一、概述。

“PWS-25型電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)"由主機(jī)、泵站、德國(guó)DOLI公司EDCi50全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)、靜音伺服泵站、試驗(yàn)附具以及管路系統(tǒng)，液壓油制冷機(jī)等組成，主要用于各類非金屬材料的低周疲勞、高周疲勞等和構(gòu)件在室溫狀態(tài)下的壓縮動(dòng)態(tài)載荷下的疲勞特性、疲勞壽命；配備夾具后， 可進(jìn)行正弦載荷下的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、薄板材拉伸試驗(yàn)、厚板材拉伸試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)、彎扭復(fù)合疲勞試驗(yàn)、交互彎曲疲勞試驗(yàn)。

系統(tǒng)采用全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)，可靠性高、性能穩(wěn)定。

試驗(yàn)臺(tái)的主要技術(shù)單元包括：

l 25kN高剛度主機(jī)系統(tǒng)：1套；

l ±25kN高頻伺服作動(dòng)器：1套；

l 18L/min、21Mpa節(jié)能伺服泵站系統(tǒng)（自帶風(fēng)冷系統(tǒng)）：1套；

l 德國(guó)DOLI全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等：1套；

l 計(jì)算機(jī)、打印機(jī)：1套；

l 試驗(yàn)附具、配套工具、備品配件等：1套。

二、試驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)描述。

設(shè)備的基本構(gòu)成與布局如圖1。系統(tǒng)以電液伺服動(dòng)靜態(tài)加載技術(shù)為核心，配置相關(guān)的傳感器、試驗(yàn)工裝等單元進(jìn)行技術(shù)實(shí)現(xiàn)。由25kN高強(qiáng)主機(jī)系統(tǒng)、18L/min恒壓伺服泵站、以及控制系統(tǒng)三個(gè)基本單元組成。占地面積如圖2。

圖2 系統(tǒng)正視圖與占地面積圖

l 泵站：650mm×800mm;

l 主機(jī)：1000mm×1000mm;

l 泵站：820mm×1100mm;

l 總占地：如圖2，不贅述。

1、主機(jī)系統(tǒng)。

1.1、50kN高強(qiáng)、高剛度主機(jī)框架。

l 兩立柱，伺服作動(dòng)器下置結(jié)構(gòu)。外形與配套如圖3，關(guān)鍵尺寸與結(jié)構(gòu)如圖4。

l 立柱加強(qiáng)、加壯設(shè)計(jì)：表面鍍硬鉻，中心距不小于600mm；

l 橫梁：液壓升降、液壓鎖緊。液壓缸調(diào)整試驗(yàn)空間，總體可承載的最大試驗(yàn)力不小于±25kN；

    l 橫梁底部中心配置高精度力傳感器。

? 上試驗(yàn)工裝安裝于傳感器下部；

? 作動(dòng)器高頻運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器測(cè)力不受動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)慣量影響。

l 垂向試驗(yàn)空間調(diào)整：作動(dòng)器處于中位，可調(diào)整的垂向最大試驗(yàn)空間0-500mm

l 升降油缸：2套，柱塞式油缸，立柱兩側(cè)對(duì)稱安裝；

l 橫梁控制液壓閥組：用于液壓控制上橫梁上升/下降、夾緊/松開(kāi)，包括減壓閥、電磁換向閥等液壓元器件；

? 所有液壓接頭、密封件選用進(jìn)口產(chǎn)品（美國(guó)Park）。

? 液壓件采用美國(guó)伊頓公司產(chǎn)品；

l 整機(jī)前部帶防護(hù)罩：

? 防護(hù)罩為前開(kāi)門結(jié)構(gòu)，更換試樣與工裝方便。

? 防護(hù)罩透明設(shè)計(jì)，安全美觀。

? 防護(hù)罩未關(guān)閉，設(shè)備不能啟動(dòng)，設(shè)備操作安全。

l 主機(jī)前部配操作按鈕盒用于控制橫梁升降與夾緊，操作高度復(fù)合人機(jī)工程設(shè)計(jì)原理。

? 操作盒配置急停按鈕；

? 急停按鈕為蘑菇頭自鎖式按鈕，帶安全鎖；

? 急停按鈕帶防護(hù)罩，防止試驗(yàn)過(guò)程中誤觸碰。

l 主機(jī)底部帶加厚底板控制整機(jī)動(dòng)態(tài)模態(tài)：

? 底部配置橡膠隔振減振器進(jìn)行振動(dòng)隔振；

? 整機(jī)安裝于穩(wěn)固的混凝土地面上。

? 甲方確保地面為穩(wěn)固的混凝土地面，交貨前1個(gè)月乙方提供地基方案圖；

l 總重量：約750kg;

