CN207396187U

CN207396187U - 一种大载荷试验机加载与测量的装置

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Publication number: CN207396187U
Application number: CN201721390920.4U
Authority: CN
Inventors: 刘杰
Original assignee: Beijing Fuli Tongda Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Fuli Tongda Technology Co Ltd
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2018-05-22
Anticipated expiration: 2027-10-25

Abstract

本实用新型提供了一种大载荷试验机加载与测量的装置，包括：大载荷加载装置，其与伺服控制***连接，包括伺服油源、试验机作动器、试验工装；还包括位移传感器及载荷传感器，位移传感器及载荷传感器与试验机作动器连接；伺服控制***包括伺服控制软件及控制器。该装置可实现大载荷试验机进行小吨位载荷试验，在不增加设备投资的情况下，使试验的测量精度及控制得到大大提升，大大拓宽了设备的应用范围。

Description

一种大载荷试验机加载与测量的装置

技术领域

本实用新型涉及大吨位试验机载荷试验领域，具体而言，涉及一种大载荷试验机进行小载荷试验的装置。

背景技术

一般情况下，不同加载吨位等级的试验机用于相应级别加载试验，这就是为什么有10吨，20吨，30吨，50吨，100吨各种规格试验机的原因。如果利用100吨的试验机做仅有几吨的加载试验，尽管也可以实施试验，但是试验的精度是无法满足要求的，俗称大马拉小车就是这个道理。

现在的试验机一般情况下根据试验机载荷的满量程通过分档的方式进行标定，常规按照1，2，5，10四个档位来标定和计量，1对应于满量程，2对应于满量程的50％，5对应于满量程的20，10对应于满量程的10％，还有的厂家出厂的设备有更多的分级标准，但是我们知道载荷传感器是有一定的线性度和重复性的技术指标的，线性度如果差一些，可以通过非线性补偿的方法来修正，但是重复性如果不行，分再多的档位也没有用。尤其是国内生产的载荷传感器，还没有一家某种型号的载荷传感器批量生产，均是以用户的订单为主来制定生产计划的，因此制造出来的传感器其材料特性没有得到充分的实效。传感器在使用时，如果温度或湿度发生任何变化，其都会对特性带来影响，尤其是在10％档位的变化影响最大，虽然还可以进行测量，但是试验数据通过计量发现并不具备应有的精度，也就是说试验不具备法定的效益。因此，如果用户确实需要利用大吨位的试验机进行小载荷试验，就必须探讨正确的试验方法。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种大载荷试验机加载与测量的装置，所述装置可以实现大载荷试验机进行小载荷试验的方法。

本实用新型的第二目的在于提供一种大载荷试验机加载与测量的方法，所述方法实现了大载荷试验机完成小载荷试验的精确测量及控制，可以在不增加设备投资的情况下，使设备应用的范围大大提高，实现了不同大小的载荷试验均可以满足试验技术要求及精度指标。

为了实现本实用新型的上述目的，特采用以下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种大载荷试验机加载与测量的装置，包括：

大载荷加载装置，其与伺服控制***连接，包括伺服油源、试验机作动器、试验工装；

伺服油源与试验机作动器及试验工装依次连接；

大载荷加载装置还包括位移传感器及载荷传感器，位移传感器及载荷传感器与试验机作动器连接；

伺服控制***包括伺服控制软件及控制器，控制器与位移传感器及载荷传感器连接，伺服控制软件安装在与控制器连接的上位机内。

通过上述装置构成，可以通过伺服油源输出动力，传递至试验机作动器，将试件安装在试验工装上，通过作动器对试验工装的加载完成试验机的伺服加载试验，伺服控制软件及控制器进行整体伺服加载试验的控制。

进一步地，载荷传感器设定为不同规格的载荷传感器。

根据试验机的具体情况，在做不同载荷的小吨位试验时，配置与具体试验载荷适合的载荷传感器。

进一步地，载荷传感器的规格为最大试验载荷的1.5-2倍。

在大载荷试验***做小载荷的试验过程中，所选择载荷传感器的量程须满足小载荷试验的加载需求，传感器量程一般为最大试验荷载的1.5-2倍，比如说试验的最大载荷为2吨，我们通常选配3吨的载荷传感器。

