電液伺服材料試驗機(jī)的基本工作原理
一、 基本結(jié)構(gòu)
電液伺服材料試驗機(jī)一般均由三大部件組成:液壓動力源、主機(jī)(負(fù)荷機(jī)架)和電器控制臺。
1、液壓動力源
液壓動力源是向主機(jī)提供液壓動力的裝置,它將具有高清潔度、一定流量和適當(dāng)恒溫的高壓工作油(通常為200~250公斤力/厘米2)送往主機(jī)驅(qū)動液壓執(zhí)行元件,實現(xiàn)對試樣的夾持、加載和保證整機(jī)的正常工作。液壓動力源主要由油箱、液壓油、主電機(jī)、高壓油泵、高精度濾油器、蓄能器、冷卻器及控制閥管路等組成。
2、主機(jī)
主機(jī)亦稱負(fù)荷機(jī)架,是對試樣進(jìn)行加載的系統(tǒng),通常由工作臺(底座)、立柱或框架、橫梁、作動器(油缸)和試樣夾頭卡具等組成,對于某些特殊的環(huán)境條件試驗。如高溫、低溫、介質(zhì)或真空下的試驗,相應(yīng)的環(huán)境輔助裝置也置于主機(jī)內(nèi)。主機(jī)所具有的加載能力往往是作為材料試驗機(jī)一個系列中區(qū)分機(jī)型的主要依據(jù),如Instron 1251型、1253型和1255型機(jī),其主要含義是主機(jī)的加載能力(靜態(tài))分別為±20噸、±5噸和±50噸MTS810.11、810.12、810.13、810.14、810.15和810.16型機(jī),其主要含義是主機(jī)的加載能力分別為5噸、10噸、25噸、50噸、100噸和250噸。當(dāng)然,不同的主機(jī)其機(jī)構(gòu)特征(如立柱數(shù)目、試驗空間、主機(jī)剛性等)有相應(yīng)的變化。目前,大部分的電液伺服材料試驗機(jī)是動態(tài)型或疲勞機(jī)。如MTS810系列、Instron1340系列、Instron8000系列等,他們的主機(jī)上均只有一個固定橫梁。除了裝卸試樣時可移動外,實驗時是固定不動的。因而不能對試樣施加載荷而只能作為承載梁應(yīng)用,加載能力和試驗的進(jìn)行完全由作動器來提供,此外,還有部分機(jī)器是動靜態(tài)型,如Instron1251/1253和1255型機(jī)。國產(chǎn)pWS-20、pSW-50型機(jī)等,他們除具有動態(tài)型機(jī)的功能外,還具有靜態(tài)加載系統(tǒng),主機(jī)一般有兩個橫梁(固定梁和可動梁)。固定橫梁不對試驗發(fā)生直接作用,可動橫梁在靜態(tài)工作時可受控移動。移動速度**控制,并對試樣提供施載能力;在動態(tài)工作時固定不動,相當(dāng)于動態(tài)型機(jī)的固定橫梁。(圖略)
3、電器控制臺
電液伺服材料試驗機(jī)的電器控制臺是整機(jī)的核心部分,它在極大程度上決定了試驗機(jī)的控制精度、測量精度和機(jī)器的應(yīng)用功能,它提供各種邏輯控制和模擬控制,并對各種試驗參數(shù)進(jìn)行測量、顯示、處理和記錄。電器控制臺的結(jié)構(gòu)變化多樣,組成各機(jī)各異甚至差異很大,有采用手調(diào)系統(tǒng)的,有采用程控系統(tǒng)的,有采用計算機(jī)系統(tǒng)的,還有采用微機(jī)處理系統(tǒng)的,各種系統(tǒng)均有其優(yōu)越之處也有不足的環(huán)節(jié),至于究竟何種電器控制系統(tǒng)先進(jìn)、可靠和實用,不能一概而論,需視其具體情況而定。
電液伺服材料試驗機(jī)的電器控制臺雖然形式多樣,操作可能極不相同,但其電器功能基本相似的,總的來說均包含三個主要部分:輸入控制、輸出控制、輸出測量和記錄顯示。輸入控制包括機(jī)器控制參數(shù)的選擇和轉(zhuǎn)換、給定直流控制電平及交變控制電平、檢測試驗產(chǎn)量(負(fù)荷、應(yīng)變和位移)并進(jìn)行型號調(diào)節(jié)處理、實現(xiàn)伺服控制以及進(jìn)行各種極限保護(hù)控制。輸出測量用以選擇和傳輸試驗參量的瞬時值或*大、*小峰值,對測量傳輸值進(jìn)行抑制補(bǔ)償或線性放大,輸出測量的值通常是經(jīng)過標(biāo)定對應(yīng)試驗參量成正比的電壓值。記錄顯示是用來**監(jiān)視實驗值、波形及試驗結(jié)果的,通常由數(shù)字電壓表、數(shù)據(jù)讀出器、示波器、循環(huán)計數(shù)器、函數(shù)記錄儀及打印機(jī)等組成,記錄顯示環(huán)節(jié)中的某些部件尚具有預(yù)先設(shè)定控制功能,可以在記錄顯示值達(dá)到預(yù)設(shè)值時對機(jī)器的輸入控制進(jìn)行回控。