服閥:1件

±250KN力傳感器（美國傳力） 1件

140L恒壓伺服泵站                                  一套

140L全封閉伺服油箱:自制

140L/min低噪音內(nèi)嚙合齒輪泵：1套（日本不二越）

55kW驅(qū)動電機：1套，皖南；

高/低壓切換閥組 1套;

3μ濾油器（海特克）

蓄能器（奉化）

空氣濾清器（海特克）

電子式液位計（海特克）

電接點溫度計（0-100°C）（天津歐迪）

截止球閥（奉化）

水冷卻器：一套；

電器控制柜（自制）：1套；

減震墊：4套；

泵站底座：1套；

遠程電氣：1套；

分油器                                  1套

管路系統(tǒng)（美國PARK）                                   1套

6、WinQuick全數(shù)字液壓伺服控制器                            1套

7、軟件系統(tǒng)                                 1套；

8、計算機（研華工控機）                                      1套

9、HPA4激光打印機：一臺；

11、試驗附具：1套

12、電線電纜等 1套

13、變形支承工裝等：6套；

14、備件、工具、計算機桌等：1套；

五、其他

1、項目管理：項目經(jīng)理負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)項目的計劃、生產(chǎn)和交貨。

2、系統(tǒng)設(shè)計：

本公司對所有的機械、電子、液壓系統(tǒng)進行設(shè)計，并負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)各單元進行組合應(yīng)用和調(diào)試。

用戶負(fù)責(zé)冷卻水的提供、配電裝置的提供、地基的準(zhǔn)備，本公司提出相關(guān)技術(shù)要求并對相關(guān)技術(shù)指標(biāo)負(fù)責(zé)。

3、系統(tǒng)檢驗：在系統(tǒng)發(fā)運前對系統(tǒng)進行檢驗、操作和標(biāo)定。

4、文檔：隨機提供中文印刷文檔。取決于系統(tǒng)配置，文檔由以下部分或全部組成：

機械及液壓部分使用說明書

控制器及軟件系統(tǒng)使用手冊

有關(guān)使用的系統(tǒng)圖紙資料，備件清單等

系統(tǒng)布置圖及主機外觀圖

液壓系統(tǒng)原理圖

電氣布置圖及電氣接線圖

冷卻系統(tǒng)給水原理圖

地基圖等

軟件備份及系統(tǒng)調(diào)試參數(shù)備份（光盤）

產(chǎn)品裝箱單及合格證

5、預(yù)驗收和檢查：在發(fā)貨以前，本公司將對系統(tǒng)進行終檢查：

清點所有用戶購買的內(nèi)容；

證實所有機械、液壓、電子和軟件的功能；

證實系統(tǒng)正確的運行性能；

在發(fā)貨以前，將邀請用戶參見預(yù)驗收和檢查。任何包含在預(yù)驗收中的附加項目需經(jīng)用戶和項目經(jīng)理雙方認(rèn)可。

開箱檢查：如有必要，服務(wù)工程師或代表將在系統(tǒng)部件拆箱和就位時進行現(xiàn)場指導(dǎo)。

安裝調(diào)試:服務(wù)工程師將在用戶現(xiàn)場對系統(tǒng)進行安裝和功能檢查并對用戶提供培訓(xùn)。用戶提供試樣。

現(xiàn)場驗收和檢查：將在現(xiàn)場對設(shè)備進行驗收試驗。包括按配置驗收和功能驗收。

9、保修及服務(wù)：在驗收后的12個月內(nèi)，提供免費維修。在保修期內(nèi)，對所提供的所有部件免費維修。易耗品不在保修范圍內(nèi)。設(shè)備終身維修，并長期提供合格配件供應(yīng)。

鐵路扣件疲勞加載綜合試驗系統(tǒng)