電液伺服壓剪試驗(yàn)機(jī)

YAW-J系列微機(jī)控制電液伺服壓剪試驗(yàn)機(jī)采用油缸下置式、四立柱結(jié)構(gòu)，機(jī)架剛度強(qiáng)度高，變形小，滿足公路、鐵路梁板式、盆式、球型支座的檢測(cè)要求，試驗(yàn)空間無級(jí)可調(diào)，方便不同高度的試驗(yàn)要求。

本方案以如下標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行企劃：

1.制造標(biāo)準(zhǔn)

1) GB/T16826-2008 《電液伺服試驗(yàn)機(jī)》

2) GB/T2611-2007  《試驗(yàn)機(jī)通用技術(shù)要求》

3) JJG139-2014    《拉力、壓力和試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》

2.試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

1) JT/T4-2019      《公路橋梁板式橡膠支座》

2) JT391-2019      《公路橋梁盆式支座》

3) GB/T17955-2009  《橋梁球型支座》

4) TB/T2331-2013   《鐵路橋梁盆式支座》

5) TB/T3320-2013   《鐵路橋梁球型支座》

6) GB20688.1-2007  《橡膠支座第1部分：隔震支座試驗(yàn)方法》

7) GB20688.4-2007  《橡膠支座第四部分：普通橡膠支座》 

8）JT/T822-2011    《公路橋梁鉛芯隔震橡膠支座》 

9) JT/T842-2012    《公路橋梁高阻尼隔震橡膠支座》

10)TB/T2331-2020    《鐵路橋梁橡膠支座》

一、產(chǎn)品使用范圍

1.本機(jī)用于檢測(cè)公路、鐵路橋梁橡膠支座的成品力學(xué)性能試驗(yàn)。可分別進(jìn)行：

1）板式支座

1) 抗壓彈性模量試驗(yàn)

2) 極限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

3) 抗剪彈性模量試驗(yàn)

4) 抗剪粘接性能試驗(yàn)

5) 抗剪老化試驗(yàn)

6) 摩擦系數(shù)試驗(yàn)

7) 容許轉(zhuǎn)角試驗(yàn)

2）盆式支座

1) 成品支座豎向承載力試驗(yàn)

2) 成品支座摩擦系數(shù)試驗(yàn)

3) 成品支座轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)

3）球型鋼支座

1) 豎向承載力試驗(yàn)

2) 支座摩擦因數(shù)試驗(yàn)

3) 支座轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的測(cè)定

4) 水平承載力試驗(yàn)

2．本產(chǎn)品還能進(jìn)行鉛芯、高阻尼、建筑支座的隔震豎向剛度試驗(yàn)。

二、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

YAW-J系列微機(jī)控制電液伺服壓剪試驗(yàn)機(jī)采用油缸下置式、四立柱結(jié)構(gòu)，機(jī)架剛度強(qiáng)度高，變形小，滿足公路、鐵路橋梁板式、盆式、球型支座的檢測(cè)要求，試驗(yàn)空間無級(jí)可調(diào)，方便不同高度的試驗(yàn)需求。采用自主研發(fā)并專有多通道閉環(huán)協(xié)調(diào)加載電液伺服控制系統(tǒng)，微機(jī)控制協(xié)調(diào)多級(jí)液壓加載、連續(xù)加荷平穩(wěn)、多級(jí)試驗(yàn)力保持、自動(dòng)保載、自動(dòng)采集并儲(chǔ)存數(shù)據(jù)、繪制曲線，自動(dòng)打印試驗(yàn)報(bào)告，計(jì)算機(jī)適時(shí)控制試驗(yàn)進(jìn)程、顯示試驗(yàn)力及試驗(yàn)曲線、操作簡(jiǎn)單可靠。

三、YAW-J系列微機(jī)控制電液伺服壓剪試驗(yàn)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