进一步地，试验工装设定为不同规格的试验工装。

当在用大载荷试验机进行小载荷试验时，虽然选用了不同规格的载荷传感器，但是还是要设计一套与原有大载荷传感器相匹配的试验工装，便于更换。

进一步地，位移传感器的测量量程控制在4000mm以上，工作速度控制在2500次/s以上。

位移传感器的测量量程直接关系着试验机作动器的运动行程；工作速度频率控制在2500次/s以上能够保证加载试验的测量精度。

进一步地，伺服控制***的位移控制精度控制在0.2％Fs以下。

伺服控制***的位移控制精度越高，对于小载荷试验过程中，试验机的作动器输出位移才能进行精确的把控，对于提高小载荷加载输出的控制精度。

进一步地，伺服控制***的位移加载控制速率为0～1.0mm/s。

由于位移加载控制速率为0～1.0mm/s，在这种加载速率较低情形下，增强了大载荷试验机荷载输出的稳定性。

对于本实用新型中提供的一种大载荷试验机加载与测量的装置，具有结构简单，操作方便，稳定性能高等特点，使大吨位的试验机能够进行小载荷的伺服加载控制，可有效提高试验精度。

除了提供一种大载荷试验机加载与测量的装置，本实施例还提供了采用所述大载荷试验机装置进行小载荷试验的加载与测量方法。包括如下步骤：

(A)根据不同的试验载荷配置适合的载荷传感器；

(B)设计与原有大载荷传感器相匹配的试验工装；

(C)分别对大载荷传感器及小载荷传感器进行计量，根据试验内容选择不同规格的传感器；

(D)通过大载荷试验机加载装置与伺服控制单元进行小载荷试验。

通过这样的改进，大载荷试验机也能够进行小载荷试验的加载与测量，试验结果的精度得到大大提升。为不同的试验载荷配备合适的载荷传感器，满足不同载荷的实际需求，采用相符合的载荷传感器进行测量，本身不受大载荷试验机及大载荷传感器的影响。

设计与原有大载荷传感器相匹配的试验工装，出发点在于，在进行加载试验时，需要对大载荷传感器及小载荷传感器分别计量，这就需要将大载荷传感器设置于与其相匹配的试验工装上；而小载荷传感器则设置于试验试件上，满足分别计量的实际需求。

分别对载荷传感器进行计量，根据试验内容选择不同规格的传感器。该步骤的主要目的在于，对于不同内容的载荷试验，初步确定试验所需要的载荷传感器的量程范围，针对性的选取小载荷传感器，为提高试验精度及控制提供了装置保障。

通过大载荷试验机加载装置与伺服控制单元，在有效控制精度的前提下进行试验，使设备应用的范围得到很大的提高。

进一步地，伺服控制软件对试验载荷、位移及伺服油源输出的最高试验压力分别进行限位值的设定。在试验过程中，要根据不同的试验环境做好保护措施，上述各项参数的限定也是在一定程度上对设备及试件的保护，防止出现试件承受的载荷过大而变形损坏，或者试验机设备发生故障等事故。

进一步地，当试验载荷、位移及伺服油源输出的最高试验压力到达限位值时，控制器触发联锁，试验停止，试验装置停机。

试验装置的停机可以有效保护试验过程的各组件，提高大载荷试验机加载与测量方法的安全性能。

本实用新型实施例提供的进行大载荷试验机加载与测量的方法，在实现上述的有益效果同时，还可以精确地对刚度不同的试件，利用位移控制方式进行加载试验；可以实现试件刚度的全过程控制，且不需要增加额外的计量设备；可以实现结构试验采用位移控制方式进行的拟动力试验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例1中的大载荷试验机加载与测量装置的结构示意图；

