40000KN多功能电液伺服加载试验系统介绍
电液伺服试验机的技术参数是怎样的呢？
电液伺服试验机的技术参数是怎样的呢？
微机控制电液伺服试验机采用油缸下置式主机，主要用于金属、非金属的拉伸、压缩、弯曲和剪切试验。
电液伺服试验机技术参数：
1、试验力:300kN、600KN、1000KN、2000KN;
2、试验力测量范围:2%-100%FS;
3、试验力示值精度:示值精度±1%;
4、拉伸空间:600mm;
5、压缩空间:500mm;
6、扁试样夹持厚度:0-15;
7、圆试样夹持直径:Φ10-Φ32;
8、活塞位移示值精度:±0.5%FS.;
9、变形测量分辨率:0.001mm;
10、变形测量精度:±1%;
11、传感器:油压传感器、引伸计;
12、控制方式:电液伺服闭环控制，控制模式可平滑切换;
13、显示方式:
计算机屏幕显示试验力、活塞位移、试样变形测量值，屏幕显示试验曲线，屏幕调零、标定;
14、主机尺寸:约940mm×630mm×2010mm;
15、控制柜尺寸:1020mm×620mm×810mm;
16、主机重量:约2000kg;
17、总功率:2.5kW。
电液伺服试验机主要用于金属、非金属的拉伸、压缩和弯曲试验。
适用于冶金、建筑、轻工、航空、航天、材料、大专院校、科研单位等领域。
试验操作和数据处理符合GB228-2010《室温材料金属拉伸试验方法》的要求。
标签:
电液伺服试验机。
电液位置伺服控制系统实验
2
s2
2.834 2 0.866 1 2 s s s 1 2 14 .726 14 .726
正常参数时的ωc=2.78， ωh=14.8，Kg=19.1
增大Ki
正常参数
C (s) 4.611 R( s) 1 2 0.866 2 s 14 .726 2 s 14 .726 s 1
斜坡输入1
正弦输入
正弦输入，幅值5，频率1
正弦输入，幅值5，频率2.95
3 液压系统原理
压力传感器2
伺服缸
压力传感器3
平衡阀 电磁换向阀
蓄能器
电液伺服阀 压力传感器1
流量计2
流量计1 精滤器 电磁溢流阀
电机泵组
M
粗滤器 精滤器
4 系统控制原理
数据采集
参考输入
控制器
数模转换
功率放大
伺服阀
伺服缸
K i 73.746 KV 2.834 K d 1 26.022
K d1 h 代入系数得到 K d 1 26 .022 14 .726 h a a 0.12 (b K d 2 ) (b K d 2 ) (0.2 2.861) h h 0.866 2 K d1 a 2 K d 1 a 2 26.022 0.12
mmax 为能量输出单元在线 性范围内的最大值
r0,ml 为输入信号在线性范 围内的最大值
阶跃输入2.5
阶跃输入5
阶跃输入9
阶跃输入12
系统开环传递函数
KV C (s) R(s) 1 2 2 h s 2 s s 1 h h
Ki KV K d1
2）阀控缸微分方程
kN多功能电液伺服疲劳试验标准系统
500kN多功能电液伺服疲劳实验系统1.设备名称：500kN多功能电液伺服疲劳实验系统2.数量：1台3.产品要求：供应商需要提供完整的系统产品，包含所有的组件，例如载荷框架、控制系统、液压油源、电缆以及必要的连接件和附件等。
所提供的测试系统产品均为新品，不接受任何演示设备或者二手设备；所提供的测试系统产品必须为成熟产品，并且需要良好集成并且兼容当前的实验室条件。
任何概念性设计产品、组件或者未经确认的产品均不予以接受。
4.投标资质：*设备制造商应是国际知名品牌，在中国境内必须有分公司或者办事处，并且在国内有专门的售后服务部门和专业的售后人员。
经销商须具有相应的经营资质和制造商的授权。
