一、產(chǎn)品概述
1.設(shè)備簡(jiǎn)介
單自由度液壓抗震模擬振動(dòng)臺(tái)在垂直方向布有作動(dòng)缸。主要用于模擬抗震仿真試驗(yàn)。該系統(tǒng)推力大，能準(zhǔn)確模擬再現(xiàn)地震的振動(dòng)環(huán)境，從而可以評(píng)價(jià)產(chǎn)品的抗震性能。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，滿足用戶所要求的性能指標(biāo)，可按照客戶的需求，安裝在地基上，或安裝于可移動(dòng)的質(zhì)量塊上。
根據(jù)一定的理論試驗(yàn)檢測(cè)及測(cè)定方法，對(duì)整車施加在真實(shí)有效的工況下的載荷進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析處理，得到對(duì)應(yīng)的載荷頻譜；有效進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，對(duì)此載荷頻譜通過(guò)該設(shè)備進(jìn)行正常試驗(yàn)，測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際工況下承受的真實(shí)有效載荷結(jié)果相一直。
該試驗(yàn)裝置隸屬于地震抗震模擬振動(dòng)試系統(tǒng)，目的是能夠快速有效檢測(cè)出產(chǎn)品在地震中的抗震效果在振動(dòng)環(huán)境中所表現(xiàn)出來(lái)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)和數(shù)據(jù)。
該試驗(yàn)設(shè)備可提供0-15000kg的加載力，并能夠?qū)崿F(xiàn)加載力的PID閉環(huán)控制；
單軸振動(dòng)頻率可調(diào)范圍1~60Hz，可在電腦上自行設(shè)定；
可獨(dú)立控制，包括目標(biāo)零點(diǎn)控制和定位；
單作用最-大位移±120mm，控制精度1mm；
荷載最-大載重15000kg；
本試驗(yàn)臺(tái)屬于非標(biāo)專項(xiàng)設(shè)備，該技術(shù)方案詳細(xì)介紹了設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn)、主要性能參數(shù)指標(biāo)、控制原理及零部件組成等內(nèi)容，能夠讓客戶更好的了解本設(shè)備，并與其他產(chǎn)品進(jìn)行比較，以便更好地選擇符合技術(shù)要求和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。
二、主要技術(shù)指標(biāo)：
作動(dòng)缸數(shù)量：1套 系統(tǒng)具備可擴(kuò)展動(dòng)作缸能力，預(yù)留基礎(chǔ)、相關(guān)接口等
在前期設(shè)計(jì)時(shí)就要預(yù)留好后續(xù)需要擴(kuò)充必要功能基礎(chǔ)，需要加大液壓站、油源、加壓泵多預(yù)留出通道、軟件要提前預(yù)留出控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)也需要加大預(yù)留出需要的冷卻量、還有地基和T型槽貼地板等都需要預(yù)留出位置和余量。
振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面參考尺寸：長(zhǎng)3000mm寬3000mm
最-大荷載重量：≥15000kg
抗傾覆力矩：300kNm
臺(tái)面支撞型式：THK精密滾動(dòng)直線導(dǎo)軌支撐
作動(dòng)器推力：±250kN
作動(dòng)器行程：±120mm
最-高工作頻率：≥50HZ
活塞最-大速度：≥lm/s
最-大加速度：≥1.2g
伺服閥：Moog公司進(jìn)口同服閥
控制波形：正弦波、三角波、地震波 、隨即波
三、方案概述：
3.1技術(shù)方案概述：
WS-ZD-FB286VT01型單自由度液壓抗震模擬振動(dòng)臺(tái)采用多通道電液伺服協(xié)調(diào)控制技術(shù)，適用于對(duì)商用車輛、工程機(jī)械的整車系統(tǒng)進(jìn)行可靠性、耐久性、結(jié)構(gòu)安全性、行駛平順性等的試驗(yàn)研究。同時(shí)亦適用于對(duì)車架、車身骨架、車軸、車橋等主要承載部件進(jìn)行受力、振動(dòng)特性和可靠性、疲勞耐久性等動(dòng)靜態(tài)性能試驗(yàn)研究。通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)有效模擬車輛在實(shí)際作業(yè)中的各種實(shí)際工況、道路行駛模擬，測(cè)定車輛在各種工況下性能。方案集多通道電液伺服自動(dòng)控制、協(xié)調(diào)加載、道路模擬、自動(dòng)測(cè)量及數(shù)據(jù)處理為一體，以好的控制系統(tǒng)、控制技術(shù)為平臺(tái)，由試驗(yàn)機(jī)制造廠商直接策劃并負(fù)責(zé)技術(shù)的組織實(shí)施，具有專業(yè)性好、可靠性高、技術(shù)、易于升級(jí)等特點(diǎn)。
試驗(yàn)臺(tái)主要由主機(jī)（含泵站，四套垂直方向直線伺服作動(dòng)器，承載平臺(tái)、試驗(yàn)附具等）、控制系統(tǒng)、液壓模塊四部分組成。多通道系統(tǒng)控制原理框圖如圖1所示，每個(gè)通道控制框圖如圖2所示，試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)附圖見(jiàn)圖3.
