PLS-系列微机控制电液伺服动态疲劳试验机

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PLS-系列微机控制电液伺服动态疲劳试验机

PLS-系列微机控制电液伺服动态疲劳试验机




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一．方案描述：

该试验机采用成熟的动态电液伺服控制及试验技术，利用单元化、标准化、模块化设计手段设计并制造完成，

从而大大提高了系统的稳定性和可靠性，系统的关键单元和元件均采用当今国际技术制造。该试验系统主

要由一只伺服直线作动器、一套恒压伺服泵站、液压滤油蓄能模块及管路系统、德国DOLI公司控制器、冷却系统、

计算机以及相关试验软件、其他必要的加载支架和附件等组成。

主要用于金属材料、结构件、非金属材料的高周疲劳、低周期疲劳、低周疲劳、疲劳裂纹扩展-裂韧性

-裂纹扩展及疲劳等试验，也可用于材料的静态拉伸、压缩弯曲试验。试验过程中，作动器安装在工作台上面，

垂直向下施加作用力；试件安装在工作台支架上，试验过程计算机自动控制，完成负荷或位移方式的。

满足试验标准：

1．GB/T 2611-2007 《试验机通用技术要求》

2．GB/T 3075-2008 《金属材料 疲劳试验 轴向力控制方法》

3. GB/T 7732-2008《金属材料 表面裂纹拉伸试样断裂韧度试验方法》

4. GB/T 6398-2017 《金属材料 疲劳试验 疲劳裂纹扩展试验方法》

5. GB/T 4161-2007 《金属材料　平面应变断裂韧度KIC试验方法》

6. GB/T 26077-2010 《金属材料 疲劳试验 轴向应变控制方法》

7. GB/T 26076-2010 《金属薄板(带)　轴向力控制疲劳试验方法》

8. GB/T 16779-2008 《纤维增强塑料层合板拉-拉疲劳性能试验方法》









系列产品：







二．主要技术参数：

技术名称

技术参数

产品型号

PLS-10

PLS-20

PLS-50

PLS-100

PLS-200

PLS-500

PLS-1000

大静态试验力

±10kN

±20kN

±50kN

±100kN

±200kN

±500kN

±1000kN

静态力值示值精度

±1%

大动态试验力

±10kN

±20kN

±50kN

±100kN

±200kN

±500kN

±1000kN

作动器大振幅

±50mm

±75mm

示值精度±1%FS

±1%FS

试验频率范围

低频0.01—50Hz

高频0.01—200Hz

主要试验波形

正弦波、方波、三角波、斜波、组合波等

控制方式

全自动位移、荷载控制，各模式之间可平滑切换

垂向试验空间

液压自动调整

恒压伺服泵站规格

根据具体情况设计



三．试验环境要求：

为了试验机能长时间保持正常运转，对工作环境有以下要求：

1. 控制室室温应在10-35℃的范围内；

2. 控制室相对湿度应在≤75%的条件下；

3. 主机在平整、坚固的基础上，水平安装；

4. 在周围无振动的环境中；

5. 在周围无腐性介质的环境中；

6. 在周围无明显电磁场干扰的环境中；

7. 试验台的周围要留有一定的空间，便于操作、维修。

8. 试验台的电源额定电压为380V、频率为50Hz，控制系统电压为220V，电压波动范围不超过额定电压的±10%；

9. 试验室配电应满足电机的用电要求；





三．试验机的构成：





1．主机机构：



立式主机为落地式结构，伺服直线作动器上置，可进行垂向的疲劳试验。

1.1立式主机横梁沿立柱升降，试验空间调整方便（见主机示意图）。



1.2铝板氧化工作台面，整洁美观。

1.3横梁采用液压升降、液压夹、性松开式结构，试验的稳固可靠，同时在非试验状态时横梁保持锁止不动。



1.4单元化、标准化、模块化设计横梁夹紧油缸，密封元件采用德国进口封元件。

1.5立柱外表面采用电镀硬铬处理，进一步提高外形美观程度，同时提高防力。



1.6 伺服直线作动器下置，内置德国进口位移传感器，外置伺服阀、精度不大于3μ精密滤油器以及具有消脉、

蓄能功能的进回油路蓄能器组成的伺服模块。



1.7 伺服阀采用动态试验机美国MOOG公司动态高响应两级伺阀。



1.8 单元化、标准化、模块化设计的NCA系列伺服直线作动器具有低阻尼、高响应、大间隙设计的特点。

1.9 伺服直线作动器的密封元件全部采用德国伺服作动器高速密封元件。

