液壓萬能試驗機是行業(yè)量大面廣的產(chǎn)品之一，就產(chǎn)值說占試驗機行業(yè)首位，目前大量生產(chǎn)的液壓萬能試驗機及不帶伺服控制的試驗機，就其技術(shù)而言，已滿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多年來雖已成功開發(fā)了電液伺服閥的閉環(huán)控制系統(tǒng)，但工藝性復(fù)雜、價格高，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法長期正常運行。為滿足用戶質(zhì)量可靠、性能優(yōu)良、技術(shù)先進產(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能試驗機廣泛投入市場。
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(shè)備實現(xiàn)長期無故障運行，同時采用微機數(shù)字閉環(huán)控制使設(shè)備穩(wěn)定性有更大提高，使該機可對各種材料進行拉、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(xiàn)代國際-先進水平，是工礦、企業(yè)、質(zhì)檢單位、學校及科研單位的理想檢測設(shè)備。
當前國內(nèi)外同類產(chǎn)品技術(shù)概況
隨著試驗機技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外生產(chǎn)的微機控制電液伺服萬能試驗機，在技術(shù)方面存在著很大的差別。
在測量技術(shù)方面：測量系統(tǒng)分交流放大和直流放大，國內(nèi)大多數(shù)廠家均采用的是直流放大器，而零點飄移、溫度飄移及長時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(tǒng)大致可歸為三種：
1、分檔的測量系統(tǒng)：即分檔測量放大器。事先選擇好檔位，只能在該檔的范圍內(nèi)進行測量試驗。試驗機測量范圍比較小。如果對不了解的材料進行試驗時，選擇檔位的不同會影響試驗結(jié)果的精準度，如果檔位選擇錯誤，還會造成試驗無法完成。
2、內(nèi)部換檔的測量系統(tǒng)：表面上是連續(xù)測量不分檔，可達到1/200000分辨率，實際上是內(nèi)部分檔，自動換檔的產(chǎn)品。一般是從最低檔開始，在該檔測量范圍不夠時自動換到上一檔，但在換檔瞬間電壓會出現(xiàn)階躍變化，產(chǎn)生測量突跳，對伺服連續(xù)控制會產(chǎn)生嚴重影響，嚴重影響控制效果和控制精度。顯示的曲線應(yīng)為局部震蕩曲線，而在計算機屏幕上顯示出的平滑曲線，是被人為用軟件處理后的不真實曲線，這樣的曲線無法真實反映試樣本身的特性。
3、連續(xù)測量不分檔的測量系統(tǒng)：還有一種是以金力公司產(chǎn)品國產(chǎn)測量系統(tǒng)（進口元件制造）和德國進口的DoLi電箱為代表的，真正實現(xiàn)連續(xù)測量不分檔，達到了1/200000測量分辨率。只有實現(xiàn)連續(xù)測量不分檔，才能實現(xiàn)整個量程的連續(xù)勻速控制。才能實現(xiàn)等應(yīng)力、等應(yīng)變、等位移、恒應(yīng)力、恒應(yīng)變、恒位移等多種控制方式在試驗過程中的任意平滑切換。
在控制技術(shù)方面：只有高精度連續(xù)測量，才能實現(xiàn)高精度的連續(xù)控制。還有開環(huán)控制與閉環(huán)控制的區(qū)別。
近年來發(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(tǒng)外，還采用高精度力與位移測量系統(tǒng)及計算機采集處理等技術(shù)，在功能上達到甚至超過電子萬能試驗機，尤其在大負荷上液壓萬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，同時具有電子測量和計算機數(shù)據(jù)處理功能，電液伺服閥的優(yōu)點是靜動態(tài)性能良好，分辨率高、滯環(huán)小、線性度高、工作范圍廣更適合動態(tài)電液伺服試驗機。其缺點是用于靜態(tài)液壓萬能試驗機上未能發(fā)揮其特點，使其造價提高、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壓力控制閥施加負荷，并具有速度電流反饋，是一種傳統(tǒng)的控制方式。由于其不能實現(xiàn)全閉環(huán)控制故電液伺服試驗機的一些功能難以實現(xiàn)。
