CN113188933A - 疲劳试验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供疲劳试验系统，涉及材料性能检测技术领域。该疲劳试验系统，包括试验主机、伺服油源、冷却模块以及主控制模块；所述冷却模块包括冷却塔主体，所述冷却塔主体底部的中心设置有水泵电机组，所述冷却塔主体一侧的底部固定连接有两根与伺服油源相对应的连接管路；所述主控制模块包括工控机，所述工控机顶部的一侧设置有显示器，所述显示器的一侧设置有控制器；所述试验主机与伺服油源之间分别连接有第一胶管总成、第二胶管总成以及第三胶管总成。通过设计系统性的试验主机以及相关辅助设备，既可以保证检测精度和检测质量，同时在进行材料试验检测时也更加具备系统性和可控性，从而使其整体的工作效率大大提高。

Description

疲劳试验系统
技术领域
本发明涉及材料性能检测技术领域，具体为疲劳试验系统。
背景技术
电液伺服疲劳试验机是采用电液伺服技术生产的疲劳试验机，同时也是以恒压伺服泵站作为动力源的一类疲劳试验机的总称；电液伺服疲劳试验机主要构成为:恒压伺服泵站、直线作动器、全数字控制系统、主机框架、分油模块等；疲劳试验机可用于进行测定金属、合金材料及其构件(如操作关节、固接件、螺旋运动件等)在室温状态下的拉伸、压缩或拉压交变负荷的疲劳特性、疲劳寿命、预制裂纹及裂纹扩展试验。
疲劳试验系统主要用于检测金属材料的疲劳强度，绝缘拉杆是电力系统电力设备的重要组成部分，绝缘拉杆在生产加工出来后，通常都需要对其的力学性能和耐久性能进行检测，但对绝缘拉杆的疲劳强度检测，传统的检测设备既无法保证检测精度和检测质量，同时检测也不具备系统性和可控性。
为此，我们研发出了新的疲劳试验系统。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了疲劳试验系统，解决了传统的检测设备既无法保证检测精度和检测质量，同时检测也不具备系统性和可控性的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：疲劳试验系统，包括试验主机、伺服油源、冷却模块以及主控制模块；
伺服油源设置有的触摸屏面板，触摸屏面板上设置有油温报警、液位报警、滤油器报警和电机过载报警，分别代表几种故障或隐患，报警灯亮起时，应及时处理；
伺服油源本机电控柜安装于油源油箱正面，其内安装用于启动油源、高低压切换液压模块以及连接控制器的过渡电器元件等；电控柜面板上安装触摸屏，电机开关和急停按钮等电器元件；
所述冷却模块包括冷却塔主体，所述冷却塔主体包括水泵电机组，所述冷却塔主体一侧连接有两根与伺服油源相对应的连接管路；
冷却塔主体设计有人体工学面板，全自动化控制，配备精密电温控制器，同时冷却塔主体采用高效传热换热器，冷量损失少，易回油；采用优质高性能压缩机，高EER值，噪声低，运行稳；同时冷却模块机组具有可靠的安全保护装置，包括：高低压保护器，排气过热保护器，压缩机电机过热保护器，过载电流保护器，防冻温度保护器，水流保护器，紧急停止开关，感温式易熔栓，安全阀等；
所述主控制模块包括工控机，所述工控机侧设置有显示器，所述显示器设置有控制器；
所述试验主机与伺服油源之间分别连接有第一管路总成、第二管路总成以及第三管路总成；
所述试验主机与主控制模块之间连接有第一连接导线，所述伺服油源与主控制模块之间连接有第二连接导线。
试验系统还包括随机附件：冲洗附具、常用工具等；液压冲洗阀组，安装于作动器替代伺服阀，用于冲洗作动器；常用工具包括内六角扳手，一字、十字螺丝刀，活口扳手。
优选的，所述试验主机包括主机框架、伺服直线作动器、试验工装、单通道伺服控制器以及计算机数据处理系统。
主机框架主要由上横梁，立柱，工作台，底座，升降油缸，夹紧油缸，外防护罩等组成；伺服直线作动器置于工作台，上横梁采用液压升降加紧，弹性松开的结构形式；
伺服直线作动器作动器主要由活塞杆、缸套、密封件、前后端盖、位移传感器，高精度动态负荷传感器，伺服阀等主要零部件组成。负荷传感器通过固定盘安装在移动横梁端；位移传感器内置在作动器活塞杆内，用于实时测量作动器的位移；伺服阀外置在作动器上用于控制作动器的工作；
试验工装为工件检测的专用工装，用于绝缘杆的前后端安装，该试验工装可以根据需要进行定制；