以5000kN為例說明

1．垂向加載部分

1) 試驗(yàn)力：5000kN；

2) 試驗(yàn)力測(cè)量范圍：0.4%-99%F.S（20~5000kN）；

3) 試驗(yàn)力測(cè)量精度：試驗(yàn)力示值的±1%；

4) 油缸空載位移速度：0-50mm/min；

5) 油缸行程：200mm；

6) 位移測(cè)量精度：±1.0%Fs；

7) 變形測(cè)量分度值（mm）：0.001(垂向變形)， 0.001(徑向變形)；

8) 變形測(cè)量：四只光柵式數(shù)字位移傳感器測(cè)量試樣垂向變形；

四只光柵式數(shù)字位移傳感器測(cè)量試樣徑向變形；

9) 變形測(cè)量范圍：0～30mm（垂向變形）、0～10mm（徑向變形）；

10) 試驗(yàn)調(diào)整空間：0～1000mm；

11) 試驗(yàn)空間：1000mm；

12) 上壓板尺寸：820mm×820mm×150mm；

13) 小車壓板尺寸：820mm×820mm×150mm；

14)  橫梁升降速度：200mm/min；

15)  等速試驗(yàn)力控制范圍：0.5kN/s～25kN/s（控制精度1%）；

16) 等速位移控制范圍：0.5 mm /min～50 mm /min；

17) 數(shù)據(jù)處理：計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)（試驗(yàn)力、位移）圖形采集處理等；

18) 測(cè)力方式：采用高精度離子束濺射薄膜壓力傳感器測(cè)力；

19) 采用低阻尼組合式密封元件，試驗(yàn)力保持穩(wěn)定可靠

20) 控制方式：液壓加載，電液伺服閉環(huán)控制，屏幕顯示。

2．橫向剪切部分

1) 試驗(yàn)力：1000kN；

2) 試驗(yàn)力測(cè)量范圍：1%-99%F.S.（10 kN～1000 kN）；

3) 試驗(yàn)力準(zhǔn)確度：≤±1%；

4) 采用單出桿雙作用活塞缸，活塞行程200mm；

5) 工作活塞推進(jìn)速度：0～60mm/min；

6) 變形測(cè)量范圍：0～150mm；

7) 位移測(cè)量范圍：0～200mm；

8) 變形測(cè)量精度：±0.5%FS；

9) 位移測(cè)量精度：±1.0%Fs；

10) 變形測(cè)量分度值：0.01mm；

11) 位移及變形測(cè)量：兩只光柵式數(shù)字位移傳感器測(cè)量試樣的剪切變形；

12) 測(cè)力方式：高精度負(fù)荷傳感器測(cè)力；

13) 水平剪切裝置進(jìn)退：電機(jī)驅(qū)動(dòng)；

14) 水平剪切裝置升降：浮動(dòng)液壓缸調(diào)整；

15) 負(fù)荷保持功能：高精度進(jìn)口伺服閥負(fù)荷保持，進(jìn)行橫向剪切力的多級(jí)控制；

16) 采用進(jìn)口的組合式密封元件，試驗(yàn)力保持穩(wěn)定可靠。

17) 控制方式：液壓加載，電液伺服閉環(huán)控制，高精度負(fù)荷傳感器測(cè)量，屏幕顯示。

3．轉(zhuǎn)角部分

1) 轉(zhuǎn)角頂出力：300kN；

2) 試驗(yàn)力測(cè)量范圍：2%～99%F.S （6kN～300kN）；

3) 試驗(yàn)力準(zhǔn)確度：≤±1%；

4) 測(cè)力方式：高精度負(fù)荷傳感器測(cè)力；

5) 變形測(cè)量：四只光柵式數(shù)字位移傳感器測(cè)量試樣的翻轉(zhuǎn)變形；

6) 變形測(cè)量范圍：0～30mm；

7) 變形測(cè)量分度值：0.001mm；

8) 變形測(cè)量精度：±0.5%FS；

9) 工作活塞行程：150mm；

10) 工作活塞移動(dòng)速度：0～60mm；

11) 位移測(cè)量范圍：0～150mm；

12) 位移測(cè)量精度：優(yōu)于±1.0%Fs；

13) 負(fù)荷保持功能：高精度進(jìn)口伺服閥負(fù)荷保持，進(jìn)行轉(zhuǎn)角力的多級(jí)控制；

14) 采用進(jìn)口的組合式密封元件，試驗(yàn)力保持穩(wěn)定可靠。

15) 控制方式：液壓加載，電液伺服閉環(huán)控制，高精度負(fù)荷傳感器測(cè)量，屏幕顯示。

四、性能特點(diǎn)

1．垂向系統(tǒng)

1) 采用下置式柱塞油缸、四絲杠框架式主機(jī)，試驗(yàn)空間無級(jí)可調(diào)，方便不同高度的試驗(yàn)需求。整機(jī)剛度高，變形量小，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。

2) 底座、橫梁采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，材料選用ZG310-570，其結(jié)構(gòu)布筋分布合理，工件剛度大，外型美觀大方，保證整個(gè)零件安全可靠性；

