液壓萬(wàn)能試驗機是行業(yè)量大面廣的產(chǎn)品之一，就產(chǎn)值說(shuō)占試驗機行業(yè)首位，目前大量生產(chǎn)的液壓萬(wàn)能試驗機及不帶伺服控制的試驗機，就其技術(shù)而言，已滿(mǎn)足不了新的國家試驗法GB/T228-2002《金屬材料 室溫拉伸試驗法》的要求，近10多年來(lái)雖已成功開(kāi)發(fā)了電液伺服閥的閉環(huán)控制系統，但工藝性復雜、價(jià)格高，使用維護要求也高，由于伺服閥抗污染能力極弱，尤其對靜態(tài)電液伺服試驗機間隙密封的柱塞油缸，更易引起油質(zhì)污染，阻塞伺服閥使試驗機無(wú)法長(cháng)期正常運行。為滿(mǎn)足用戶(hù)質(zhì)量可靠、性能優(yōu)良、技術(shù)先進(jìn)產(chǎn)品的需求，一種新型的高科技產(chǎn)品，采用電液比例閥為控制元件的微機控制電液伺服萬(wàn)能試驗機廣泛投入市場(chǎng)。
由于采用抗污染能力極強的電液比例閥作控制元件，可使設備實(shí)現長(cháng)期無(wú)故障運行，同時(shí)采用微機數字閉環(huán)控制使設備穩定性有更大提高，使該機可對各種材料進(jìn)行拉、壓、彎、剪、低頻循環(huán)及各種組合波形的電液伺服控制，其主要技術(shù)指標達到現代國際-先進(jìn)水平，是工礦、企業(yè)、質(zhì)檢單位、學(xué)校及科研單位的理想檢測設備。
當前國內外同類(lèi)產(chǎn)品技術(shù)概況
隨著(zhù)試驗機技術(shù)的發(fā)展，國內外生產(chǎn)的微機控制電液伺服萬(wàn)能試驗機，在技術(shù)方面存在著(zhù)很大的差別。
在測量技術(shù)方面：測量系統分交流放大和直流放大，國內大多數廠(chǎng)家均采用的是直流放大器，而零點(diǎn)飄移、溫度飄移及長(cháng)時(shí)飄移是直流放大器難以解決的技術(shù)難題。
目前試驗機的測量系統大致可歸為三種：
1、分檔的測量系統：即分檔測量放大器。事先選擇好檔位，只能在該檔的范圍內進(jìn)行測量試驗。試驗機測量范圍比較小。如果對不了解的材料進(jìn)行試驗時(shí)，選擇檔位的不同會(huì )影響試驗結果的精準度，如果檔位選擇錯誤，還會(huì )造成試驗無(wú)法完成。
2、內部換檔的測量系統：表面上是連續測量不分檔，可達到1/200000分辨率，實(shí)際上是內部分檔，自動(dòng)換檔的產(chǎn)品。一般是從最低檔開(kāi)始，在該檔測量范圍不夠時(shí)自動(dòng)換到上一檔，但在換檔瞬間電壓會(huì )出現階躍變化，產(chǎn)生測量突跳，對伺服連續控制會(huì )產(chǎn)生嚴重影響，嚴重影響控制效果和控制精度。顯示的曲線(xiàn)應為局部震蕩曲線(xiàn)，而在計算機屏幕上顯示出的平滑曲線(xiàn)，是被人為用軟件處理后的不真實(shí)曲線(xiàn)，這樣的曲線(xiàn)無(wú)法真實(shí)反映試樣本身的特性。
3、連續測量不分檔的測量系統：還有一種是以金力公司產(chǎn)品國產(chǎn)測量系統（進(jìn)口元件制造）和德國進(jìn)口的DoLi電箱為代表的，真正實(shí)現連續測量不分檔，達到了1/200000測量分辨率。只有實(shí)現連續測量不分檔，才能實(shí)現整個(gè)量程的連續勻速控制。才能實(shí)現等應力、等應變、等位移、恒應力、恒應變、恒位移等多種控制方式在試驗過(guò)程中的任意平滑切換。