单通道伺服控制器为数字式伺服控制器，该控制器直接安装于工业控制计算上，通过计算内部PCI插槽或PCIE槽与计算机主板相连，PCI控制器和信号调理板共同组成伺服控制的核心硬件部分，实现信号的采集、处理和控制，并实现了液压油源的远程控制功能；
计算机数据处理系统主要包括用于动态和静态试验的试验软件，试验软件可在试验过程中显示作动器试验全过程的试验力、试验位移、作动器运动速度、各参数峰谷值等主要试验参数以及试验波形、控制波形、特性曲线等图形、各种试验数据、试验报告均可储存。
优选的，所述第一管路总成和第二管路总成均包括胶管总成、对开法兰盘以及内六角螺钉，第一管路总成和第二管路总成用于油路的连接。
优选的，所述第三管路总成由胶管总成和接头组成。
优选的，两根所述连接管路远离冷却塔主体的一端分别与伺服油源的进油口和出油口固定连接，通过将两根连接管路远离冷却塔主体的一端分别与伺服油源的进油口和出油口固定连接，从而使冷却模块可以通过两根连接管路为伺服油源中的液压油进行快速循环冷却。
工作原理：使用时，可以将待检测的绝缘拉杆安装固定在试验主机1中的专用工装上，然后即可通过主控制模块7控制伺服油源和冷却模块进行工作，伺服油源2由低噪音定量齿轮油泵、低压启动液压模块、直列水冷却器、电控柜等组成，伺服油源2可以为试验主机提供动力；冷却模块3的两根连接管路303远离冷却塔主体301的一端分别与伺服油源2的进油口和出油口固定连接，从而使冷却模块3可以通过两根连接管路303为伺服油源2中的液压油进行快速循环冷却；试验主机1负责对绝缘拉杆进行各项疲劳试验检测工作。
（三）有益效果
本发明提供了疲劳试验系统。具备以下有益效果：
1、该疲劳试验系统，通过设计恒压伺服油源系统和试验主机，既安全、环保、节能，同时设备运行也更加安全，设备使用环保无污染，低噪音，能够适应不同能量需求；PLC显示屏可以直观观察油源的状态，包括运行时间、运行状态、报警。
2、该疲劳试验系统，通过设计系统性的试验主机以及相关辅助设备，既可以保证检测精度和检测质量，同时在进行材料试验检测时也更加具备系统性和可控性，从而使其整体的工作效率大大提高。
附图说明
图1为本发明疲劳试验系统的结构示意图；
图2为本发明疲劳试验系统伺服油源的结构示意图；
图3为本发明疲劳试验系统冷却模块的结构示意图；
图4为本发明疲劳试验系统主控制模块的结构示意图。
其中，1、试验主机；2、伺服油源；3、冷却模块；301、冷却塔主体；302、水泵电机组；303、连接管路；4、第一管路总成；5、第二管路总成；6、第三管路总成；7、主控制模块；701、工控机；702、显示器；703、控制器；8、第一连接导线；9、第二连接导线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1所示，本发明实施例提供疲劳试验系统，包括试验主机1、伺服油源2、冷却模块3以及主控制模块7；
如图2所示，伺服油源2设置有的触摸屏面板，触摸屏面板上设置有油温报警、液位报警、滤油器报警和电机过载报警，分别代表几种故障或隐患，报警灯亮起时，应及时处理；
伺服油源2由低噪音定量齿轮油泵、低压启动液压模块、直列水冷却器、电控柜等组成，电控柜安装于油源油箱正面，其内安装用于启动油源、高低压切换液压模块以及连接控制器的过渡电器元件等；电控柜面板上安装触摸屏，电机开关和急停按钮等电器元件；
如图3所示，冷却模块3包括冷却塔主体301，冷却塔主体301包括水泵电机组302，冷却塔主体301一侧连接有两根与伺服油源2相对应的连接管路303，两根连接管路303远离冷却塔主体301的一端分别与伺服油源2的进油口和出油口固定连接，通过将两根连接管路303远离冷却塔主体301的一端分别与伺服油源2的进油口和出油口固定连接，从而使冷却模块3可以通过两根连接管路303为伺服油源2中的液压油进行快速循环冷却；
冷却塔主体301设计有人体工学面板，全自动化控制，配备精密电温控制器，同时冷却塔主体301采用高效传热换热器，冷量损失少，易回油；采用优质高性能压缩机，高EER值，噪声低，运行稳；同时冷却模块3机组具有可靠的安全保护装置，包括：高低压保护器，排气过热保护器，压缩机电机过热保护器，过载电流保护器，防冻温度保护器，水流保护器，紧急停止开关，感温式易熔栓，安全阀等；
如图4所示，主控制模块7包括工控机701，工控机701设置有显示器702，显示器702设置有控制器703；