3) 橫梁為可移動(dòng)式，能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)空間的無級(jí)調(diào)整，調(diào)整空間為0～1000mm。除了滿足橡膠支座的試驗(yàn)外，還能做一些較大試樣的壓縮試驗(yàn)，較之油缸上置式固定橫梁的機(jī)型優(yōu)勢(shì)較大。

4) 絲杠采用45#優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，絲母為高標(biāo)號(hào)的球墨鑄鐵，既滿足了強(qiáng)度又提高了絲杠絲母的使用可靠性，絲杠絲母均采用高精度機(jī)床加工，經(jīng)過時(shí)效、調(diào)質(zhì)、定形等熱處理，確保工件的精度；

5) 油缸為柱塞式結(jié)構(gòu)，上升時(shí)用油壓推動(dòng)，下降靠自重落下，采用鑄造，且鑄后經(jīng)過高溫回火消除內(nèi)應(yīng)力處理，并由高精度機(jī)床加工確保精度，油缸內(nèi)孔最終工序?yàn)殓衲C(jī)精密加工而成，從而降低了油缸活塞的摩擦，提高試驗(yàn)機(jī)測(cè)量精度及使用壽命；

6) 油缸采用*的復(fù)合密封技術(shù)，密封件選用德國油控集團(tuán)進(jìn)口，并有間隙油膜和斯特封兩級(jí)密封，兩級(jí)密封之后設(shè)置間隙回油接管，返回油箱。此種密封方式，保證了油缸密封的可靠性，提高了測(cè)力精度和穩(wěn)定性，增加了油缸、活塞的使用壽命；另外柱塞式油缸，可以在不拆卸油缸的情況下更換密封件，方便以后的維修保養(yǎng)。

7) 活塞直徑500mm，由球鐵材料鑄造而成。活塞為整體實(shí)體，且直徑大，保證了其高壓桿穩(wěn)定性和較好的剛度。

8) 橫梁采用絲杠絲母組成螺旋副的方式升降。

9) 橫梁升降傳動(dòng)系統(tǒng)采用如下機(jī)構(gòu)：擺線針輪減速機(jī)帶動(dòng)雙軸輸出正反向帶動(dòng)鏈輪、鏈條，鏈條帶動(dòng)絲杠副傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)空間的無級(jí)調(diào)整。四絲杠兩根左旋，兩根右旋，特點(diǎn)為消除橫梁升降對(duì)絲杠起動(dòng)扭矩的影響；

10) 整機(jī)高度3500mm，底座油缸沉于基礎(chǔ)坑內(nèi)600mm，地面以上只有2900mm，對(duì)實(shí)驗(yàn)室高度要求降低。送料小車及剪切裝置小車共用一導(dǎo)軌，裝卸試樣方便快捷；

11) 在送料下車（即下壓板）與主油缸活塞之間裝有工作臺(tái)，增加了下壓板的受力強(qiáng)度。在工作臺(tái)上裝有導(dǎo)向柱，避免活塞在試驗(yàn)過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)，使試驗(yàn)力值更加準(zhǔn)確；

12) 垂向力值采用0.1級(jí)離子束濺射薄膜壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量。該傳感器應(yīng)用*的離子束濺射和離子束刻蝕工藝，將應(yīng)變電橋直接制作在金屬濺壓膜片上，顯著改善了普通負(fù)荷傳感器粘貼工藝帶來的長(zhǎng)期不穩(wěn)定性和蠕變特性。被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的金屬膜片，使之產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的變形，應(yīng)變電橋把這一變形量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于這一壓力的電信號(hào)，從而測(cè)出力值大小。該傳感器體積小、精度高，并能耐高溫、高壓，且具有很高的抗過載能力。

2．橫向剪切系統(tǒng)

1) 剪切系統(tǒng)由剪切油缸、前后橫梁、兩側(cè)拉杠、剪切中間抽板、上下摩擦板、頂塊、連接銷、剪切小車等組成。采用雙作用伺服缸施加試驗(yàn)力，由剪切小車支撐，浮動(dòng)油缸調(diào)整橫向剪切的水平位置，小車電動(dòng)行走裝置配帶電磁離合器，調(diào)整剪切裝置的前后位置。剪切小車升降調(diào)整加載裝置水平位置，保證剪切力值的準(zhǔn)確性，提高檢測(cè)精度。