? 作動(dòng)器處于中位時(shí)，試樣與試驗(yàn)工裝操作高度約：700mm;

? 操作高度符合人機(jī)工程原理，方便安全。

1.2、±25kN直線伺服作動(dòng)器  1套

l 置于主機(jī)橫梁平臺(tái)，下端蓋與主機(jī)橫梁一體加工。

l 最大靜態(tài)試驗(yàn)力：±25kN。

l 最大動(dòng)態(tài)試驗(yàn)力：±20kN。

l 作動(dòng)器有效行程：+/-50mm(總行程100mm);

l 雙出桿活塞結(jié)構(gòu)。密封方式：導(dǎo)向環(huán)+伺服密封環(huán)（全部進(jìn)口美國(guó)PARKER公司產(chǎn)品）。活塞桿鍍硬鉻，并采用本公司特殊工藝處理，作動(dòng)器工作可靠，*滲漏油現(xiàn)象。

l 作動(dòng)器內(nèi)置（美國(guó)進(jìn)口）位移傳感器，外置電液伺服閥。

l 作動(dòng)器振幅極限位置設(shè)計(jì)液壓緩沖區(qū)，避免運(yùn)行失控產(chǎn)生損傷；

1.3傳感器與伺服閥。

l 負(fù)荷傳感器：美國(guó)世銓公司產(chǎn)品，+/-25kN，過(guò)載能力200%。安裝于上橫梁，配自鎖緊裝置進(jìn)行最大負(fù)載下的預(yù)應(yīng)力瑣緊，出廠前，對(duì)傳感器標(biāo)定完畢。

l 位移傳感器：德國(guó)NOVO公司，進(jìn)口，+/-50mm，，內(nèi)置于作動(dòng)器活塞內(nèi)；出廠前，對(duì)傳感器標(biāo)定完畢。

l 電液伺服閥：航天609所，7Mpa壓差下，流量18L/min，壓力21MPa，集成安裝在作動(dòng)器上。

1.4 壓縮試驗(yàn)夾頭。一套；

l 直徑φ100mm;

l 可根據(jù)甲方需求更改壓盤尺寸；

l 提供附具接口圖紙；

2、液壓伺服泵站：節(jié)能靜音型。

泵站一體化設(shè)計(jì)：泵體、電氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)于一體，占地小，集成度高，節(jié)能高效。外形如右圖。

l 電機(jī)泵組：伺服電機(jī)+低噪音內(nèi)嚙合齒輪泵，整體噪音可控制在75Db以內(nèi)。

l 工作原理：以PLC為核心的控制器以壓力恒定為控制量，自動(dòng)進(jìn)行伺服電機(jī)的速度調(diào)整，從而完成液壓流量的自動(dòng)調(diào)整，以達(dá)到“按需供給"流量的需求。

l 伺服電機(jī)可根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要，進(jìn)行能量消耗的最佳匹配。高響應(yīng)的伺服控制系統(tǒng)，使得液壓系統(tǒng)的輸出功率與系統(tǒng)實(shí)際消耗相匹配，避免了高壓節(jié)流溢流能量的損失，相比普通電機(jī)驅(qū)動(dòng)定量泵的結(jié)構(gòu)形式可節(jié)省30%~60%。

l 節(jié)能的同時(shí)，可有效降低泵站的發(fā)熱量。發(fā)熱量的降低，可增加油路液壓密封件和液壓油的使用壽命。使得整體油源的使用和維護(hù)費(fèi)用明顯降低，符合當(dāng)前國(guó)際節(jié)能環(huán)保的要求。

l 最大流量18L/min，工作壓力21Mpa。

l 總功率7.5kW，380V,AC。

l 外形尺寸：1300mm×750mm×1200mm，總重量：約150kg.