试验主机1与伺服油源2之间分别连接有第一管路总成4、第二胶管路成5以及第三管路总成6，第一管路总成4和第二管路总成5均包括胶管总成、对开法兰盘以及内六角螺钉，由胶管总成、对开法兰盘以及内六角螺钉组成的第一管路总成4和第二管路总成5用于油路的连接，通过在胶管总成的两端安装对开法兰盘，再通过内六角螺钉将对开法兰盘与对应设备进行连接，即可保证连接的稳定性，同时也使油路能够正常的工作，第三管路总成6包括胶管总成和接头，通过在胶管总成的两端安装快速接头，从而使第三管路总成6能够快速进行连接，伺服油源2通过第一管路总成4、第二胶管路成5为试验主机1提供液压油，从而利用液压油驱动作动器进行工作，第三管路总成6为回油管道；
试验主机1与主控制模块7之间连接有第一连接导线8，伺服油源2与主控制模块7之间连接有第二连接导线9。
试验系统还包括随机附件：冲洗附具、常用工具等；液压冲洗阀组，安装于作动器替代伺服阀，用于冲洗作动器；常用工具包括内六角扳手，一字、十字螺丝刀，活口扳手。
试验主机1包括底座，底座内侧壁固定连接有两个立柱，两个立柱滑动连接有横梁，横梁底部固定连接有拖链，底座靠近拖链位置设置有防护罩，横梁侧壁固定连接有锁紧缸，底座任意侧壁设置有作动器，横梁靠近作动器侧设置有负荷传感器，底座靠近作动器侧固定连接有升降缸，底座外表面设置有控制盒、过渡阀组和压力表，立柱、横梁和工作台组成一个封闭的受力空间，该封闭受力空间可调，通过控制盒的横梁调整旋钮调整，选择调整方向后锁紧缸松开、升降油缸延时运行，一键化控制横梁上升或者下降，达到试验所需空间后旋钮复位，锁紧紧油缸自动抱死；负荷传感器、位移传感器、伺服阀和作动器完成闭环控制运动。
伺服直线作动器作动器主要由活塞杆、缸套、密封件、前后端盖、位移传感器，高精度动态负荷传感器，伺服阀等主要零部件组成。负荷传感器通过固定盘安装在移动横梁端；位移传感器内置在作动器活塞杆内，用于实时测量作动器的位移；伺服阀外置在作动器上用于控制作动器的工作；
试验工装为工件检测的专用工装，用于绝缘杆的前后端安装，该试验工装可以根据需要进行定制；
单通道伺服控制器为数字式伺服控制器，该控制器直接安装于工业控制计算上，通过计算内部PCI插槽（或PCIE槽）与计算机主板相连，PCI控制器和信号调理板共同组成伺服控制的核心硬件部分，实现信号的采集、处理和控制，并实现了液压油源的远程控制功能，在单通道伺服控制器的控制下，采用电液伺服控制的作动器对试件加载，负荷传感器测量试验力值，位移传感器测量位移，并将测量信号反馈到控制器，与命令信号进行比较修正，尽可能的使反馈值与命令值吻合，可选择力控制模式或位移控制模式，对试验过程进行闭环控制；
计算机数据处理系统主要包括用于动态和静态试验的试验软件，试验软件可在试验过程中显示作动器试验全过程的试验力、试验位移、作动器运动速度、各参数峰谷值等主要试验参数以及试验波形、控制波形、特性曲线等图形、各种试验数据、试验报告均可储存。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.疲劳试验系统，其特征在于：包括试验主机（1）、伺服油源（2）、冷却模块（3）以及主控制模块（7）；
所述冷却模块（3）包括冷却塔主体（301），所述冷却塔主体（301）包括水泵电机组（302），所述冷却塔主体（301）一侧连接有两根与伺服油源（2）相对应的连接管路（303）；
所述主控制模块（7）包括工控机（701），所述工控机（701）设置有显示器（702），所述显示器（702）设置有控制器（703）；
所述试验主机（1）与伺服油源（2）之间分别连接有第一管路总成（4）、第二管路总成（5）以及第三管路总成（6）；
所述试验主机（1）与主控制模块（7）之间连接有第一连接导线（8），所述伺服油源（2）与主控制模块（7）之间连接有第二连接导线（9）。
2.根据权利要求1所述的疲劳试验系统，其特征在于：所述试验主机（1）包括主机框架、伺服直线作动器、试验工装、单通道伺服控制器以及计算机数据处理系统。
3.根据权利要求1所述的疲劳试验系统，其特征在于：所述第一胶管总成（4）和第二胶管总成（5）均包括胶管总成、对开法兰盘以及内六角螺钉。
4.根据权利要求1所述的疲劳试验系统，其特征在于：所述第三管路总成（6）包括胶管总成和接头。
5.根据权利要求1所述的疲劳试验系统，其特征在于：两根所述连接管路（303）远离冷却塔主体（301）的一端分别与伺服油源（2）的进油口和出油口固定连接。
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