3.2工作原理：垂直方向伺服直線作動(dòng)器 (200kN、二套)安裝在前段上，通過(guò)托盤(pán)對(duì)被測(cè)試件施加載荷。垂直方向作動(dòng)器(250kN)安裝在后端，通過(guò)托盤(pán)對(duì)試件施加載荷。作動(dòng)器垂直安裝在平臺(tái)上。一臺(tái)分油模塊用于將泵站輸出的液壓油分為四路路，驅(qū)動(dòng)各通道作動(dòng)器工作，并具有穩(wěn)壓和過(guò)濾功能。全數(shù)字四通道協(xié)調(diào)加載伺服控制器和相關(guān)試驗(yàn)軟件用于控制試驗(yàn)過(guò)程及輸出試驗(yàn)結(jié)果及報(bào)表。
3.2.1、主機(jī)：主機(jī)為平臺(tái)上固定垂直作動(dòng)器方式，工作空間可調(diào)整。四套作動(dòng)器通過(guò)底部法蘭剛性安裝在主機(jī)工作臺(tái)面上，工作臺(tái)面加工有T形槽，方便不同規(guī)格試件安裝，作動(dòng)器上部放置托盤(pán)，。工作臺(tái)為鑄造平臺(tái)，通過(guò)地腳螺栓固定在地基上，保證整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)穩(wěn)固可靠。
3.2.2、作動(dòng)器：伺服直線作動(dòng)器是加載系統(tǒng)的核心部件，系統(tǒng)通過(guò)作動(dòng)器對(duì)被測(cè)試件施加試驗(yàn)力。本系統(tǒng)共有200kN作動(dòng)器二套（垂向）、250kN作動(dòng)器一套（垂直）組成。
伺服直線作動(dòng)器由作動(dòng)器本體、伺服閥塊組、三維無(wú)間隙關(guān)節(jié)支座、流體連接件等部分組成。作動(dòng)器內(nèi)置LVDT位移傳感器用于測(cè)量試驗(yàn)位移，負(fù)荷傳感器采用美國(guó)世銓公司試驗(yàn)機(jī)專用動(dòng)態(tài)高精度負(fù)荷傳感器。伺服閥采用英國(guó)STAR公司試驗(yàn)機(jī)專用高響應(yīng)二級(jí)伺服閥。單元化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)的伺服直線作動(dòng)器具有低阻尼、高響應(yīng)、高壽命、大間隙的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)理念與國(guó)際試驗(yàn)機(jī)公司同類作動(dòng)器設(shè)計(jì)理念等同。作動(dòng)器的密封元件全部采用進(jìn)口德國(guó)作動(dòng)器專用高速密封元件。作動(dòng)器活塞桿的支撐打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用非金屬支撐、大間隙設(shè)計(jì)，具有高速不燒結(jié)自潤(rùn)滑的特點(diǎn)。伺服直線作動(dòng)器振幅極限位置設(shè)計(jì)液壓緩沖區(qū)，避免運(yùn)行失控對(duì)作動(dòng)器產(chǎn)生損傷。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
a) 作動(dòng)器與試樣連接采用消隙裝置，力值自動(dòng)定心，減小側(cè)向力，降低高頻試驗(yàn)時(shí)的沖擊，改善試驗(yàn)波形。伺服直線作動(dòng)器兩端采用三維無(wú)間隙關(guān)節(jié)支座，最-大限度的減少來(lái)自被試件側(cè)向力對(duì)作動(dòng)器的損傷，關(guān)節(jié)支座結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，拆除后可以進(jìn)行前后法蘭連接，關(guān)節(jié)支座軸承間隙磨損后可調(diào)整，保證試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。結(jié)構(gòu)類似美國(guó)MTS公司249 Swivel Base。
b) 結(jié)構(gòu)型式：參照國(guó)際動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)公司的伺服直線作動(dòng)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用對(duì)稱四通伺服閥控對(duì)稱作動(dòng)器原理設(shè)計(jì)，雙出桿、雙作用。
c) 單元化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)的伺服直線作動(dòng)器具有低阻尼、高響應(yīng)、高壽命、大間隙設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)理念與MTS公司Series 244 Linear Actuators 等同。
伺服直線作動(dòng)器外置國(guó)產(chǎn)試驗(yàn)機(jī)專用高響應(yīng)兩級(jí)電液伺伺服閥。伺服直線作動(dòng)器活塞桿的支撐打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用非金屬支撐、大間隙設(shè)計(jì)、高抗側(cè)向力，具有高速
