微機(jī)控制電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)詳細(xì)介紹

一、產(chǎn)品簡介

微機(jī)控制電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)是一種集機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓傳動(dòng)、電子控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高精度材料力學(xué)性能測試設(shè)備，主要用于對(duì)金屬、混凝土、建筑材料、復(fù)合材料等固體材料進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、抗壓彈性模量、保載性能等力學(xué)指標(biāo)的測試。符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 16826-2023《電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)》、GB/T 2611-2022《試驗(yàn)機(jī) 通用技術(shù)要求》、GB/T 3159-2025《液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)》。

二、主要組成部分

1、主機(jī)結(jié)構(gòu)：承載與傳力的基礎(chǔ)

主機(jī)是試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械骨架，負(fù)責(zé)承受試驗(yàn)力、固定試樣并傳遞加載力，其剛性直接影響測試精度。主要包括：1.1機(jī)架：通常采用整體鑄造（如Y質(zhì)鑄鋼）或高強(qiáng)度合金焊接結(jié)構(gòu)，確保高剛性和抗變形能力（避免因機(jī)架變形導(dǎo)致力值測量誤差）。1.2工作臺(tái)：放置試樣的平臺(tái)，表面需平整，部分設(shè)備配備可調(diào)節(jié)工作臺(tái)以適應(yīng)不同尺寸試樣。1.3壓頭：與試樣接觸的加載部件，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)采用不同形狀（如混凝土試驗(yàn)用圓形或方形壓頭，金屬試驗(yàn)用平壓頭），材料需N磨、高強(qiáng)度（如合金工具鋼）。1.4油缸：液壓動(dòng)力的執(zhí)行部件，通常垂直安裝在機(jī)架頂部或底部，通過活塞伸縮驅(qū)動(dòng)壓頭對(duì)試樣施加壓力。

2、液壓伺服系統(tǒng)：動(dòng)力與J準(zhǔn)控制的核心

液壓伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn) “電液伺服" 的關(guān)鍵，負(fù)責(zé)將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為液壓動(dòng)力，通過閉環(huán)控制J確調(diào)節(jié)加載力和速率。主要包括：

2.1伺服油泵：提供穩(wěn)定壓力的液壓油源，通常采用變量柱塞泵，可根據(jù)加載需求動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)流量（節(jié)能且減少油溫升高）。2.2電液伺服閥：核心控制元件，接收控制系統(tǒng)的電信號(hào)（如電壓或電流），J確調(diào)節(jié)液壓油的流量和方向，實(shí)現(xiàn)加載力、位移的無級(jí)調(diào)控（響應(yīng)速度快，控制精度高）。2.3液壓管路與油箱：管路采用高壓無縫鋼管，確保無泄漏；油箱內(nèi)置過濾器和冷卻器，保持油液清潔度（油液污染會(huì)嚴(yán)重影響伺服閥壽命和控制精度），并控制油溫在合理范圍（一般 30-55℃）。2.4溢流閥、換向閥等輔助元件：溢流閥用于過載保護(hù)，限制系統(tǒng)Z高壓力；換向閥控制油缸的升降方向。

3、微機(jī)控制系統(tǒng)：智能調(diào)控與數(shù)據(jù)處理中心

以工業(yè)計(jì)算機(jī)為核心，結(jié)合硬件和軟件實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)采集與分析，是設(shè)備的 “大腦"。主要包括：

3.1硬件部分：工業(yè)計(jì)算機(jī)（抗干擾能力強(qiáng)）、PLC（可編程邏輯控制器，負(fù)責(zé)執(zhí)行控制指令）、數(shù)據(jù)采集卡（高速采集傳感器信號(hào)）、伺服控制器（驅(qū)動(dòng)伺服閥動(dòng)作）、顯示屏及操作面板。3.2軟件系統(tǒng)：Z用測試軟件，具備以下功能：（1）參數(shù)設(shè)置：可預(yù)設(shè)試驗(yàn)力、加載速率（如應(yīng)力速率、位移速率）、保載時(shí)間、采樣頻率等。（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控：動(dòng)態(tài)顯示試驗(yàn)力 - 時(shí)間、力 - 位移等曲線，實(shí)時(shí)反饋當(dāng)前加載狀態(tài)。（3）自動(dòng)控制：支持力控制、位移控制、應(yīng)變控制（需配合應(yīng)變片）等多種模式，實(shí)現(xiàn)等速加載、階梯加載、保載等復(fù)雜試驗(yàn)流程。（4）數(shù)據(jù)處理：自動(dòng)計(jì)算抗壓強(qiáng)度、彈性模量等結(jié)果，支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、導(dǎo)出（如 Excel、PDF）及報(bào)告生成，部分軟件具備聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)追溯功能。

4、測量系統(tǒng)：J準(zhǔn)感知試驗(yàn)參數(shù)

通過高精度傳感器實(shí)時(shí)采集力、位移等關(guān)鍵參數(shù)，為閉環(huán)控制和結(jié)果分析提供依據(jù)。主要包括：

4.1力傳感器：安裝在主機(jī)受力部位（如油缸與機(jī)架之間），將機(jī)械力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，精度等級(jí)通常為 0.5 級(jí)（示值相對(duì)誤差≤±0.5%）或更高（0.2 級(jí)），量程覆蓋 2%-Y00% Z大試驗(yàn)力。4.2位移傳感器：多采用光柵尺或磁柵尺，安裝在油缸或壓頭部位，測量試樣變形或壓頭位移，精度可達(dá) ±0.5% FS 或 0.01mm。4.3信號(hào)調(diào)理模塊：對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行放大、濾波，X除干擾，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

