脈衝試驗機

脈衝試驗機主要用於產品的壓力疲勞試驗。汽車軟管轉向管、剎車管、空調管、燃油管、冷卻水管、散熱軟管、暖風軟管、空氣濾芯器軟 管、蝸輪、增壓系統軟管、工程液壓軟管、航空軟管和管匯、其他硬管或接頭、換熱器、空調器、 過濾器等的脈衝試驗。

基本介紹

• 中文名：脈衝試驗機
• 主要類型：液壓伺服脈衝試驗台
• 類別：液壓伺服式和液壓機械式
• 輸出壓力：0~40MPa

主要類型

液壓試驗台主要有：液壓伺服脈衝試驗台、液壓機械式脈衝試驗台、爆破試驗台、耐壓試驗台、耐腐蝕試驗台、氣密性試驗台、撓曲試驗機、油缸試驗台、閥試驗台；

脈衝試驗台分兩種，一種是液壓伺服式，一種是液壓機械式。

基於液壓伺服的脈衝試驗機

該伺服脈衝試驗機共有三部分組成： 液壓系統、機械本體和測控系統。

液壓系統是試驗機的動力源，包括液壓泵、液壓閥、以及液壓輔件等。機械本體是用來放置液壓系統及被測試件的。測控系統是系統的控制單元，包括工控機、採集卡、PLC、繼電器、接觸器等，其作用是保證液壓系統的正常運行和完成試驗數據採集、處理等功能。試驗機液壓系統由伺服脈衝系統、冷卻系統、安全保護裝置等幾部分組成，其液壓系統原理圖如圖1所示。

本試驗機液壓系統是典型的電液力伺服控制系統，其控制框圖如圖2所示。

系統技術要求

（1） 液壓交變壓力：0.5 ～ 10MPa；

（2） 液壓交變頻率：0 ～ 1.25 Hz；

（3） 脈衝波形： 正弦波、三角波、方波、梯形波；

（4） 測試介質： 液壓油；

（5） 同時測試：1 ～ 4件（ 冷卻器、獨立控制）。

主供油系統計算及元件選型

根據系統要求的壓力、頻率等進行計算。由最高脈衝壓力p = 10 MPa，可得伺服閥供油壓力為p_s=3/2p=15 MPa，考慮到壓力損失，系統壓力可取16 MPa。根據試件的最大容積以及液壓油在高壓下的壓縮量等要求進行流量計算。已知4個冷卻器及相關管路的最大容積為6L，液壓管路及試件中會有殘餘氣泡，因此液壓油的體積彈性模量選取E=0.8×10³MPa，所以壓縮量ΔV=V×Δp/E = 0.075L。

根據計算的壓力、額定流量，伺服閥選擇型號為日本的GSES-G03-42-20電磁先導伺服閥； 液壓泵為A2FO28軸向柱塞液壓泵，當其轉速為1470r/min時，流量是41L/min，額定壓力為31MPa，因此該液壓泵滿足系統需求； 電動機功率N=pQ/60η=12.9kW，型號為Y160L-4，額定功率為15kW，轉速為1470r/min，效率為0.85； 電磁溢流閥用於調節系統的壓力和卸荷，選擇力士樂的DBW10A1-5X/315電磁溢流閥，對其進行通電卸荷，證明該閥能夠滿足系統空載啟動、空載停止的要求； 蓄能器主要用來儲存能量，能夠滿足脈衝上升時間伺服閥對流量的需求，同時，蓄能器吸收柱塞泵出口的流量脈動，保證伺服閥前壓力的穩定； 過濾器精度為5μm的高壓過濾器，用來保護伺服閥不受油污影響； 伺服閥是本液壓系統中最重要的液壓元件，它既是電液轉換元件又是功率放大元件，通過它可以輸出連續的壓力、流量。

冷卻系統

試驗機液壓系統在長時間工作時產生大量的熱量，導致液壓油溫上升，油液黏度降低，系統泄漏量增大。因此，為了保證系統的連續長時間運行，本系統設計了獨立的循環冷卻和過濾迴路，採用工業冷油機，功率為6.5kW，經過冷油機輸出的液壓油經過過濾器過濾後回油箱，保證了油液的清潔。

安全保護裝置

為了防止油箱內液位過低，影響液壓泵的正常工作，在油箱內裝了液位報警器，當油箱液位過低時會發出報警、停機，避免液壓泵的損壞。另外，測試過程中具體自動控制功能，如圖3所示。

試驗箱裡分成了4個小試件箱，每個試件箱裡都配置了液位報警器，當某個試件（比如試件1） 損壞漏油後，相應的報警器發出警報，PLC接到報警後給電磁換向閥2（ 這裡為了簡便只畫出一個電磁換向閥，實際上有8個，用來控制8個氣動球閥） 信號，控制相應的氣動球閥3切斷該油路，而不影響其他三路的測試，因此能實現獨立控制而且不需要操作者手動操作，同時在試驗箱門上安裝了開門報警器，在測試過程中開門時會發出警報，保證操作者安全。

脈動疲勞試驗機和脈衝疲勞試驗機

一、脈動疲勞試驗機是由脈動液壓源、PMCS全數字測控系統、高回響低阻尼高速作動器、工業控制計算機數據採集與處理系統、液壓管路、試驗安全保護裝置、試驗台架等部分組成的，主要用於完成零部件、結構件偽靜力、擬動力力學性能及疲勞壽命測試的試驗儀器。

設備功能：該系統主要用於零部件、大型結構件的靜載、動載性能測試和動載疲勞壽命測試，是目前質檢、科研、高校、建築、公路、鐵道、橋樑、汽車、機械、核電、水利、 港口、隧道、煤炭等行業疲勞性能檢測領域，套用範圍廣泛、性能可靠、運行成本低廉的疲勞壽命測試系統。該系統配備相應功能附具實現對梁、柱、板、框架等典 型混凝土結構、橋樑（足尺、模型）、鋼構桁架、橡膠支座、扣件組裝、鋼絞線錨具、各類彈簧、索具、吊具、圓環連、鋼軌及其焊接接頭、汽車底盤、汽車前後 橋、機車轉向架及各種大型構件的靜載、動載性能測試和動載疲勞壽命測試。

二、脈衝疲勞試驗機通過設定自動完成壓力和溫度的調節和控制，使被測件達到實際使用的工作狀態，進行疲勞壽命檢測，最終確定產品的性能。脈衝試驗台採用計算機與PLC結合的控制方式，通過閉環控制實現任意波形的生成和調整。閥門、接頭、壓力表、感測器、儀器儀表、連線件等產品的脈衝試驗，疲勞試驗，壽命試驗，老化試驗，水錘試驗等；壓力容器、各類氣瓶、殼體、泵體、容器、反應釜、航天航空類產品的脈衝試驗，壽命試驗，疲勞試驗等。

設備功能：汽車軟管轉向管、剎車管、空調管、燃油管、冷卻水管、散熱軟管、暖風軟管、空氣濾芯器軟 管、蝸輪、增壓系統軟管、工程液壓軟管、航空軟管和管匯、其他硬管或接頭、換熱器、空調器、過濾器等的脈衝試驗。