微機(jī)控制電液伺服臥式拉力試驗機(jī)

微機(jī)控制電液伺服臥式拉力試驗機(jī) 臥式拉力試驗機(jī)架空導(dǎo)線 電力金具檢測及安全工具試驗設(shè)備

一、產(chǎn)品簡介

本方案以如下標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行企劃：測控系統(tǒng)具有國標(biāo)、行標(biāo)、美標(biāo)、英標(biāo)等檢測標(biāo)準(zhǔn)。

二、產(chǎn)品使用范圍

    試驗類型：纜繩、繩索（安全繩、吊裝繩）、錨鏈（鏈條、葫蘆）、運輸帶（安全帶、吊裝帶、起重帶）、鋼絞線、導(dǎo)線、鋼芯鋁絞線、電力金具等拉伸試驗；應(yīng)用領(lǐng)域：船舶港口、電力、建筑行業(yè)、建材行業(yè)、冶金行業(yè)、交通運輸行業(yè)、能源資源行業(yè)科學(xué)研究單位、大專院校、質(zhì)量檢測中心、商品檢測部門、電力等此試驗機(jī)為以上領(lǐng)域內(nèi)的理想試驗設(shè)備。

設(shè)備配置滿足如下試驗要求：

1000kV以下電力金具、合成絕緣子、瓷絕緣子、電線電纜等的強(qiáng)度測試；

作業(yè)工器具：導(dǎo)線、鋼絲繩套、葫蘆、雙鉤、絕緣子等的強(qiáng)度測試；

安全工器具：安全帶、登高板、腳扣等的強(qiáng)度測試。

三、產(chǎn)品技術(shù)性能特點

 主機(jī)部分主要由油缸座、油缸活塞、前移動夾頭座、后移動夾頭座、移動橫梁及負(fù)荷傳感器等部件組成。油缸座、鋼板焊接框架和后移動夾頭座形成受力框架，前移動夾頭座和后移動夾頭座連接試樣的兩端。單出桿雙作用低摩擦活塞缸在液壓油的作用下帶動前移動夾頭

座運動，從而將試驗力施加到試樣上。后移動夾頭座與框架之間采用插銷連接，手動穿銷。

計算機(jī)控制系統(tǒng)通過控制伺服閥來實現(xiàn)試驗的自動控制。

電氣系統(tǒng)：

采用一體化控制柜的電器系統(tǒng)，強(qiáng)電系統(tǒng)由低壓啟動柜與操作控制臺兩部分組成。低壓部分配置于油源外側(cè)，用于減少系統(tǒng)啟動對電網(wǎng)電壓的沖擊；操作控制臺采用臺式結(jié)構(gòu)，布置于試驗操作區(qū)，內(nèi)置遠(yuǎn)程低壓啟動控制裝置，并專門設(shè)計的操作面板使各類試驗操作一目

了然。此控制柜集計算機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)和強(qiáng)電控制操作系統(tǒng)與一體，簡單明了、使用方便。

伺服控制系統(tǒng)

電液伺服控制技術(shù)基本原理：電液伺服控制系統(tǒng)具有出力（扭矩）大、響應(yīng)快的優(yōu)點，它既具有電氣控制的靈活性、快速性和較高的控制精度，又有液壓控制的大功率操作能力，還能和計算機(jī)聯(lián)接以進(jìn)行各種復(fù)雜的控制和數(shù)據(jù)處理；它能進(jìn)行靜態(tài)的變形試驗和常規(guī)的力

學(xué)性能試驗。近年來，采用電液伺服控制技術(shù)的試驗設(shè)備已成為上試驗設(shè)備的主要代表。

采集系統(tǒng)