三、工作原理

1、參數(shù)設(shè)定：用戶通過軟件輸入試驗(yàn)方案（如Z大試驗(yàn)力、加載速率、保載時(shí)間等）。

2、指令輸出：控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定參數(shù)，通過 PLC 和伺服控制器向電液伺服閥發(fā)送電信號(hào)（如 4-20mA 電流信號(hào)）。

3、液壓驅(qū)動(dòng)：伺服閥接收信號(hào)后，J確調(diào)節(jié)進(jìn)入油缸的液壓油流量和壓力，驅(qū)動(dòng)活塞帶動(dòng)壓頭向試樣施加壓力。

4、實(shí)時(shí)反饋：力傳感器和位移傳感器實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過信號(hào)調(diào)理模塊傳輸至控制系統(tǒng)。

5、閉環(huán)調(diào)節(jié)：控制系統(tǒng)將反饋數(shù)據(jù)與設(shè)定參數(shù)對(duì)比，若存在偏差（如加載速率過快），立即調(diào)整輸出信號(hào)，通過伺服閥修正液壓油流量，直至試驗(yàn)過程符合設(shè)定要求。

6、試驗(yàn)結(jié)束：當(dāng)試樣破壞（力值驟降）或達(dá)到預(yù)設(shè)條件（如保載完成），系統(tǒng)自動(dòng)停止加載，記錄峰值力、變形量等數(shù)據(jù)，并生成試驗(yàn)報(bào)告。

四、性能特點(diǎn)

1、高精度控制與測量

1.1控制精度：支持力、位移、應(yīng)變多模式閉環(huán)控制，加載速率調(diào)節(jié)范圍寬（如 0.001-50kN/s），速率控制精度≤±1% 設(shè)定值。1.2測量精度：力值測量誤差≤±0.5% FS（部分G端設(shè)備達(dá) ±0.2%），位移測量誤差≤±0.5% FS，滿足 GB/T 16826-2023 等G標(biāo)準(zhǔn)要求。

2、自動(dòng)化與智能化

2.1全程微機(jī)自動(dòng)控制，減少人為操作誤差；支持預(yù)設(shè)試驗(yàn)方案，一鍵啟動(dòng)后自動(dòng)完成加載、保載、卸載、數(shù)據(jù)記錄全過程。2.2軟件具備智能判斷功能，可自動(dòng)識(shí)別試樣破壞點(diǎn)（如力值下降至峰值 80% 時(shí)自動(dòng)停機(jī)），避免設(shè)備過載。

3、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，適應(yīng)復(fù)雜試驗(yàn)需求

3.1電液伺服閥響應(yīng)速度快（毫秒級(jí)），可快速跟蹤設(shè)定的加載曲線，適應(yīng)從低速保載（如混凝土 30s 保載）到高速加載的多種場景。3.2可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜加載模式，如線性加載、階梯加載、循環(huán)加載（部分設(shè)備支持），滿足科研中的材料動(dòng)態(tài)性能研究。

4、數(shù)據(jù)采集與分析能力強(qiáng)

4.1高速數(shù)據(jù)采集（采樣頻率可達(dá) 1000Hz 以上），確保捕捉試樣破壞瞬間的峰值力；軟件可自動(dòng)計(jì)算抗壓強(qiáng)度、彈性模量、峰值位移等指標(biāo)，并生成應(yīng)力 - 應(yīng)變、力 - 時(shí)間等曲線。4.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)A全可靠，支持批量試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理，部分設(shè)備具備符合 GLP/GMP 要求的審計(jì)追蹤功能。

5、多重A全保護(hù)機(jī)制

硬件保護(hù)：溢流閥限制系統(tǒng)Z大壓力，機(jī)械限位裝置防止壓頭過度下壓；軟件保護(hù)：過載保護(hù)（超過設(shè)定力值 110% 自動(dòng)停機(jī)）、過壓保護(hù)、油溫過高報(bào)警等，確保設(shè)備和人員A全。

五、維護(hù)與保養(yǎng)

為保證設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行和測試精度，需定期維護(hù)：

1、液壓系統(tǒng)：每 3-6 個(gè)月更換液壓油（選用 46 號(hào)抗磨液壓油），定期清潔過濾器；檢查管路有無泄漏，伺服閥需避免污染（油液清潔度需達(dá) NAS 8 級(jí)以上）。

2、傳感器校準(zhǔn)：按 GB/T 16825.1-2022 要求，每年至少進(jìn)行一次力傳感器和位移傳感器校準(zhǔn)，確保精度合格。

3、機(jī)械部件：定期檢查機(jī)架連接螺栓是否松動(dòng)，壓頭表面是否磨損，B要時(shí)打磨或更換；滑動(dòng)部位加注潤滑脂（如油缸導(dǎo)向套）。

控制系統(tǒng)：定期備份軟件數(shù)據(jù)，清理計(jì)算機(jī)緩存；避免強(qiáng)電磁干擾，保持設(shè)備接地良好。

六、總結(jié)

試驗(yàn)機(jī)通過 “機(jī)械承載 + 液壓驅(qū)動(dòng) + 微機(jī)控制 + J準(zhǔn)測量" 的協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了材料抗壓性能的高精度、自動(dòng)化測試。要想了解更多產(chǎn)品詳細(xì)內(nèi)容，可隨時(shí)聯(lián)系河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司工作人員。