l 泵站按標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造，技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定；全封閉包裝設(shè)計(jì)。

l 過(guò)濾系統(tǒng)：油泵吸油口，100μ；油源出口，過(guò)濾精度3μ；

l 油泵選用德國(guó)福伊特內(nèi)嚙合齒輪泵，該泵采用漸開(kāi)線內(nèi)嚙合齒輪嚙合傳動(dòng)，噪音低，具有優(yōu)良的耐久性和長(zhǎng)壽命；

l 伺服電機(jī)：意大利PHASE品牌伺服電機(jī)與控制系統(tǒng)。乙方成熟技術(shù)（年產(chǎn)量50-60臺(tái)套）。

l 全封閉標(biāo)準(zhǔn)伺服油箱，油箱容積按試驗(yàn)臺(tái)流量的4-6倍設(shè)計(jì)；具有溫度測(cè)量、空氣過(guò)濾裝置、油位顯示等功能；

l 系統(tǒng)配置風(fēng)冷機(jī)組進(jìn)行液壓油冷卻（無(wú)需額外添加其他裝置）。

l 配PARKER公司高壓軟管路系統(tǒng)連接作動(dòng)器與主機(jī)升降缸、夾緊。

4、控制系統(tǒng)：1套。

全套采用德國(guó)DOLI公司EDCi50全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)（全套德國(guó)進(jìn)口）。

4.1控制器主要配置組成：

l EDCi50主機(jī)站，1臺(tái)；

l 試驗(yàn)力信號(hào)調(diào)理單元，1套；

l 位移信號(hào)調(diào)理單元，1套；

l 伺服閥驅(qū)動(dòng)單元 1套；

l 信號(hào)發(fā)生器單元 1套；

l 液壓控制單元（泵站開(kāi)/停 高/低壓切換等），1套；

l 接插件系統(tǒng)：與伺服閥連接的接插件 1套；與傳感器連接的接插件 2套

4.2 EDCi50主要技術(shù)指標(biāo)。

l 主CPU采用AMD 520,133MHz處理器，控制CPU采用TI32位DSP處理器。

l 具備8個(gè)擴(kuò)展槽。

l 全數(shù)字閉環(huán)控制，可以任意采集信號(hào)進(jìn)行全數(shù)字PID控制。閉環(huán)控制頻率高達(dá)5kHz；

l 直接集成伺服閥驅(qū)動(dòng)單元（二三級(jí)伺服閥驅(qū)動(dòng)均可）；

l 內(nèi)置信號(hào)發(fā)生器頻率范圍：0.001-600Hz，頻率分辨率：0.001Hz；

l 控制方式：力、位移PID閉環(huán)控制，并可實(shí)現(xiàn)任意控制模式的平滑無(wú)擾切換；

l 系統(tǒng)具有傳感器標(biāo)定、清零等功能；

l 通過(guò)以太網(wǎng)卡與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通訊；

l 具備完善的液壓控制功能，如：控制泵站開(kāi)/停、高/低壓切換等；

l 提供多種接口板與各類傳感器及驅(qū)動(dòng)單元配套。

4.3軟件系統(tǒng)。

DynPack軟件系統(tǒng)，由德國(guó)DOLI公司開(kāi)發(fā)編制，與EDCi50控制系統(tǒng)配套使用。提供豐富的DLL文件庫(kù)供使用者進(jìn)行后續(xù)軟件開(kāi)發(fā)。本項(xiàng)目的提供的軟件系統(tǒng)以Doli公司基層軟件為平臺(tái)，進(jìn)行滿足減振器高速疲勞試驗(yàn)軟件的開(kāi)發(fā)。

l 基于Win10工作平臺(tái)開(kāi)發(fā)；

l 與EDCi50高度集成，通過(guò)以太網(wǎng)完成上下位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。

l 對(duì)于動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，可定義任意功能的試驗(yàn)波形組合，形成試驗(yàn)譜與試驗(yàn)過(guò)程，控制試驗(yàn)機(jī)完成各類復(fù)雜功能動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)。

l 數(shù)據(jù)采集、試驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、試驗(yàn)保護(hù)等各項(xiàng)功能均可以事件形式進(jìn)行編程設(shè)定，從而協(xié)助用戶完成各類復(fù)雜功能的試驗(yàn)操作。