1.10 伺服直线作动器活塞杆的支撑打破传统设计，采用非金属支撑、大间隙设计，具有高速不烧结自润滑的特点。

1.11 伺服直线作动器振幅极限位置设计液压缓冲区，避免运行失控产生损伤。（根据不同是要求选配不同形式的作动器）








1.12 配置美国世铨或公司动态试验机负荷传感器。



1.13主机前方设计操作站，安装横梁运动和急停操作按钮，便于试验员方便操作。

1.14减震器外壳可安装温度传感器，温度传感器为铂电阻式，进行减震器壳体温度的测量，

达到设定温度后需开启冷却装置对减震器进行冷却，达到温度控制的目的。

2.恒压伺服泵站：

2.1恒压伺服泵站：系统总额定流量45L/min。（根据实际情况确定）



2.2系统由两套电机油泵组合构成，可供作动器在相应速度条件下工作。为了节省能源进行静态试验时，

可以开启部分泵站进行工作，从而降低使用成本。

2.3液压系统关键器件如油泵、溢流阀、管件等选用进口，其它液压件均选用国内企业产品。



2.4液压系统由油泵电机组、高低压切换模块、冷却系统、过滤系统、电控箱、报警显示等部分组成。

2.5电机泵组配置弹性支撑，进一步减少泵站噪音。

2.6配置ABB公司低噪音交流电机，进口德国福伊特（VOITH）低噪音高压泵，同普通电机、油泵相比，

在提的同时大大降低了使用现场的噪声。








2.7由主溢流阀（日本NACHI）、蓄能器、副主溢流阀、副溢流阀和换向阀、精密滤油器组成高低压切换液压模块，

在开机时系统处于低压状态，关机时系统由高压状态切换到低压状态，避免开、关机时由于压力的骤变而使系统受到较大冲击。

2.8具有两过滤功能，吸油口进行粗滤，滤除较大颗粒及杂质，高低压切换模块上的密滤油器进行二次精滤，

过滤度不大于3μ，从而了液压系统流出的油具有的清洁度。

2.9每组高压油路的出口装有单向阀，各个油路安全立工作，不受其它油路的影响。

2.10泵站配冷却器，用于对液压油进行冷却。





2.13.6由主溢流阀（日本NACHI）、蓄能器、副溢流阀和换向阀、滤油器组成高低压切换液压模块，

在开机时系统处于低压状态，关机时系统由高压状态切换到低压状态，从而避免了开、

关机时由于压力的骤变而使系统受到较大冲击。

2.13.7具有两级过滤功能（整个试验系统具有三级过滤），吸油口进行粗滤，滤除较大颗粒及杂质，

高低压切换模块上的滤油器进行二次滤，过滤为3μ，从而了液压系统流出的油具有的清洁度。

2.13.8直列式水冷却器构成油路的冷却系统，对油液进行冷却（具体冷却方式协商确定）。

2.13.9双电接点温度表、液位控制计、以及密过滤系统，使液压泵站具有油温、液位、滤油器堵塞或停车功能。

3. 控制系统：

进口德国DOLI公司EDC全数字单通道伺服控制器：

3.1具有载荷、位移闭环控制回路。各控制模式之间具有平滑切换功能。

3.2信号发生器波形种类：正弦波、方波、角波、斜波以及外部输入波等。

3.3其他必要的I/O输入输出单元。

3.4伺服阀驱动单元。

3.5远程液压泵站控制功能。

3.6计数器容量：108。

3.7 控制器调试软件





DOLI控制器外观



Rear view EDCi52 with internal X4/X18 Drive Interface



4．冷却系统

YLD型立式油冷却机立于工作主机或液压站的油箱安装，通过进/出油管与油箱连通，PA自带循环油泵：

PA型是温度固定型控制方式，控制方式在出厂时已设定好。

油冷却机包括制冷系统和油路系统，其中板式蒸发器左侧为制冷系统，右侧为油路系统。制冷系统为油路提供冷源；

油路系统用于将油输送入板式蒸发器冷却后返回主设备油箱。





5．计算机打印机以及数据采集软件：

计算机选用戴尔，主流配置。计算机软件为WINDOWS（WIN7）平台软件，具有动态显示、存储、输出试验报表等功能。

打印机选用HP公司A4激光打印机。

5.1测试设备测试过程中的相关测试参数：拉力、位移，能够实时显示曲线，并能够连续保存，如果是多个产品需以产品为

单位自动保存单一文件。

5.2测试机种的程序选择需在上位机操作并选择，具体测试参数（位移、频率及振幅）以TXT 格式（或其他格式）保存在上位机中，

添加新机种可到数据库中添加，编辑便捷。

5.3机种切换时，在上位机主控画面中选择相关机种，对应的测试数据以TXT 格式（或其他格式）文件关联参数值可自动导入到控制器中，

完成快速切换任务，自动导入时需有授权密码，防止意外作业产生危险。

6．试验软件介绍

6.1．试验主窗口

动态试验主窗口如图3-15所示。包括实时显示区、曲线显示区、试验操作区。