招标文件对投标人的业绩要求和资格标准：*4」卖方必须拥有足够的应用经验，在中国境内已出售的同类产品应在至少10台并提供用户清单，买方有权核实卖方提供的用户清单，当买方需要时，卖方配合提供相关客户的联系方式进行确认，如果与实际不符，买方有权利取消投标人的投标资格。
4.2投标人必须提供营业执照复印件，及业绩的相关证明材料（复印件加盖公章）；4.3如投标人是贸易代理商，应提供该设备的制造商出具的本次招标工程代理的授权函；4.4投标人开户银行的资信证明原件；4.5投标货物的制造商应具有ISO质量保证体系认证资质证明。
5.设备用途及基本要求：5.1用于测定混凝土试件在拉伸、压缩、弯曲和劈裂等加载模式下的应力- 应变曲线及蠕变、松弛特性，包括单轴拉伸、压缩、加卸载、循环加卸载、全过程应力应变曲线。
实验过程中可实时显示应力-应变曲线，可自动求出弹性模量、泊松比、屈服强度等。
可实现直接拉伸、压缩、弯曲和劈裂加载模式下频率在0.01Hz〜100Hz范圉内的动态疲劳实验，包括恒幅疲劳实验和弯曲实验等，具有自动幅值控制功能，使实验控制量在实验过程中保持很高的稳定度和精确度，通过T形平台，可以进行一定尺寸结构梁的相关实验。
5.2用于测定钢筋等筋材和棒材在拉伸下的应力-应变曲线，包括单轴拉伸、加卸载、循环加卸载、全过程应力应变曲线。
电液伺服系统
蓄能器
❖ 一个气—液式高压蓄压器装在油箱的旁边， 用来维持系统的压力，减小压力波动。此蓄 压器一侧预先充进的氮气压力与另一侧油系 统中的油压相平衡。此蓄压器块上有一个截 止阀，此阀能将蓄压器与系统隔绝，以进行 试验、重新充气或维修。蓄压器氮气一侧有 一个压力表，用以检查充氮压力
蓄能器
EH油系统的运行操作
❖ EH油泵出口滤网前后差压高 报警
❖ 低于9.31 Mpa（g） 汽轮机跳闸 （63/LP） 自动停机
❖ EH油压力回油压力高 回油压力报警 0.21MPa
EH油系统常见故障
❖ 1 系统压力下降，个别调门无法正常开启； ❖ 2 油动机卡涩，调门动作迟缓，有时泄油后不回座； ❖ 3 在开关调门过程中发生某个调门不规则频繁大幅度摆动，
同程度的腐蚀，在滑阀凸肩、喷咀及节流孔处腐蚀尤为严重。
❖ d 电液转换器滑阀两侧压力偏差大: 油中杂质堵塞电液转换器的喷咀；磨 擦、酸性腐蚀造成滑阀的凸肩、滑块与滑座之间磨损，使滑阀相对与滑 座之间的间隙加大，使漏流量增加；酸性油液对喷咀室、通道及节流孔 等的腐蚀，改变了滑阀两侧的压力。
❖ e LVDT线性电压位移转换器故障，电液转换器机械零位不准等
EH油系统 运 行
❖ EH油系统概述 ❖ 随着大容量、高参数汽轮发电机组的发展，
机组调节系统工作介质的额定压力随之升高， 对其工作介质的要求亦越来越高。通常所用 的矿物油自燃点为350℃左右，若在高参数大 容量机组使用，便增加了油泄漏到主蒸汽管 道(＞530℃)导致火灾的危险性。为保证机组 的安全经济运行，汽轮机电液调节系统的控 制液普遍采用了磷酸酯抗燃油。
❖ 在机组预启动期间，EH油系统应进行升温、 升压。液压油的正常运行温度是49℃ （38℃～60℃），虽然允许系统可以在21℃ 油温下操作，但不推荐低于21℃油温下运行， 严禁在10℃下运行。因此预启动的第一步是 对油升温。 采用浸入式加热器升温
静力试验用电液伺服加载系统的分析和实验_如何实现高加载精度
(B eijing In stitu te of Con tro l Eng ineering, B eijing, 100081) (H a rb in In stitu te of T echno logy, H a rb in, 150001)
关键词 多点加载, 高d Exper im en ta l Research ing of Electro-Hydraul ic Servo L oad ing System for Sta tic Testing
