一、名稱介紹:
電液控制的試驗機主要有動靜材料試驗機、疲勞試驗機、結(jié)構(gòu)試驗機、激振器和沖擊試驗機等。
二、材料試驗機應(yīng)用:
zui早使用的試驗機是材料試驗機,材料試驗機在初期是機械式的。如英國早在1880年已生產(chǎn)了杠桿重錘式材料試驗機,在1908年又生產(chǎn)螺母、螺桿加載的試驗機。這些試驗機可進行材料的拉伸、壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)等試驗,但它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、操作繁瑣,只能進行靜態(tài)試驗,目前已被淘汰。
三、液壓材料試驗機歷程:
約在90年前,瑞士的Amsler公司開發(fā)了液壓試驗機,它利用液壓油的壓力對試件加載。這種試驗機操作方便、作用力大、結(jié)構(gòu)簡單、體積緊湊,至今這種試驗機仍在生產(chǎn)和使用。它能進行各種靜態(tài)試驗,但在加載的過程中不能進行控制。在加載情況不同時所測得的數(shù)據(jù)將有差別。因此,目前上和我國的試驗標準都規(guī)定了試驗時需在恒速率、恒負載速率和恒變形速率控制下進行試驗,在這種情況下,原有的液壓試驗機已面臨更新?lián)Q代的命運。國外已開發(fā)了在它原有的基礎(chǔ)上增加電液控制部分的電液控制液壓試驗機。這種試驗機能滿足試驗標準所規(guī)定的要求。國內(nèi)各試驗機廠也在積極進行開發(fā)。
在液壓試驗機出現(xiàn)的同時,在原有雙螺母、螺桿試驗機的基礎(chǔ)上還發(fā)展了電子試驗機。這是用伺服電機控制,經(jīng)減速器減速后驅(qū)動二根螺桿轉(zhuǎn)動,相應(yīng)的螺母使橫梁移動,從而對裝在橫梁及底座上的試件施加。這種試驗機調(diào)速范圍廣、精度高。但由于伺服電機容量的限制,在大負載下工作較困難。電液控制液壓試驗機的精度和調(diào)速范圍雖然都比電子試驗機略差些,但價格低,能承受的負載大。因此,這兩種類型的試驗機各有所長。
四、zui早試驗機介紹:
早在18660年,A.Wahler就提出力學(xué)性能的試驗,除進行靜態(tài)性能試驗外,還應(yīng)進行動態(tài)的---也就是疲勞性能的試驗。zui初的疲勞試驗機是將試件作回轉(zhuǎn)運動,用偏心輪及砝碼加載進行疲勞試驗。以后有些疲勞試驗機將砝碼改為彈簧加載,雖然可使結(jié)構(gòu)略為緊湊,但這種疲勞試驗機作用力小、改變頻率及幅值都較困難。因此,這種原理的疲勞試驗機目前已很少采用。做疲勞試驗?zāi)壳按蠖嗖捎秒姶胖C振式疲勞試驗機或電液伺服控制的動靜試驗機。電磁諧振式疲勞試驗機作用力較小,只能進行高頻的正弦運動,用途較狹。而電液伺服控制的動靜試驗機,作用力大,既能進行動態(tài)的高周疲勞、程序控制疲勞和低周疲勞試驗,也能進行靜態(tài)的恒變形速率、恒負載速率和各種常規(guī)的力學(xué)性能試驗,還可以進行斷裂力學(xué)試驗,根據(jù)需要也可以進行部分振動和沖擊的試驗。這是其他形式的試驗機所不能比擬的,因此這種試驗機得到了廣泛的應(yīng)用。近年來發(fā)展很快。已形成系列產(chǎn)品,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出了各種其他特殊用途的試驗機。
振動臺開發(fā)的歷史比材料試驗機要遲得多,由于航空、航天方面對振動試驗的要求,在第二次世界大戰(zhàn)前才開始研制。zui初的振動臺是機械式的,負載重量只有幾十kg,頻率為0.8-10Hz左右。以后隨著航空、航天、原子能、建筑、機電設(shè)備、兵器、輕工等各方面的需要,小到幾kg重的餅干箱,大到成千噸的原子能反應(yīng)堆、建筑模型等,都要在振動臺上進行試驗。這樣,各種形式的振動臺越來越多,機械的、電動和電液的都有所開發(fā)和應(yīng)用。機械式的應(yīng)用面積狹,只能進行正弦信號試驗,頻率范圍也較低,一般在較小的行程及負載情況下使用。電動式振動臺得頻率范圍較高,能任意改變試驗波形,波形失真較小,因此應(yīng)用較廣泛,但在較低的頻率;或較長的行程;或很大的負載情況下使用較困難,雖然也曾生產(chǎn)過20t的電動式振動臺,但行程不能太長而且體積龐大,使用不便,因此目前在負載大時一般都不用電動振動臺而采用電液振動臺。電液振動臺的作用力大,可以在較低的頻率、較長的行程下工作,能任意改變試驗波形,在需要很大作用力時,由于體積較小,還可以用幾個液壓缸并聯(lián)工作,但它的頻率范圍比電動振動臺略低,波形失真也比電動振動臺略大些。
對整機或大型構(gòu)件,如飛機、機車、機械設(shè)備、海洋工程、原子能裝置及水壩、建筑物等,除進行振動試驗外,還要進行疲勞試驗,這種被試對象體積較大,有時還需要多點加載,若采用電液控制的疲勞試驗機進行試驗,則體積將非常龐大,國外曾做過30MN的大型它的體積雖很大,但被試件的大小還是有限,因此目前大多采用多點加載裝置,這種裝置使用多個可以分別安裝的激振器,根據(jù)試驗的要求,安裝在試件的各作用點上,如整架飛機zui多可達100個點同時加載進行試驗。激振器也有電動和電液兩種,它們各自的特點和振動臺相似。本書就是針對上述各種試驗機中應(yīng)用的電液控制系統(tǒng)作較詳細介紹。
注:本資料出自于