力值采集：高精度負(fù)荷傳感器傳感器測力；

油缸位移采集：拉線式光電編碼器自動采集；

整機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)勢：

?框架采用Q235A鋼板焊接結(jié)構(gòu)，焊后時效處理，消除殘余應(yīng)力，保證材料性能的穩(wěn)定性；

? 1000kN主油缸采用單出桿雙作用形式，整體性能穩(wěn)定，密封件均采用進(jìn)口，密封可靠，摩擦力小，性能穩(wěn)定；

?兩根拉杠經(jīng)過調(diào)質(zhì)、定型等熱處理，在高精密長軸機(jī)床上加工完成，確保拉杠整長度上的跳動及直線度；

導(dǎo)軌選用扁鋼材料，并且與車輪的接觸面經(jīng)機(jī)床加工，確保導(dǎo)軌面的平整性；

液壓系統(tǒng)選用負(fù)載適應(yīng)型壓力跟隨系統(tǒng)，降低了功率浪費及發(fā)熱量；

液壓系統(tǒng)采用差動機(jī)構(gòu)，可以有效的提高活塞調(diào)整時的伸出速度，提高工作效率；

油泵選用日本NACHI不二越低噪音內(nèi)嚙合齒輪泵，脈動小，性能穩(wěn)定；

伺服閥選用進(jìn)口品牌，頻響高，其性能和價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)產(chǎn)品；

冷卻方式采用風(fēng)冷水冷相結(jié)合模式，冷卻效果較好；

?控制系統(tǒng)采用揚州蘇電（MTS）專有的技術(shù)，性能穩(wěn)定，采用頻率高，能達(dá)到1000Hz；

?軟件成套性、實用性高，經(jīng)過多年的不斷優(yōu)化改進(jìn)，界面友好，操作簡單，極易上手。

該試驗機(jī)采用框架結(jié)構(gòu)，單出桿雙作用活塞缸施加試驗力，計算機(jī)控制系統(tǒng)控制整個試驗過程，試驗數(shù)據(jù)由負(fù)荷傳感器精確測量，并傳輸至計算機(jī)，軟件系統(tǒng)實時顯示試驗力和活塞位移，并能夠自動分析、處理及存儲試驗結(jié)果，打印機(jī)可直接打印所需的試驗報告。

機(jī)架剛度強(qiáng)度高，變形小，試驗空間可調(diào)，方便不同長度試樣的試驗需求。采用試驗機(jī)專有閉環(huán)加載電液伺服控制系統(tǒng)，微機(jī)控制協(xié)調(diào)多級液壓加載、連續(xù)加荷平穩(wěn)、多級試驗力保持、自動保載、自動采集并儲存數(shù)據(jù)、繪制曲線，自動打印試驗報告，計算機(jī)適時控制試

驗進(jìn)程、顯示試驗力及試驗曲線、操作簡單可靠，便于操作。

主機(jī)框架采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，框架前端裝有油缸座和油缸，后端裝有尾座加載頭。油缸座、主機(jī)框架和尾座加載頭形成受力框架，傳感器座、拉杠和移動橫梁形成施力框架，移動橫梁上裝有插銷附具用來連接試樣。負(fù)荷傳感器安裝在傳感器座上，并通過球鉸機(jī)構(gòu)與活塞

桿相連，試驗開始后，傳感器將實時測得的力值信號傳給計算機(jī)。單出桿雙作用低摩擦活塞缸推動傳感器座移動，通過拉桿帶動移動橫梁移動，從而將試驗力施加到試樣上。

四、主要技術(shù)特點：

1.SDLYC-1000S主機(jī)采用臥式框架結(jié)構(gòu)，油缸行程1000mm，拉伸輔具間zui大距離大于6m，試驗空間寬度大于 500mm。兩個帶拉伸工裝的橫梁及固定橫梁、推力橫梁均采用鑄鋼件密加工，桁架采用＞20mm和＞30mm厚鋼板焊接后配對在臥式加工中心上加工完成，全部均

采用 42Crmo精加工熱處理，框架結(jié)構(gòu)整體設(shè)計承載力 1500kN，保證了試驗機(jī)的精密性穩(wěn)定性與可靠性。出力活塞經(jīng)過反向器、推力梁與近端橫梁連接，使試驗機(jī)的拉伸、壓縮和標(biāo)定都比較容易實現(xiàn)。