—— How to Ach ieve H igh L oad ing Prec is ion
[ (A 21V 2 +
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1
(7)
3 硬件抗干扰设计
静力试验伺服加载系统的控制硬件组成如图 3 所示。 图中 STD 5056 为 STD 总线 8098。单片微控 制器模板 STD 5781 是 8 位数字显示, 24 位小键盘 STD 总线接口板, STD 5484 是高速光电隔离 14 位 A D 转换 STD 总线接口板, STD 5313 是双向 T TL 电平输入 输出并行接口板, IPC5472 是光电隔离式 A D 转换 PC 总线接口板, IPC 5486 是光电隔离 8
因此, 在许多领域, 尤其是航天、航空等部门, 在 结构件的研制过程以及正式使用前, 都要进行静力 试验。
多点协调伺服加载系统是静力试验的关键设 备, 系统具有下述特点: a) 执行机构通常为对称阀 控制非对称缸, 因此正反向加载具有非线性。b) 载 荷值大, 通常为 10 kN～ 105 kN , 在加载过程中, 载 荷值的变化对加载特性会产生一定的影响, 同时, 被 加载结构件也可能随载荷值的变化而产生弹塑性变 形。c) 对于多点协调加载, 各加载通道间存在耦合, 对系统保持高加载精度有一定的影响。d) 随被加载 结构件的不同, 液压执行机构—— 伺服阀和油缸的 组合也不同, 不同的伺服阀、油缸和被加载结构件, 加载特性也不一样。e) 控制系统中, 既有伺服阀、电 磁截止阀等电感性负载, 他们在通断的瞬间, 会产生 瞬态冲击电流, 而且, 驱动电流也较大; 同时, 系统的 力检测元件的信号处理是模拟电路, 对电流变化敏 感; 另外, 试验现场往往需要离控制室有一定的距 离, 力传感器产生的微弱模拟信号受周围环境的干 扰较深; 系统控制电路既有模拟也包括数字, 既有大 电流信号也有小电流微弱信号, 相互之间形成干扰。 上述原因, 对系统的加载精度造成严重的干扰。
飞机地面模拟试验反推力电液加载系统的实现
飞机地面模拟试验反推力电液加载系统的实现施光林;泮健【摘要】介绍了一种专用于飞机地面模拟气动加载试验的电液伺服系统;详细分析了该电液伺服加载系统的结构与特点;重点叙述了系统的具体控制策略;分别给出了在终止反推状态、正常着落状态和收回状态下的试验结果.试验结果表明,所研究的反推力电液伺服加载系统的动态力跟踪误差不大于15%,达到了工程实际应用的目的.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2010(021)001【总页数】4页(P42-45)【关键词】飞机;地面模拟;反推力;电液伺服加载系统;动态力跟踪误差【作者】施光林;泮健【作者单位】上海交通大学,上海,200240;上海交通大学,上海,200240【正文语种】中文【中图分类】TH1370 引言飞机速度的提高和机翼载荷的增大必然使飞机起飞和着陆滑跑距离增大,如果要缩短着陆滑跑距离则经常要一些专用的减速装置,常用的减速装置就是反推力装置。
在军用方面,反推力装置在缩短飞机滑跑距离的同时还大大提高了飞机的作战效能。
在民用方面,反推力装置可以对民航建设产生重大影响。
自从采用反推力装置以来,飞机的着陆滑跑距离已经由3000m缩短到450m以内[1]。
因此,反推力装置在民用飞机的设计中有着十分重要的作用。
在我国某型民用飞机的研制过程中,反推力装置必须在模拟气动载荷下完成测试试验,以检验反推力装置功能和性能。
因此,在液压系统地面模拟试验中,需配置一套反推力装置加载系统和相应的试验台架,实现对反推力装置在展开和收起过程中所受气动载荷的模拟;并进一步考核反推力装置的各种性能指标,为反推力系统及全机液压系统的适航符合性提供试验依据。