l 軟件提供的快速疲勞試驗(yàn)功能，可大幅度提高常規(guī)疲勞試驗(yàn)效率。

l 軟件系統(tǒng)與EDC580配合，在控制試驗(yàn)系統(tǒng)工作的同時(shí)，繪制附合客戶要求的各類曲線繪制與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。完成各類試驗(yàn)管理、試驗(yàn)報(bào)告打印等功能。

l 控制波形：正弦波、三角波、方波、斜波、鋸齒波等，同時(shí)提供滿足減振器疲勞雙動(dòng)——波形疊加功能，如圖。

l 根據(jù)汽車減振器綜合性能測(cè)試要求，還提供如下技術(shù)模塊》

? 示功特性試驗(yàn)（阻力特性）：減振器在規(guī)定的行程和試驗(yàn)頻率下，兩端作相對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，繪制示功圖，自動(dòng)計(jì)算復(fù)原阻力與壓縮阻力。

? 速度特性試驗(yàn)：減振器在規(guī)定的行程和多種試驗(yàn)頻率下，兩端作相對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其阻力（F）與速度（V）的關(guān)系構(gòu)成速度特性。軟件自動(dòng)繪制F-V速度特性圖。

? 耐久性測(cè)試：任意設(shè)置疲勞試驗(yàn)次數(shù)，試驗(yàn)次數(shù)到，試驗(yàn)自動(dòng)停止。

? 摩擦力測(cè)試：減振器以≤0.005m/s的速度移動(dòng)，測(cè)定摩擦力。

? 根據(jù)需要，還可以進(jìn)行溫度特性測(cè)試。

? 提供試驗(yàn)報(bào)告。  

l 軟件同時(shí)針對(duì)GB/T13061-2017《商用車空氣懸架用空氣彈簧技術(shù)規(guī)范》提供空氣彈簧相關(guān)試驗(yàn)各類垂向靜、動(dòng)態(tài)剛度試驗(yàn)及疲勞試驗(yàn)分析模塊，  

l 系統(tǒng)具有完整的文件操作功能用于試驗(yàn)曲線、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存；同時(shí)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以ASCII碼、Excel格式進(jìn)行存儲(chǔ)，以便于用戶進(jìn)行二次數(shù)據(jù)處理；

l 可提供掃頻輸出功能；

l 軟件內(nèi)容較多，不贅述。

4.4、打印機(jī)與其他配套。

l 計(jì)算機(jī)1套，DELL/聯(lián)想品牌計(jì)算機(jī)，19" LCD 顯示器，Win10/Win7操作系統(tǒng)。

l HP A4激光打印機(jī)：1套；

l UPS：1套；

l 提供19吋機(jī)柜：控制系統(tǒng)上架安裝。

5、其他。

l 提供設(shè)備用全套軟管路系統(tǒng)：管路系統(tǒng)長(zhǎng)度2-4m,根據(jù)甲方試驗(yàn)室條件配置，管路品牌：美國(guó)PARKER;

l 提供泵站用備用濾芯：1套；

l 提供伺服閥沖洗閥套件：1套；

l 提供專用工具：1套；

三、系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)。

1、試驗(yàn)臺(tái)最大試驗(yàn)力：±25kN；最大動(dòng)態(tài)試驗(yàn)力：±20kN;

2、試驗(yàn)力示值精度：2%-100%FS范圍內(nèi)，各點(diǎn)均為±0.5%；

3、作動(dòng)器最大位移：±50mm,示值精度±0.2%FS;

4、控制系統(tǒng)：德國(guó)DOLI公司進(jìn)口EDCi50全數(shù)字液壓伺服控制器

l 試驗(yàn)力、位移零同步高速采集，確保各類彈性體動(dòng)剛度、示功參數(shù)的測(cè)試準(zhǔn)確。

l 高速控制頻率不低于5K;

l 信號(hào)發(fā)生器頻率等如前述。

l 位移控制、力控制兩個(gè)閉環(huán)控制回路，控制模式隨意切換。

5、軟件系統(tǒng)：

l 動(dòng)靜剛度、阻尼特征值等檢測(cè)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算；

l 各類曲線能實(shí)時(shí)顯示。

l 可顯示歷史數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)曲線，歷史數(shù)據(jù)可進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢：產(chǎn)品測(cè)試完成需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)存檔，并可實(shí)時(shí)顯示于歷史數(shù)據(jù)查詢、控制面板的測(cè)試記錄中。

l 設(shè)備所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可自動(dòng)存儲(chǔ)；

6、 試驗(yàn)頻率范圍：0.01-30Hz，頻率精度±0.5%；

7、系統(tǒng)幅頻特性如下表：正弦波，±20kN動(dòng)態(tài)滿載條件:

8、具備超載、超行程、控制超差、試驗(yàn)次數(shù)到等保護(hù)功能與自動(dòng)停機(jī)功能，另：

l 主機(jī)前部帶防護(hù)罩；

l 急停開(kāi)關(guān)帶防護(hù)罩；

l 泵站自帶超壓、超溫、濾油堵塞、液位低等保護(hù)功能。

l 甲方規(guī)劃的其他保護(hù)功能：電氣系統(tǒng)設(shè)有漏電保護(hù)、防過(guò)載保護(hù)裝置，機(jī)械傷害隱患部位張貼警示標(biāo)識(shí)

9、試驗(yàn)工裝：如前述，提供兩套，用于產(chǎn)品驗(yàn)收。

10、伺服泵站：

l 靜音節(jié)能型伺服泵站；

l 功率：AC,約7.5kW,380V,AC；

l 自帶風(fēng)冷機(jī)組用于泵站油液冷卻；

l 管路系統(tǒng)全套美國(guó)PARKER產(chǎn)品;

l 德國(guó)福伊特高壓泵，意大利PHASE伺服電機(jī);

12、整機(jī)噪音：不超過(guò)80Db;

13、其他：如前述；

四、主要元器件清單。

五、其他。

1、項(xiàng)目管理：項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)項(xiàng)目的計(jì)劃、生產(chǎn)和交貨。

2、項(xiàng)目設(shè)計(jì)評(píng)審：

• 如用戶和項(xiàng)目經(jīng)理認(rèn)為必要；

• 預(yù)期評(píng)審時(shí)間:1 天；

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)：本公司對(duì)所有的機(jī)械、電子和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)；

4、系統(tǒng)檢驗(yàn)：本公司在系統(tǒng)發(fā)運(yùn)前對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)、操作和標(biāo)定；

5、文檔：本公司提供進(jìn)口部件英文使用說(shuō)明書。其他為中文。取決于系統(tǒng)配置，所有文檔由以下部分或全部組成:

l 系統(tǒng)操作使用手冊(cè)。

l 系統(tǒng)控制器使用手冊(cè)。

l 系統(tǒng)軟件使用手冊(cè)。

l 裝箱單；

l 合格證；

6、預(yù)驗(yàn)收和檢查：在發(fā)貨以前，本公司將對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行最終檢查：

l 清點(diǎn)所有用戶購(gòu)買的內(nèi)容；

l 證實(shí)所有機(jī)械、電子和軟件的功能；

l 證實(shí)系統(tǒng)正確的空載運(yùn)行性能；

在發(fā)貨以前，如項(xiàng)目經(jīng)理或客戶認(rèn)為必要，將邀請(qǐng)用戶參見(jiàn)預(yù)驗(yàn)收和檢查。任何包含在預(yù)驗(yàn)收中的附加項(xiàng)目需在項(xiàng)目評(píng)審時(shí)經(jīng)用戶和項(xiàng)目經(jīng)理雙方認(rèn)可；

7、開(kāi)箱檢查：如有必要，服務(wù)工程師或代表將在系統(tǒng)部件拆箱和就位時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督。

8、安裝：我公司服務(wù)工程師將在用戶現(xiàn)場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安裝和功能檢查并對(duì)用戶提供培訓(xùn)。用戶提供試樣。

9、用戶現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收和檢查：本公司將與用戶共同在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)。驗(yàn)收內(nèi)容：

10、培訓(xùn)。

乙方收到甲方書面通知后，2日內(nèi)安排技術(shù)人員到達(dá)甲方現(xiàn)場(chǎng)。乙方技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)給予甲方正確的技術(shù)指導(dǎo)、培訓(xùn)，包括詳細(xì)解釋設(shè)備的技術(shù)性能，調(diào)試時(shí)間為7天，試生產(chǎn)時(shí)間為168小時(shí)。

11、保修與保養(yǎng)：在安裝后的12個(gè)月內(nèi)，提供免費(fèi)維護(hù)。在保修期內(nèi)，對(duì)所提供的所有部件免費(fèi)維修。