附图标记：

1-伺服油源； 2-试验机作动器；

3-试验工装； 4-伺服控制***；

5-位移传感器； 6-小载荷传感器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

大载荷试验机加载与测量装置的具体运行过程如下：

将大载荷加载装置的伺服油源1、试验机作动器2及试验工装3依次组装好，并将伺服控制***4与大载荷试验机连接。将大载荷试验机的大载荷传感器与试验工装3连接，位移传感器5及小载荷传感器6与试验机作动器连接，伺服控制软件安装在与控制器连接的上位机内。大载荷试验机的加载吨位等级为100吨，试件的最大试验载荷为10吨，所选载荷传感器的最大量程为20吨，试验工装与100吨载荷传感器相匹配。

位移传感器的测量量程为4500mm，工作速度控制在3000次/s；伺服控制***的位移控制精度控制在0.15％Fs；位移加载控制速率为0.5mm/s。

伺服控制软件对试验载荷的最高限位值为35吨，位移限位值为2000mm，伺服油源输出的最高试验压力为10MPa，当试验过程中，超过上述各参数的限制后，试验机停机保护，具体结构如图1所示。

实施例2

大载荷试验机加载与测量装置的具体运行过程如下：

将大载荷加载装置的伺服油源、试验机作动器及试验工装依次组装好，并将伺服控制***与大载荷试验机连接。将大载荷试验机的载荷传感器与试验工装连接，位移传感器及小载荷传感器与试验机作动器连接，伺服控制软件安装在与控制器连接的上位机内。大载荷试验机的加载吨位等级为50吨，试件的最大试验载荷为5吨，所选载荷传感器的最大量程为8吨，试验工装与50吨载荷传感器相匹配。

位移传感器的测量量程为4200mm，工作速度控制在2800次/s；伺服控制***的位移控制精度控制在0.1％Fs；位移加载控制速率为0.3mm/s。

伺服控制软件对试验载荷的最高限位值为15吨，位移限位值为1000mm，伺服油源输出的最高试验压力为5MPa，当试验过程中，超过上述各参数的限制后，试验机停机保护。

实施例3

大载荷试验机加载与测量装置的具体运行过程如下：

将大载荷加载装置的伺服油源、试验机作动器及试验工装依次组装好，并将伺服控制***与大载荷试验机连接。将大载荷试验机的载荷传感器与试验工装连接，位移传感器及小载荷传感器与试验机作动器连接，伺服控制软件安装在与控制器连接的上位机内。大载荷试验机的加载吨位等级为150吨，试件的最大试验载荷为15吨，所选载荷传感器的最大量程为30吨，试验工装与150吨载荷传感器相匹配。

位移传感器的测量量程为4800mm，工作速度控制在3500次/s；伺服控制***的位移控制精度控制在0.08％Fs；位移加载控制速率为0.8mm/s。

伺服控制软件对试验载荷的最高限位值为50吨，位移限位值为1500mm，伺服油源输出的最高试验压力为20MPa，当试验过程中，超过上述各参数的限制后，试验机停机保护。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本实用新型，然而应意识到，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本实用新型范围内的所有这些变化和修改。

Claims

1.一种大载荷试验机加载与测量的装置，其特征在于，包括：

大载荷加载装置，所述大载荷加载装置与伺服控制***连接，所述大载荷加载装置包括伺服油源、试验机作动器、试验工装；

所述伺服油源与所述试验机作动器及所述试验工装依次连接；

所述大载荷加载装置还包括位移传感器及载荷传感器，所述位移传感器及载荷传感器与所述试验机作动器连接；

所述伺服控制***包括伺服控制软件及控制器，所述控制器与所述位移传感器及载荷传感器连接，所述伺服控制软件安装在与控制器连接的上位机内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述载荷传感器设定为不同规格的载荷传感器。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述载荷传感器的规格为最大试验载荷的1.5-2倍。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述试验工装设定为不同规格的试验工装。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位移传感器的测量量程控制在4000mm以上。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位移传感器的工作速度控制在2500次/s以上。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伺服控制***的位移控制精度控制在0.2％Fs以下。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伺服控制***的位移加载控制速率为0～1.0mm/s。