同时,电液伺服加载系统也是一种使用广泛的系统,国内外开展了许多类似的研究[2-3]。
王益群等[4]总结了近年来电液力控制的一些进展。
王辉等[5]在飞行模拟器操纵负荷控制系统中,采用位置闭环控制、速度闭环控制和力闭环控制三种方式实现驾驶员在操纵时的力感觉,取得了理想的效果。
电液伺服控制系统概述
电液伺服控制系统概述摘要：电液伺服控制是液压领域的重要分支。
多年来，许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率——重量比和大功率液压控制系统的需要不断扩大，促使液压控制技术迅速发展。
特别是控制理论在液压系统中的应用、计算及电子技术与液压技术的结合，使这门技术不论在原件和系统方面、理论与应用方面都日趋完善和成熟，并形成一门学科。
目前液压技术已经在许多部门得到广泛应用，诸如冶金、机械等工业部门及飞机、船舶部门等。
关键词：电液伺服控制液压执行机构伺服系统又称随机系统或跟踪系统，是一种自动控制系统。
在这种系统中，执行元件能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律动作。
液压伺服系统是以液压为动力的自动控制系统，由液压控制和执行机构所组成。
一、电液控制系统的发展历史液压控制技术的历史最早可以追溯到公元前240年,一位古埃及人发明的液压伺服机构——水钟。
而液压控制技术的快速发展则是在18世纪欧洲工业革命时期,在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。
18世纪出现了泵、水压机及水压缸等。
19世纪初液压技术取得了一些重大的进展,其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。
第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。
出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。
20世纪50～60年代则是电液元件和技术发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。
这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及导弹发射架控制等,后来又扩展到导弹的飞行控制、雷达天线的定位、飞机飞行控制系统的增强稳定性、雷达磁控管腔的动态调节以及飞行器的推力矢量控制等。
电液伺服驱动器也被用于空间运载火箭的导航和控制。
电液控制技术在非军事工业上的应用也越来越多,最主要的是机床工业。
在早些时候,数控机床的工作台定位伺服装置中多采用电液系统(通常是液压伺服马达)来代替人工操作,其次是工程机械。
电液伺服系统的原理及应用
电液伺服系统的原理及应用一．电液伺服系统概述电液伺服系统在自动化领域是一类重要的控制设备，被广泛应用于控制精度高、输出功率大的工业控制领域．液体作为动力传输和控制的介质，跟电力相比虽有许多不甚便利之处且价格较贵，但其具有响应速度快、功率质量比值大及抗负载刚度大等特点，因此电液伺服系统在要求控制精度高、输出功率大的控制领域占有独特的优势。
电液伺服控制系统是以液压为动力，采用电气方式实现信号传输和控制的机械量自动控制系统。
按系统被控机械量的不同，它又可以分为电液位置伺服系统、电液速度伺服控制系统和电液力控制系统三种。
我国的电液伺服发展水平目前还处在一个发展阶段，虽然在常规电液伺服控制技术方面，我们有了一定的发展。
但在电液伺服高端产品及应用技术方面，我们距离国外发达国家的技术水平还有着很大差距。
