YST45型电液伺服动静万能试验机通用油源的设计

　　0　引言

　　电液伺服动静万能试验机主要用于检测各种金属和非金属材料以及构件的动静态力学特性。它主要由主机、油源和控制系统三大部分构成。图1为电液伺服动静万能试验机外观图。

　　主机是双立柱框架式结构,包括作动器、液压夹头、电液伺服阀、传感器、横梁、升降缸等部分,是试验机的执行系统,放置和装夹试样,对其进行加载,测量力和位移并反馈给控制部分。油源是试验机的液压系统,为作动器系统提供具有恒定压力和流量的液压油,使作动器在力循环控制或位移循环控制之下给试样加载,达到静态测力或动态疲劳试验的目的。控制部分是试验机的操作和指挥中枢系统,向执行系统发出信号和指令,通过闭环控制系统控制整个试验过程,主要由伺服控制器、测量放大器、计算机、打印机及软件等组成。以下分别介绍其工作原理、结构和功能特点。

　　1　主要技术指标

　　(1)系统工作压力

　　在液压伺服系统中管路有沿程压力损失,弯头及连接处有局部压力损失,如果管路设计得当,系统的损失约为0·2~0·5MPa,在高压系统中这种损失相对来说比较小,系统工作压力可以近似为油泵的额定压力,本文介绍的内啮合齿轮泵的额定压力为21MPa。

　　(2)油源最大流量

　　根据作动器的振幅、频率和载荷的大小,可以计算出所需要的泵的最大流量,选择油泵时应选取流量稍大于计算值, YST45型油源所选泵的额定流量为45L/min,此即油源最大流量。

　　(3)电机额定功率

　　驱动油泵转动所需的功率为泵的输入功率,即电机所需功率,可按下式计算:

　　式中:N-输入功率(即电机所需功率, kW);

　　p-泵的额定工作压力(MPa);

　　Q-泵的额定流量(L/min);

　　η-泵的效率,取为0·8;

　　61·2是功率换算系数。

　　计算可得,N=19·3kW,据此选定相应的电机额定功率应为22kW。

　　2　系统组成及工作原理

　　(1)系统组成

　　图2所示为油源液压系统工作原理图。这个系统的最大特点是具有低压启动保护系统,防止油泵启动时产生的瞬时高压对系统造成的巨大冲击,延长系统的使用寿命,同时设有高温报警、最低液位报警、滤油器堵塞报警等报警系统,保证整个系统的工作可靠运行。图中油泵6是一个恒压、变量泵,它和电机14、粗滤油器2、单向阀7以及精滤油器8共同组成油源的液压油输入系统。安全阀10是一个先导式结构,滤油器8的作用是将经过它的液压油过滤,其过滤精度为3μm,使进入电液伺服阀的油液达到所需的清洁度,防止电液伺服阀被各种污染物堵塞,以保证其工作正常进行,并可延长其使用寿命。冷却器9是一个列管式水冷却器,从作动器流回的液压油温度较高,经过冷却器冷却后再流回油箱,使油箱内的温度不至太高,油箱上装有电接点温度表3,当温度超过其设定的最高值时(一般为50℃),会自动报警。油箱上还有其它相应的辅助装置,如液位继电器4,当液位低于其设定的最低值时自动报警,另外还有空气滤清器5、液位计1等。15为滤油器报警器, 16为压力表开关。