图1 动态试验主窗口

6.2．实时显示区



图2 实时显示区

实时显示区如图2所示，可以选择显示试验力值、位移值、压力值、试验力、位移、步计数器、总计数器、

试验力谷值、位移值、计时器等。

6.3．曲线显示区

曲线显示区如图3所示，可以显示试验力/位移-时间曲线、内压变形曲线、负荷变形曲线。








图3 曲线显示区











图5试件的动静刚度试验数据图







图6试验力变形曲线图



图7试验力位移曲线图


6.5主要功能、特点描述总结如下：

6.5.1 分权限管理，不同级别的操作者有不同的操作权限，可操作的菜单等内容也有所不同。

6.5.2全数字下位机闭环控制，具备控制模式任意切换功能，可实现各类控制模式的自动平滑切换。

6.5.3静态试验具有试验过程控制模式智能设置系统，提供给用户自动程控编程器。用户可以根据实际需要，

按照规则灵活组合多种控制方式及控制速度，编制适合自己需要的控制程序。测控软件会自动按照用户设置自动控制试验过程。

6.5.4通过对动态试验步骤的编辑功能，可完成各类波形的组合试验,控制模式的变换试验，各类组合可确保任意复杂试验功能的实现。

6.5.5疲劳试验波形有正弦波、方波、三角波、斜波以及外部输入波形等。

6.5.6 实时显示动刚度值、试验力、位移、变形及其峰、谷值、试验次数等信息。

6.5.7动态、静态试验两用，可随时切换，具有完善的数据分析功能。

6.5.8按动试验按键，全自动控制试验机完成整个试验过程。

6.5.9静态试验实现了力-时间、力-变形、力-位移、应力-应变等多种试验曲线的实时屏幕显示，可随时切换观察，曲线的放大与缩小非常方便。

6.5.10 具备试验参数的计算机存储、设定、加载等功能。

6.5.11试验数据以文本文件存贮，以方便用户查询，以及利用任何通用商业报表、字处理软件对试验数据进行再处理。

6.5.12 静态试验采用人机交互方式分析数据。可自动计算弹性模量、屈服强度、规定塑性延伸强度等各种性能参数；

可人工干预分析过程，提高分析的准确度。

6.5.13可记录、存储试验数据曲线。

6.5.14具备过载保护自动停机，并可以自动判断试样断裂，自动停机。

6.5.15具有批量试验的功能，用户可以输入批量试样的信息，选择试样进行试验。

6.5.16 软件具有默认的数据库接口，便于数据联网上传。


四．系统主要配置清单：

序号

项目名称

数量

1

主机

（1）机架（含立柱、横梁、工作台等）

1台

（2）伺服直线作动器

1套

（3）高速密封元件

1套

（4）流体连接件及高压胶管（美国PARKE）

1套

（5）伺服阀（美国MOOG）

1只

（6）位移传感器（德国Germanjet）

1只

（7）负荷传感器（美国世铨）

1只

2

恒压伺服泵站

（1）油箱

1件

（2）电机（ABB）

1台

（3）内啮合齿轮泵油泵（德国VOITH）

1台

（4）主溢流阀

1只

（5）电接点温度表

1只

（6）流体连接件

1套

（7）其它液压附件

1套

（8）强电启动单元

1套

3

全数字伺服控制器（德国DOLI公司）

1台

4

油冷机

1套

5

试验软件（德国DOLI测控软件、全力测试试验软件）

2套

6

计算机

1台

7

A4激光打印机(HP)

1台

8

试验附具

2套

9

用于伺服作动器和恒压伺服泵站的冲洗附件

1套

10

流体连接元件

1套

11

信号线、连接电缆

1套

12

备用3u精密滤油器滤芯

2套



五．验收、质量：

1. 设备验收：

1.1 在制造厂家安装调试完毕后根据双方签订的技术协议进行预验收。

1.2 预验收合格的产品由供货方负责运输到用户场地，需方提供协助，供货方负责安装调试，包括液压软管的连接，

安装调试完毕，在安装现场进行终验收，验收内容按技术协议进行，全面恢复预验收状态为终验收合格。

1.3验收期间，供方向需方有关人员进行使用、维修等方面的技术培训，设备的熟练操作和简单故障排除。

2. 质量：

2.1终验收通过，设备进入质量期，质保期为一年。质保期内，因制造方面原因发生的各种故障给予免费维修服务。

在质保期内，设备出现故障（非人为因素），接到用户通知后，1小时内做出答复，10小时内到达用户场地，免费维修。

2.2 质保期过后，设备终生维修，对零件更换所发生的费用，只收成本费。

2.3对设备实行终生不定期回访及维护，并对设备使用免费提供技术咨询。

2.4随着需方产品的发展，提供相应的技术支持，软件免费升级。