电液伺服技术是集机械、液压和自动控制于一体的综合性技术，要发展国内的电液伺服技术必须要从机械、液压、自动控制和计算机等各技术领域同步推进。
二．电液伺服的组成电液控制系统是电气液压控制系统简称，它由电气控制及液压两部分组成。
在电子-液压混合驱动技术里，能量流是由电子控制，由液压回路传递，充分结合了电子控制和液压传动两者混合驱动技术的优点避免了它们各自的缺陷。
⑴电子驱动技术的特点①高精度、高效率，低能耗、低噪音②高性能动态能量控制③稳定的温度性能④能量再生及反馈电网⑤在循环空闲的时间没有能量损失⑵液压驱动技术的特点①高(力/功)密度②结构紧凑③液压马达（油缸）是大功率且经济的执行元件④在液压系统做压力控制的时候有明显的能量流失液压部分：以液体为传动介质，靠受压液体的压力能来实现运动和能量传递。
基于液压传动原理，系统能够根据机械装备的要求，对位置、速度、加速度、力等被控量按一定的精度进行控制，并且能在有外部干扰的情况下，稳定、准确的工作，实现既定的工艺目的。
（工控网）液压伺服阀是输出量与输入量成一定函数关系，并能快速响应的液压控制阀，是液压伺服系统的重要元件。
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40000KN多功能电液伺服加载试验系统
1
机械结构和基本功能
2
控制器和控制软件
3
典型试验
4
改进和完善
2000KN 动载系统
2套
40000KN 静载系统
1套
4000KN 动载系统
1套
机械构成
40000KN多功能 电液伺服加载试验系统
40000KN
1
系 统 示 意 图
通道级、伺 服控制器
阀驱动模块
实时控制级
• 传感器激励，传感器信号调零、放大、滤波A/D转换 • 传感器增益设定，传感器信号极限监测和报警
• 通道级：波形发生、加载和卸载 • 伺服控制器：PID参数调节及输出控制
• 完成指令信号的V — I 转换，驱动电液伺服阀
静态误差
≤±0.2% （Fs）
动态精度：幅值误差
正弦波、三角波、 拍波、方波、斜 波、随机波、地 震波
➢试件规格
➢控制参数
➢加载波形
4000KN动载加载系统主要技术参数
管理级
上位机：系统参数管理、试验参数 管理、实验数据管理、试验管理等
控制级
反馈调节、伺服控制、阀驱动
控制 系统
协调级
下位机:各通道协调加载
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机械结构和基本功能
典型验 改进和完善
1
机械结构和基本功能
典型验
配套工装一：柱子轴压试验小车
改进和完善
1
机械结构和基本功能
典型验
配套工装二：橡胶支座压剪试验小车
改进和完善
座配
压套
剪工 试装
1
验三
联：
接橡
板胶
支
机械结构和基本功能
典型验 改进和完善
40000KN静载系统
0 ～ 40000KN轴向静载 力控精度：0.2% 位控精度：0.2%
轴向载荷 KN
40000 35000 30000
实
215000
验
20000
结
15000
果
10000
5000
0 0 20 40 60 80 100 120 轴向位移 mm
50
40
轴向应力(MPa)
30
1
20
10
0
0
0.004
0.008
0.012
0.016
0.02
LaC3
Lb轴C3向应变
LcC3
L3
2.节点梁宽： 5800 ～6800mm
3.活塞行程， ±250mm
4.试件截面：1200 mm×1200mm
5.横梁上平面距地 板：1500 ～ 5000mm
6.南面试件空间比 北面略小
➢试件规格
1.控制方式：力控、 位控
2.控制方式可自由 切换
3.力控精度<0.2% 4.位控精度<0.2% 5.同向同步和反向
1.上下球面副各一 套
2.轴压小车一套 3.压剪小车一套 4.压剪上连接板：