在控制技術(shù)方面：只有高精度連續測量，才能實(shí)現高精度的連續控制。還有開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制的區別。
近年來(lái)發(fā)展了三種不同控制方式；一種是電液伺服閥控制，一種是采用具有速度控制器的壓力閥控制，第三種是寬流量范圍的比例閥控制，除了控制系統外，還采用高精度力與位移測量系統及計算機采集處理等技術(shù)，在功能上達到甚至超過(guò)電子萬(wàn)能試驗機，尤其在大負荷上液壓萬(wàn)能試驗機及各種壓力試驗機具有更大的優(yōu)勢。
日本島津UEH型及美國STEX公司的HVL型液壓萬(wàn)能試驗機均采用電液伺服閥控制雙向油缸；負荷、變形、位移控制由電液伺服閉環(huán)控制，同時(shí)具有電子測量和計算機數據處理功能，電液伺服閥的優(yōu)點(diǎn)是靜動(dòng)態(tài)性能良好，分辨率高、滯環(huán)小、線(xiàn)性度高、工作范圍廣更適合動(dòng)態(tài)電液伺服試驗機。其缺點(diǎn)是用于靜態(tài)液壓萬(wàn)能試驗機上未能發(fā)揮其特點(diǎn)，使其造價(jià)提高、由于對液壓油的清潔度要求較高故其抗污染能力較差、因此故障率較高，另由于須高壓企動(dòng)使其工作噪聲較大，油溫升高快，需配水冷卻裝置。
西德申克公司的UPM液壓萬(wàn)能試驗機其控制原理是由速度控制器控制力矩電機而帶動(dòng)壓力控制閥施加負荷，并具有速度電流反饋，是一種傳統的控制方式。由于其不能實(shí)現全閉環(huán)控制故電液伺服試驗機的一些功能難以實(shí)現。
金力公司生產(chǎn)的是采用電液比例閥座控制元件配備真正全數字式閉環(huán)伺服控制系統，結合高精度寬范圍的測量的系統，配備精確的主機及液壓伺服系統，使得各種控制方式（等應力、等應變、等位移、恒應力、恒應變、恒位移）控制精度遠優(yōu)于±0.5%設定值。無(wú)級調速,各種控制速度及控制方式可在試驗過(guò)程中任意平滑切換?？勺孕性O置控制參數, 實(shí)現程序自動(dòng)運行，可進(jìn)行三角波、正弦波、梯波等低周循環(huán)及用戶(hù)自行設計的各種組合波形試驗。
目前由于真正的全量程連續測量的測量技術(shù)，多數廠(chǎng)家尚無(wú)能力解決，多數采用的內部分檔、自動(dòng)換檔產(chǎn)品。而且有的廠(chǎng)家采用假閉環(huán)即開(kāi)環(huán)控制。對電子萬(wàn)能試驗機來(lái)說(shuō)，由于是機械無(wú)間隙傳動(dòng)，因此等位移、等應變控制影響不大，而對等應力控制，對不均勻的材料來(lái)說(shuō)實(shí)在談不到控制精度這一問(wèn)題了。而對于電液伺服試驗機來(lái)說(shuō)，由于各種閥及缸存在著(zhù)內泄,是非理想的執行元件，因此各廠(chǎng)家就連控制精度都無(wú)法提出，因為開(kāi)環(huán)控制根本做不到。對于剛性材料在變形均勻時(shí)，稍好的控制精度能達到5%，而對于變形不均勻、力突然變化較大的材料，如水泥、混泥土塊等，控制精度就無(wú)法談了。
微機控制電液伺服萬(wàn)能試驗機
金力公司采用美國AD公司電子器件生產(chǎn)的微機控制電液伺服萬(wàn)能試驗機，充分利用了小流量，寬調速范圍的電液比例閥及模糊PID數字式脈沖調寬閉環(huán)控制系統，對電液比例閥的流量和方向進(jìn)行調節。結合高精度高分辨率（1/200000）電子測量技術(shù)，實(shí)現液壓萬(wàn)能試驗機的高精度，寬范圍多功能的電液伺服控制。
主要技術(shù)指標