a) 不燒結(jié)自潤(rùn)滑的特點(diǎn)。多級(jí)柔支撐組合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，起動(dòng)壓力小于0.3MPa，無(wú)爬行現(xiàn)象。
b) 組合密封，高壓密封，低壓密封及間隙回管，油缸總成作到無(wú)滲漏油。組合密封結(jié)構(gòu)具有良好的互換性，方便維修。
c) 位移傳感器采用美國(guó)Schaevitz公司LVDT（線性可變差動(dòng)變壓器位移傳感器），特點(diǎn)：具有無(wú)摩擦運(yùn)動(dòng)和真正的無(wú)限分辨率。精度高，可靠性高，位移傳感器內(nèi)置于活塞桿內(nèi)，運(yùn)動(dòng)靈活不受外來(lái)干擾。
d) 作動(dòng)器活塞采用整體式活塞，特殊熱處理工藝，活塞桿簡(jiǎn)采用超精加工，表面鍍鉻拋光達(dá)Rα0.4u，保證作動(dòng)器高可靠性。
e) 伺服直線作動(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。
3.2.3、分油模塊：用于將泵站液壓油分配給四套作動(dòng)器。模塊通道數(shù)量：4；最-大流量400L/min，模塊配置過(guò)濾精度3u高壓濾油器、蓄能器等元件，進(jìn)一步提高各伺服控制通道之間的協(xié)調(diào)能力并保證各通道的獨(dú)立安全可靠工作。
試驗(yàn)臺(tái)使用原有恒壓伺服泵站，因此試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程中過(guò)載保護(hù)、試驗(yàn)次數(shù)設(shè)定停止保護(hù)、試樣破壞停機(jī)保護(hù)、緊急停止保護(hù)等多種保護(hù)功能通過(guò)分油模塊完成。
3.2.4.參考標(biāo)準(zhǔn)
一般符合客戶定制標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的供貨和服務(wù)符合相應(yīng)行業(yè)的規(guī)定，或符合同等的安全要求。
ISO (國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)
IEC (國(guó)際電工學(xué)會(huì))
GB (中華人民共和國(guó)國(guó)標(biāo))
客戶標(biāo)準(zhǔn)：客戶定制（電液伺服振動(dòng)試驗(yàn)）；
四、適用范圍及其他參考標(biāo)準(zhǔn)；
1、GB 50868-2013 建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)
2、GB 50007-2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范
3、JGJ 8-2016 建筑變形測(cè)量規(guī)范
4、EN 10305-4 精密鋼管交貨技術(shù)條件第四部分液壓氣動(dòng)系統(tǒng)用冷拉無(wú)縫鋼管
5、DIN 2391 精密無(wú)縫鋼管交貨技術(shù)條件
6、DIN 4150 Structural vibration
7、DIN 876/III planed / milled
8、DIN EN ISO 3740:2001 Acoustics. Determination of sound power levels of noise sources. Guidelines for the use of basic standards
9、ISO 2631 Mechanical vibration and shock -- Evaluation of human exposure to whole-body vibration
10、IEC 61010-1 測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求
11、IEC 60364-1 低壓電氣安裝標(biāo)準(zhǔn)
12、GB/T 786.1-2009 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及元件圖形符號(hào)和回路圖
一部分：用于常規(guī)用途和圖形處理的圖形符號(hào)
13、GB/T 3766-2001 液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件
14、GB 5226.1-2008 機(jī)械電氣安全 機(jī)械電氣設(shè)備
一部分：通用技術(shù)條件
15、GB/T 7935-2005 液壓元件通用技術(shù)條件
16、GB 11118.1-2011 液壓油
17、GB/T 14039-2002 液壓傳動(dòng) 油液 固體顆粒污染等級(jí)代號(hào)
18、GB 19517-2009 國(guó)家電氣設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范
19、GB/Z 19848-2005 液壓元件從制造到安裝達(dá)到和控制清潔度的指南
20、GB/T 20421-2006 液壓馬達(dá)特性的測(cè)定
21、GB/T 23253-2009 液壓傳動(dòng) 電控液壓泵 性能試驗(yàn)方法