1.2拉伸試驗空間的調(diào)整是通油缸行程實現(xiàn)，非常方便。

1.3主機(jī)中采用的高精度負(fù)荷傳感器，綜合精度高,靈敏度高,重復(fù)性好,通過隨機(jī)標(biāo)定后試驗中不受外力影響，可保證試驗過程和參數(shù)的準(zhǔn)確性。標(biāo)定、校準(zhǔn)簡單、方便。

1.4機(jī)器設(shè)計在美觀、便捷、安全方面有充分考慮。例如：試驗空間調(diào)整方便，快捷；夾具夾持可靠；試驗機(jī)各處經(jīng)過嚴(yán)格的防銹處理，拉桿表面鍍硬鉻拋光、防銹，保證設(shè)備的質(zhì)量和美觀均讓客戶滿意。試驗機(jī)的外觀油漆可由客戶，客戶如有其它要求可與我

們協(xié)商當(dāng)試驗機(jī)出現(xiàn)設(shè)備過負(fù)載、無法聯(lián)機(jī)、異常高、低溫、異常壓力、加熱器斷電、漏電等故障時控制器會報警。

2油源系統(tǒng)

2.1整體式油源柜，由液壓泵站、油源控制、主機(jī)控制、電腦主機(jī)等組成一體，在操作、維修、防護(hù)、搬運都很方便。一體化測控柜可放置計算機(jī)、顯示屏、打印機(jī)，布局整潔，節(jié)省空間。油源系統(tǒng)zui大工作壓力可達(dá)25Mpa，zui大壓力30Mpa。

2.2油缸密封采用美國  PARK進(jìn)口密封件,多道密封的雙向控制油缸，油缸主動力為頂出力，采用差動原理設(shè)計zui大推進(jìn)速度為 200mm/min，雖然有桿腔給油可使夾具體返回速更大一些，但為保證試驗中需要等速率卸載時的控制精度，推薦回程速度 200mm/min。缸筒、

活塞等均采用高強(qiáng)度耐磨材料，長期工作不會出現(xiàn)變形、磨損、泄漏現(xiàn)象。管路采用 H高壓軟管，選用美國 EATON公司卡套式接頭、從而確保油缸的精密準(zhǔn)確動作和無任何泄露現(xiàn)象發(fā)生。

2.3動力源采用內(nèi)嚙合齒輪泵（進(jìn)口日本不二越），確保長時間使用時系統(tǒng)壓力平穩(wěn)、油缸運行平穩(wěn)。系統(tǒng)設(shè)計充分考慮了節(jié)能、可靠、安全和環(huán)保，油源系統(tǒng)均采用符合環(huán)保要求的元件，運轉(zhuǎn)時噪聲聲級低于60dB（國標(biāo)：低于75dB）。

2.4針對頻繁試驗帶來的油溫升高問題，設(shè)計了自動降溫裝置，并配有輔助冷卻油泵，當(dāng)系統(tǒng)升高到限定溫度即會發(fā)出信號啟動風(fēng)冷器運轉(zhuǎn)，控制溫度在一定值。確保系統(tǒng)在40℃以下工作，對保證元件、密封件壽命，減少機(jī)器故障有很大保障作用。

2.5整個系統(tǒng)采用伺服閉環(huán)控制，進(jìn)口高響應(yīng)性的德國力士樂原裝伺服閥、電機(jī)（ABB）扭矩及轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性高，換向閥，壓差閥，單向閥，差動閥，等均采用德國（力士樂）進(jìn)口元件,閥芯反應(yīng)快、靈敏度高，從而具備良好的跟蹤性、隨動性、可調(diào)性等功能特點，在高性能的測控系統(tǒng)控制下實現(xiàn)精確的閉環(huán)控制，保證試驗速率。是目前國內(nèi)試驗機(jī)中技術(shù)、質(zhì)量zui為上等、配置zui為高檔的液壓伺服控制系統(tǒng)。

2.6該系統(tǒng)配備高密度液壓油兩路過濾系統(tǒng)，保證了任何條件下介質(zhì)油的清潔度，更好的保證了各個液壓閥，伺服閥的*功能狀態(tài)；