1. 最大試驗力(kN): 100、200、500、1000、2000
2. 試驗力測量范圍: 0.4%～100% FS （連續全程測量）
3. 試驗力測量誤差: ≤±1%（精密型±0.5%）
4. 引伸計標矩: 25、50、100mm 量程: 0～5m或10～25mm
5. 變形測量范圍: 2%～100% FS （連續全程測量）
6. 變形測量精度: ≤±0.5% FS
7. 位移等速率控制: 0.2～50mm/min
等速率控制精度: ±2% 設定值
8. 試驗力等速率控制: 0.001～2 FS /min
等速率控制精度: ±1% 設定值
9. 變形等速率控制: 0.1%～100% FS /min
等速率控制精度: ±1% 設定值
10. 恒試驗力、恒變形、恒位移控制精度: ±1% 設定值
功能及特點(diǎn)
主要功能
1. 自動(dòng)測量、控制、數據采集、處理、繪制曲線(xiàn)及打印曲線(xiàn)報告。打印主要內容：試驗條件、原始參數、試驗曲線(xiàn)（或局部放大曲線(xiàn)）、試驗結果（E、Rp、Rel 、Res、Fp、Fb、Rm 、A、X）等。
注：伸長(cháng)率A及斷面收縮率X需測量斷后伸長(cháng)和直徑輸入計算機。
可繪制的曲線(xiàn)有：應力—應變曲線(xiàn)、力—伸長(cháng)曲線(xiàn)、力—位移曲線(xiàn)
力—應變曲線(xiàn)、力—時(shí)間曲線(xiàn)、變形—時(shí)間曲線(xiàn)、位移—時(shí)間曲線(xiàn)
2. 測量系統具有自動(dòng)調零、自動(dòng)標定、連續全程測量不分檔。
3. 可進(jìn)行試驗力、變形、位移等速率控制并保持。
4. 無(wú)級調速,各種控制方式可在試驗過(guò)程中任意切換。
5. 曲線(xiàn)、數據存儲、曲線(xiàn)放大及曲線(xiàn)疊加，在試驗過(guò)程中可切換顯示七種試驗曲線(xiàn)。
6. 可自行設置控制參數, 實(shí)現程序自動(dòng)運行，可進(jìn)行三角波、正弦波、方波等低周循環(huán)及各種組合波形試驗。
7. 可進(jìn)行試驗室間微機聯(lián)網(wǎng)。
8. 可通過(guò)聯(lián)機幫助查看或打印軟件說(shuō)明、操作規程、注意事項等內容。
主要特點(diǎn)
1. 一臺計算機控制完成全部試驗過(guò)程，操作均由鍵盤(pán)及鼠標來(lái)完成，并保留手閥加荷。
2. 測量、控制系統采用，計算機插卡式設計(即計算機總線(xiàn)設計)。試驗力、變形測量分辨率可達1/200000。位移測量分辨率可達0.002mm。
3. 試驗軟件采用VC++語(yǔ)言編程，可在Windows98、2000、NT操作系統下工作。
4. 采用先進(jìn)的數字式電液比例閥作控制元件，抗污染能力強，可實(shí)現長(cháng)期無(wú)故障運行。
5. 采用數字式脈沖調寬技術(shù)，實(shí)現了全數字式閉環(huán)伺服控制。
6. 完整的數據庫軟件接口供用戶(hù)使用，具有數據查詢(xún)、統計、分析等功能，軟件升級只須通過(guò)郵寄光盤(pán)或E-mail傳送即可。
7. 完善的軟件自檢功能，提示發(fā)生故障之處，無(wú)須廠(chǎng)家現場(chǎng)維修，只須更換計算機內相應的功能卡即可，維護簡(jiǎn)單方便。
8. 測量準確、功能齊全、可靠性高、操作簡(jiǎn)單、使用方便。是進(jìn)行仲裁檢驗理想的先進(jìn)檢測設備。已達到現代國際先進(jìn)技術(shù)水平。
9. 液壓夾具夾持可靠，試樣受力均勻，試驗數據準確。 |