与下横梁焊接 5.压剪下连接板：
与压剪小车螺栓 连接 6.试验防护装置
➢力学性能
➢试件规格
➢控制参数
➢配套工装
40000KN静载加载系统主要技术参数
1.垂向力：0 ～ 2000KN
2.力传感器误差： <1%
➢力学性能
1.试件高度：0 ～ 8000mm
试件均以斜向剪切滑移为最终破坏形态。随着体积配箍率的 提高，斜裂缝与试件纵轴线之间的夹角越来越大，极限承载 力有所提高，延性也得到相应的改善。
课题名称
钢筋混凝土构件破坏 机理与尺寸效应研究
课题来源
1
国家自然科学基金
课件尺寸
柱高：3000mm 梁宽：6800mm
2.活塞行程，即试 件最大允许变形： ±300mm
3.试件截面：1200 mm×1200mm
4.柱间空间： 2500mm×2500m m
1.控制方式：力控、 位控
2.控制方式可自由 切换
3.力控精度<0.2% 4.位控精度<0.2% 5.压剪试验时，60
秒内，40000KN 活塞振幅1cm， 压力波动<1%
40000KN
1
系 统 轴 压 示 意 图
机械结构和基本功能
典型验 改进和完善
40000KN
1
系 统 节 点 示 意 图
机械结构和基本功能
典型验 改进和完善
40000KN
1
系 统 压 剪 示 意 图
机械结构和基本功能
典型验 改进和完善
40000KN
1
千 斤 顶 试 验 示 意 图
机械结构和基本功能
典型验 改进和完善
40000KN
1
机械结构和基本功能
系
统
正
面
典型验
图
改进和完善
40000KN
1
系 统 侧 面 图
机械结构和基本功能
典型验 改进和完善
1.轴力：0 ～ 40000KN轴力
2.抵消侧向力： 4000KN
3.油压传感器误差： <1%
4.力传感器误差： <1%
1.试件高度：0 ～ 8000mm
幅值、相 位、幅相
性能 指标
≤±0.2% （Fs）
修正算法 ≤ 2° 动态精度：相位误差
控制系统架构
1
机械结构和基本功能
典型验 改进和完善
课题名称 钢筋混凝土构件破坏机理与尺寸效应研究
课题来源
1
国家自然科学基金
课题负责人 杜修力 教授
试验 陈利民 符佳
试件尺寸 800mm×800mm×2400mm
同步 6.最大速度：
200mm/s 7.频率：0 ～5Hz
正弦波、三角波、 拍波、方波、斜 波、随机波、地 震波
➢控制参数
➢加载波形
2000KN动载加载系统主要技术参数
1.水平力：0 ～ 4000KN
2.力传感器误差： <1%
3.滑动摩擦系数 <0.25%
➢力学性能
1.试件高度：0 ～ 8000mm
力传感器和油压传感器
2000KN动载系统
0 ～ 2000KN同步异步动载 力控精度：0.2% 位控精度：0.2% 力传感器
主要 功能
组合功能
压剪 轴压+边节点低周反复加载 轴压+十字节点低周反复加载 其他（需要另外工装配合）
4000KN动载系统
0 ～ 4000KN垂向压力 力控精度：0.2% 位控精度：0.2% 力传感器
2.活塞行程，即试 件最大允许水平 变形：±600mm
3.试件截面： Φ 1900mm
4.节点横梁上平面 距地板：1500 ～ 5000mm
5.作动器垂向行程： 2000mm
1.控制方式：力控、 位控
2.控制方式可自由 切换
3.力控精度<0.2% 4.位控精度<0.2% 5.最大速度：
62.8mm/s 6.频率：0 ～1Hz
管理级
系统参数管理 试验参数管理 试验数据管理
试验管理
• 传感器参数设定 • 系统控制参数设定
• 试验谱编制 • 试验控制参数
• 试验数据接收、显示、存储等 • 试验数据处理
• 试验过程干预，如卸载、暂停等 • 试验谱加载
协调修正级
▪ 时限判定 ▪ 误差判定 ▪ 幅值、相位同步修正 ▪ 超差相应
反馈调节器