2.7液壓系統(tǒng)系統(tǒng)壓力自我保護(hù)功能，確保了意外情況發(fā)生所帶來的潛在危險，人機(jī)安全可靠性高；

3.測控系統(tǒng)

3.1該產(chǎn)品測力元件為高精度負(fù)荷傳感器，位移測量元件采用高精度拉線式位移傳感器，位移測量分辨力：0.001mm。試驗控制器專為陶瓷絕緣圈的老化試驗機(jī)設(shè)計的SMART全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)。負(fù)荷傳感器、位移傳感器、全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)與計算機(jī)再加上伺服液壓系統(tǒng)共同組成一個閉環(huán)的測量控制操作系統(tǒng)，因此，可以設(shè)置和選擇各種試驗規(guī)程，可以自動精確地控制試驗過程，并自動測量各階段試驗參數(shù)，保證了試驗的高精度。

3.2安裝使用的試驗軟件是在windows平臺下開發(fā)的，保證試驗操作簡便和通用性，試驗數(shù)據(jù)的處理、保存、傳輸容易和便捷，試驗過程曲線在顯示器上實時顯示。

3.3可實現(xiàn)長時間連續(xù)快速加荷、保載和卸載，等速率加荷、長時間保載、等速率卸載、等速率位移等閉環(huán)控制。可實現(xiàn)陶瓷絕緣圈產(chǎn)品的老化性能驗證試驗。

3.4可在一次試驗中實現(xiàn)力、位移等分段循環(huán)控制，各控制之間可平滑切換。試驗參數(shù)通過計算機(jī)采集和軟件處理能自動控制試驗過程和自動求出試驗結(jié)果。由微機(jī)屏幕實時顯示試驗曲線和試驗結(jié)果，由打印機(jī)打印試驗報告和試驗曲線。

3.5軟件可以按照ISO、ASTM、澳標(biāo)、意標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗方法和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定完成試驗，也可以預(yù)先根據(jù)客戶要求按客戶提供的試驗方法和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定和完成試驗。試驗數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)接口與網(wǎng)絡(luò)對接，軟件中可根據(jù)用戶要求預(yù)先設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接口，并協(xié)助用戶進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)工作。

3.6控制器上的手、自動開關(guān)，可實現(xiàn)手動和自動兩種控制。同時還要設(shè)定負(fù)荷超載保護(hù)以及高低溫箱的高低溫保護(hù)；還有限位保護(hù)、試樣拉斷油缸自動定位，安裝漏電、切斷時的保護(hù)裝置、空壓機(jī)保護(hù)、風(fēng)機(jī)加熱保護(hù)、限位開關(guān)、急停按鈕等保護(hù)裝置。

4電氣系統(tǒng)

配電箱到各個機(jī)器的電源要沿墻壁固定鋪設(shè)走線管。

配置控制箱的溫度調(diào)節(jié)表以及表示燈等各種異常表示裝置。

可以手動、自動切換溫度控制、時間控制。

?電控部分設(shè)置手動開關(guān)。整套電路直流24V控制（安全性更可靠）

五、主要功能：

拉伸空間：由移動小車可調(diào)，小車行走范圍包含整個測試長度。

計算機(jī)根據(jù)設(shè)定力值、保壓時間自動啟動泵站、加載、保壓、卸載。

自動判斷拉斷，記錄破斷力。

屏幕顯示應(yīng)力-應(yīng)變、應(yīng)力-時間曲線圖。

圖形有2、4、6、8倍放大功能。

試驗時具有過載保護(hù)功能。

軟件能夠根據(jù)不同傳感器自動切換坐標(biāo)。

試驗結(jié)果自動存盤、打印，具有報表打印存儲功能。

采用伺服控制實現(xiàn)平穩(wěn)加力，避免過沖。

在保壓段當(dāng)工件受力下降后有自動補(bǔ)償力值到設(shè)定值的功能。

具有方便標(biāo)定計量的功能，具有自動調(diào)零功能，避免手動。

整體結(jié)構(gòu)采用變距連接結(jié)構(gòu)。

六．產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)