2) 雙作用伺服油缸、連接拉杠、摩擦板、剪切小車、浮動(dòng)油缸和導(dǎo)軌等構(gòu)成橫向主系統(tǒng)；

3) 剪切小車由滾輪、伺服浮動(dòng)油缸、導(dǎo)向柱、行走電機(jī)及離合裝置等組成；

4) 剪切小車的前進(jìn)、后退電動(dòng)實(shí)現(xiàn)，不必手動(dòng)推動(dòng)，并配有電磁離合器。行走時(shí)離合器帶電吸合，剪切試驗(yàn)開始后，離合器失電松開。試驗(yàn)時(shí)小車會(huì)跟隨橡膠支座的剪切變形移動(dòng)，此時(shí)需要把小車移動(dòng)的阻力降到，即移動(dòng)時(shí)不受行走電機(jī)的制約，使抗剪試驗(yàn)的結(jié)果更具準(zhǔn)確性；

5) 剪切加載裝置的水平位置由剪切小車攜帶的伺服浮動(dòng)油缸來調(diào)整，伺服浮動(dòng)缸自動(dòng)調(diào)節(jié)剪切油缸水平位置，保證負(fù)荷傳感器的軸心和中間剪切抽板的對(duì)稱軸線重合，確保試樣水平軸向力的準(zhǔn)確；

6) 剪切油缸為單出桿雙作用伺服油缸，使用進(jìn)口格萊圈、斯特封和防塵圈等密封，密封性好，使用壽命長(zhǎng)，安全系數(shù)高；

7) 剪切力值采用高精度負(fù)荷傳感器直接測(cè)力，精度0.3級(jí)，量程1000kN，能承受較大過載載荷，使用壽命較長(zhǎng)；

8) 負(fù)荷傳感器與活塞桿之間鏈接，保證了橫向剪切力的準(zhǔn)確；

9) 用兩支光柵式位移傳感器測(cè)量橡膠支座的剪切變形，傳感器頂桿與中間抽板接觸，分布于抽板兩端，準(zhǔn)確測(cè)量橡膠支座剪切變形；

10) 配備兩塊不銹鋼板，平面度和光潔度好，滿足摩擦系數(shù)試驗(yàn)的要求。

2．轉(zhuǎn)角系統(tǒng)

1) 轉(zhuǎn)角系統(tǒng)采用雙作用伺服油缸施加力，并固定在垂向主機(jī)的底座上。

2) 雙作用伺服油缸、轉(zhuǎn)角板、球面桿和支承座等構(gòu)成轉(zhuǎn)角主系統(tǒng)；

3) 轉(zhuǎn)角油缸為單出桿雙作用伺服油缸，使用進(jìn)口格萊圈、斯特封和防塵圈等密封，密封性好，使用壽命長(zhǎng)，安全系數(shù)高；

4) 轉(zhuǎn)角力值采用高精度負(fù)荷傳感器直接測(cè)力，精度0.3級(jí)，量程300kN，能承受較大過載載荷，使用壽命較長(zhǎng)；

5) 采用四支光柵式位移傳感器測(cè)量橡膠支座的轉(zhuǎn)角變形；

6) 負(fù)荷傳感器與活塞桿之間通過球頭球座組成球鉸連接（球鉸連接可自由對(duì)中，確保轉(zhuǎn)角垂向力的準(zhǔn)確性）；

7) 根據(jù)不同大小的試樣，可以更換球面桿的長(zhǎng)短附具，以滿足不同試件厚度的試驗(yàn)要求。

五、安裝要求：

1. 設(shè)備有效占地面積：5000*3500mm(長(zhǎng)×寬）

2. 設(shè)備總高度：3500，沉入基礎(chǔ)坑600mm，地面以上高度約為：2900mm；

3. 需方須按照所給基礎(chǔ)圖施工，滿足所提技術(shù)要求；

4. 安裝2噸以上行車，以便裝卸日常試驗(yàn)用附具，如剪切板、轉(zhuǎn)角板等，最重附具轉(zhuǎn)角板，重量1噸。行車可以是簡(jiǎn)易起吊裝置。

5. 需方自備冷卻水箱或水池，可容2m³水。冷卻器和潛水泵試驗(yàn)機(jī)自帶，貴方等試驗(yàn)機(jī)到位后根據(jù)具體位置和距離再配置水管。

6. 實(shí)驗(yàn)室配備三相五線制電源，電壓380V、50Hz，功率≥20kW。

7. 試驗(yàn)機(jī)就位時(shí)需要30噸以上汽車吊車，最重部件重約12噸。房間可以駛?cè)肫嚽夷苌炱鸬醣?，如條件不足，可以去掉房頂，汽車吊臂從外部伸入。