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號優(yōu)質(zhì)碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度為hrc28-32。

活動動橫梁上附有上壓板，上壓板為整體結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)機(jī)空間的調(diào)整通過活動橫梁上安裝的電機(jī)、鏈輪、蝸輪蝸桿、螺母絲杠等傳動部件完成調(diào)整。橫梁上的傳動間隙由特制的間隙消除器進(jìn)行消除，確保測量位移的準(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)，上升時用油壓推動，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(nèi)裝置高精度負(fù)荷傳感器，用來測量軸向壓力。油缸采用目前上先進(jìn)的復(fù)合密封技術(shù)，并設(shè)置兩級密封，在兩級密封之后設(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，大大減輕了維修時的勞動強(qiáng)度。由于主油缸具有很大的側(cè)向負(fù)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)下部裝有移動滑車，并配有伺服浮動缸，水平剪切時，伺服浮動缸能自動調(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稱軸重合，確保試樣水平軸向力，實(shí)驗(yàn)過程中，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(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，由電動系統(tǒng)動作將剪切系統(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)下部裝有移動滑車，并配有伺服浮動缸，水平剪切時，伺服浮動缸能自動調(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稱軸重合，確保試樣水平軸向力，實(shí)驗(yàn)過程中，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(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，由電動系統(tǒng)動作將剪切系統(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)力超過大容量的2%時，自動報(bào)警并停機(jī)；

2. 活塞位移達(dá)到極限位置時，自動報(bào)警并停機(jī)；

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

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

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

(一)水平剪切系統(tǒng)

水平剪切系統(tǒng)由兩個反力架、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)下部裝有移動滑車，并配有伺服浮動缸，水平剪切裝置采用浮動液壓缸上下調(diào)整來調(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，伺服浮動缸能自動調(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稱軸重合，確保試樣水平軸向力，試驗(yàn)過程中，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(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，由電動系統(tǒng)動作將剪切系統(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eckler內(nèi)嚙合高壓齒輪泵，中國臺灣臺達(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ccc、sun公司的元件，以期提高液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性及長期可靠性。該油源采用新的壓力隨動技術(shù)，即系統(tǒng)壓力隨同負(fù)載同步增加，這樣可以使系統(tǒng)壓力不必保持長時保持高壓，而使系統(tǒng)產(chǎn)生過多的熱量，同時，由于電機(jī)采用伺服電機(jī)，可根據(jù)試驗(yàn)過程進(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，兩個伺服電機(jī)同時啟動供油，加快速度，當(dāng)加壓、保載時，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，可比普通電機(jī)節(jié)約電量約50%左右。

(五)控制柜介紹

在控制臺的操作面板上設(shè)有急停按鈕，試驗(yàn)過程中有緊急情況發(fā)生時按下急停按鈕開關(guān)，即可立即斷開電源，停止機(jī)器所有動作。

琴臺控制柜外形如右圖所示，控制柜左右兩側(cè)各有一個電控箱，左側(cè)電控箱放置拖動系統(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)測量系統(tǒng)配置

10000kn力值、2000kn力值、600kn均采用負(fù)荷傳感器測力，在上下壓板四角裝有四個變形傳感器，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(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)行開發(fā)的，力求一針見血的完成試驗(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 ，硬件電路簡單，可靠性高，但在程序編寫上，勢必要用大量的代碼來分配各功能；

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、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(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，這就避免人為的個性化差異對電路板焊接的影響。

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 具備開環(huán)測試功能。（此功能便于鑒定區(qū)分設(shè)備故障）

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

l 具備命令發(fā)送監(jiān)測功能。

l 能夠設(shè)置采樣頻率

l 自動設(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 自動檢測控制器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，操作簡單，設(shè)置靈活，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)自動連續(xù)平穩(wěn)加載，自動保載，自動采集數(shù)據(jù)、儲存、繪制曲線，自動生成并打印試驗(yàn)報(bào)告，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)儲并可追溯。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?？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。

微機(jī)控制電液伺服壓剪試驗(yàn)機(jī)的 使用方法