zui大試驗力：1000KN；

試驗機(jī)級別：0.5級；

試驗力測量范圍：0.4%-100%FS 

試驗力分辨力：滿量程的1/500000；

試驗力示值相對誤差：拉伸±0.5%，；

加荷速率范圍：0.5KN/s～50kN/s；

活塞空載zui大速度：200mm/min 

活塞試驗zui大速度：100mm/min 

桁架間有效拉伸距離：6m；（前后拉頭間zui大距離）

桁架間有效寬度：大于500mm；

活塞zui大行程：1000mm；

試驗機(jī)中心軸高度：（框架底部距離地面不小于  300m）

主機(jī)外形尺寸（長×寬×高）：高見zui終確認(rèn)圖紙

七、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置

1. 標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)1000kN高剛性臥式拉力試驗機(jī)主機(jī)框架；安全系數(shù)2倍；

1、   Q345B板材焊接加載梁，時效，精加工，

2、   Q345B板材焊接拉頭座，時效，精加工，

3、 精加工伺服油缸，1條

4、   45號精鋼鑄造油缸座，時效，精加工   1件

5、液壓自動全封閉安全上蓋（防護(hù)罩）；

6、  寧波鎮(zhèn)海高精度負(fù)荷傳感器；                 

7、  高精度位移傳感器                   

2. 一體化伺服液壓站隨動節(jié)能伺服液壓站

1、 油泵電機(jī)，                  1臺；

2、 日本不二越高壓齒輪泵       1臺

3、 節(jié)能隨動液壓閥組（德國力士樂液壓組件）   1套

4、 冷卻器 1套

5、 進(jìn)口高精密伺服閥及相關(guān)組件  1套

6、 液壓單向保護(hù)及過載保護(hù)系統(tǒng)   1套

3. 計算機(jī)控制和采集系統(tǒng)

1、 聯(lián)想計算機(jī)和自制STC8800伺服控制器

2、   MTStest.wort8.0臥式結(jié)構(gòu)測控軟件

3、 數(shù)據(jù)采集處理PCIE  

4. 保護(hù)裝置

1、   當(dāng)試驗力超過zui大試驗力的2％～5％或設(shè)定值時，過載保護(hù)；

2、   當(dāng)試樣破斷后，自動停止試驗；

3、   當(dāng)活塞移動到極限位置時，行程保護(hù)；

4、   當(dāng)后移動夾頭座移動到極限位置時，行程保護(hù)；

九、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置

1. 標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)1000kN高剛性臥式拉力試驗機(jī)主機(jī)框架；安全系數(shù)2倍；

1、   Q345B板材焊接加載梁，時效，精加工，

2、   Q345B板材焊接拉頭座，時效，精加工，

3、 精加工伺服油缸，1條

4、   45號精鋼鑄造油缸座，時效，精加工   1件

5、液壓自動全封閉安全上蓋（防護(hù)罩）；

6、  寧波鎮(zhèn)海高精度負(fù)荷傳感器；                 

7、  高精度位移傳感器                   

2. 一體化伺服液壓站

隨動節(jié)能伺服液壓站

1、 油泵電機(jī)，                  1臺；

2、 日本不二越高壓齒輪泵       1臺

3、 節(jié)能隨動液壓閥組（德國力士樂液壓組件）   1套

4、 冷卻器 1套

5、 進(jìn)口高精密伺服閥及相關(guān)組件  1套

6、 液壓單向保護(hù)及過載保護(hù)系統(tǒng)   1套

3. 計算機(jī)控制和采集系統(tǒng)

1、 聯(lián)想計算機(jī)和自制STC8800伺服控制器

2、   MTStest.wort8.0臥式結(jié)構(gòu)測控軟件

3、 數(shù)據(jù)采集處理PCIE  

 4. 保護(hù)裝置

1、   當(dāng)試驗力超過zui大試驗力的2％～5％或設(shè)定值時，過載保護(hù)；

2、   當(dāng)試樣破斷后，自動停止試驗；

3、   當(dāng)活塞移動到極限位置時，行程保護(hù)；

4、   當(dāng)后移動夾頭座移動到極限位置時，行程保護(hù)；

微機(jī)控制電液伺服臥式拉力試驗機(jī)