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(shù)字式閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)，結(jié)合高精度寬范圍的測量的系統(tǒng)，配備精確的主機及液壓伺服系統(tǒng)，使得各種控制方式（等應(yīng)力、等應(yīng)變、等位移、恒應(yīng)力、恒應(yīng)變、恒位移）控制精度遠優(yōu)于±0.5%設(shè)定值。無級調(diào)速,各種控制速度及控制方式可在試驗過程中任意平滑切換。可自行設(shè)置控制參數(shù), 實現(xiàn)程序自動運行，可進行三角波、正弦波、梯波等低周循環(huán)及用戶自行設(shè)計的各種組合波形試驗。
目前由于真正的全量程連續(xù)測量的測量技術(shù)，多數(shù)廠家尚無能力解決，多數(shù)采用的內(nèi)部分檔、自動換檔產(chǎn)品。而且有的廠家采用假閉環(huán)即開環(huán)控制。對電子萬能試驗機來說，由于是機械無間隙傳動，因此等位移、等應(yīng)變控制影響不大，而對等應(yīng)力控制，對不均勻的材料來說實在談不到控制精度這一問題了。而對于電液伺服試驗機來說，由于各種閥及缸存在著內(nèi)泄,是非理想的執(zhí)行元件，因此各廠家就連控制精度都無法提出，因為開環(huán)控制根本做不到。對于剛性材料在變形均勻時，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，控制精度就無法談了。
微機控制電液伺服萬能試驗機
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能試驗機，充分利用了小流量，寬調(diào)速范圍的電液比例閥及模糊PID數(shù)字式脈沖調(diào)寬閉環(huán)控制系統(tǒng)，對電液比例閥的流量和方向進行調(diào)節(jié)。結(jié)合高精度高分辨率（1/200000）電子測量技術(shù)，實現(xiàn)液壓萬能試驗機的高精度，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(xù)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(xù)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(shè)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(shè)定值
9. 變形等速率控制: 0.1%～100% FS /min
等速率控制精度: ±1% 設(shè)定值
10. 恒試驗力、恒變形、恒位移控制精度: ±1% 設(shè)定值
功能及特點
主要功能
1. 自動測量、控制、數(shù)據(jù)采集、處理、繪制曲線及打印曲線報告。打印主要內(nèi)容：試驗條件、原始參數(shù)、試驗曲線（或局部放大曲線）、試驗結(jié)果（E、Rp、Rel 、Res、Fp、Fb、Rm 、A、X）等。
注：伸長率A及斷面收縮率X需測量斷后伸長和直徑輸入計算機。
可繪制的曲線有：應(yīng)力—應(yīng)變曲線、力—伸長曲線、力—位移曲線
力—應(yīng)變曲線、力—時間曲線、變形—時間曲線、位移—時間曲線
2. 測量系統(tǒng)具有自動調(diào)零、自動標定、連續(xù)全程測量不分檔。
3. 可進行試驗力、變形、位移等速率控制并保持。
4. 無級調(diào)速,各種控制方式可在試驗過程中任意切換。
5. 曲線、數(shù)據(jù)存儲、曲線放大及曲線疊加，在試驗過程中可切換顯示七種試驗曲線。
6. 可自行設(shè)置控制參數(shù), 實現(xiàn)程序自動運行，可進行三角波、正弦波、方波等低周循環(huán)及各種組合波形試驗。
7. 可進行試驗室間微機聯(lián)網(wǎng)。
8. 可通過聯(lián)機幫助查看或打印軟件說明、操作規(guī)程、注意事項等內(nèi)容。
主要特點
1. 一臺計算機控制完成全部試驗過程，操作均由鍵盤及鼠標來完成，并保留手閥加荷。
2. 測量、控制系統(tǒng)采用，計算機插卡式設(shè)計(即計算機總線設(shè)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++語言編程，可在Windows98、2000、NT操作系統(tǒng)下工作。
4. 采用先進的數(shù)字式電液比例閥作控制元件，抗污染能力強，可實現(xiàn)長期無故障運行。
5. 采用數(shù)字式脈沖調(diào)寬技術(shù)，實現(xiàn)了全數(shù)字式閉環(huán)伺服控制。
6. 完整的數(shù)據(jù)庫軟件接口供用戶使用，具有數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、分析等功能，軟件升級只須通過郵寄光盤或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，無須廠家現(xiàn)場維修，只須更換計算機內(nèi)相應(yīng)的功能卡即可，維護簡單方便。
8. 測量準確、功能齊全、可靠性高、操作簡單、使用方便。是進行仲裁檢驗理想的先進檢測設(shè)備。已達到現(xiàn)代國際先進技術(shù)水平。
9. 液壓夾具夾持可靠，試樣受力均勻，試驗數(shù)據(jù)準確。 |
