一、概述。

“PWS-25型電液伺服疲勞試驗機"由主機、泵站、德國DOLI公司EDCi50全數字伺服控制系統與軟件系統、靜音伺服泵站、試驗附具以及管路系統，液壓油制冷機等組成，主要用于各類非金屬材料的低周疲勞、高周疲勞等和構件在室溫狀態下的壓縮動態載荷下的疲勞特性、疲勞壽命；配備夾具后， 可進行正弦載荷下的三點彎曲試驗、四點彎曲試驗、薄板材拉伸試驗、厚板材拉伸試驗、扭轉疲勞試驗、彎扭復合疲勞試驗、交互彎曲疲勞試驗。

系統采用全數字伺服控制系統，可靠性高、性能穩定。

試驗臺的主要技術單元包括：

l 25kN高剛度主機系統：1套；

l ±25kN高頻伺服作動器：1套；

l 18L/min、21Mpa節能伺服泵站系統（自帶風冷系統）：1套；

l 德國DOLI全數字伺服控制系統、軟件系統等：1套；

l 計算機、打印機：1套；

l 試驗附具、配套工具、備品配件等：1套。

二、試驗系統技術描述。

設備的基本構成與布局如圖1。系統以電液伺服動靜態加載技術為核心，配置相關的傳感器、試驗工裝等單元進行技術實現。由25kN高強主機系統、18L/min恒壓伺服泵站、以及控制系統三個基本單元組成。占地面積如圖2。

圖2 系統正視圖與占地面積圖

l 泵站：650mm×800mm;

l 主機：1000mm×1000mm;

l 泵站：820mm×1100mm;

l 總占地：如圖2，不贅述。

1、主機系統。

1.1、50kN高強、高剛度主機框架。

l 兩立柱，伺服作動器下置結構。外形與配套如圖3，關鍵尺寸與結構如圖4。

l 立柱加強、加壯設計：表面鍍硬鉻，中心距不小于600mm；

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

    l 橫梁底部中心配置高精度力傳感器。

? 上試驗工裝安裝于傳感器下部；

? 作動器高頻運動時，傳感器測力不受動態運動慣量影響。

l 垂向試驗空間調整：作動器處于中位，可調整的垂向最大試驗空間0-500mm

l 升降油缸：2套，柱塞式油缸，立柱兩側對稱安裝；

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，包括減壓閥、電磁換向閥等液壓元器件；

? 所有液壓接頭、密封件選用進口產品（美國Park）。

? 液壓件采用美國伊頓公司產品；

l 整機前部帶防護罩：

? 防護罩為前開門結構，更換試樣與工裝方便。

? 防護罩透明設計，安全美觀。

? 防護罩未關閉，設備不能啟動，設備操作安全。

l 主機前部配操作按鈕盒用于控制橫梁升降與夾緊，操作高度復合人機工程設計原理。

? 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；

? 急停按鈕帶防護罩，防止試驗過程中誤觸碰。

l 主機底部帶加厚底板控制整機動態模態：

? 底部配置橡膠隔振減振器進行振動隔振；

? 整機安裝于穩固的混凝土地面上。

? 甲方確保地面為穩固的混凝土地面，交貨前1個月乙方提供地基方案圖；

l 總重量：約750kg;

? 作動器處于中位時，試樣與試驗工裝操作高度約：700mm;

? 操作高度符合人機工程原理，方便安全。

1.2、±25kN直線伺服作動器  1套

l 置于主機橫梁平臺，下端蓋與主機橫梁一體加工。

l 最大靜態試驗力：±25kN。

l 最大動態試驗力：±20kN。

l 作動器有效行程：+/-50mm(總行程100mm);

l 雙出桿活塞結構。密封方式：導向環+伺服密封環（全部進口美國PARKER公司產品）。活塞桿鍍硬鉻，并采用本公司特殊工藝處理，作動器工作可靠，*滲漏油現象。

l 作動器內置（美國進口）位移傳感器，外置電液伺服閥。

l 作動器振幅極限位置設計液壓緩沖區，避免運行失控產生損傷；

1.3傳感器與伺服閥。

l 負荷傳感器：美國世銓公司產品，+/-25kN，過載能力200%。安裝于上橫梁，配自鎖緊裝置進行最大負載下的預應力瑣緊，出廠前，對傳感器標定完畢。

l 位移傳感器：德國NOVO公司，進口，+/-50mm，，內置于作動器活塞內；出廠前，對傳感器標定完畢。

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

1.4 壓縮試驗夾頭。一套；

l 直徑φ100mm;

l 可根據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：節能靜音型。

泵站一體化設計：泵體、電氣系統、冷卻系統集成設計于一體，占地小，集成度高，節能高效。外形如右圖。

l 電機泵組：伺服電機+低噪音內嚙合齒輪泵，整體噪音可控制在75Db以內。

l 工作原理：以PLC為核心的控制器以壓力恒定為控制量，自動進行伺服電機的速度調整，從而完成液壓流量的自動調整，以達到“按需供給"流量的需求。

l 伺服電機可根據系統的實際需要，進行能量消耗的最佳匹配。高響應的伺服控制系統，使得液壓系統的輸出功率與系統實際消耗相匹配，避免了高壓節流溢流能量的損失，相比普通電機驅動定量泵的結構形式可節省30%~60%。

l 節能的同時，可有效降低泵站的發熱量。發熱量的降低，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費用明顯降低，符合當前國際節能環保的要求。

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 泵站按標準模塊化設計生產制造，技術成熟，性能穩定；全封閉包裝設計。

l 過濾系統：油泵吸油口，100μ；油源出口，過濾精度3μ；

l 油泵選用德國福伊特內嚙合齒輪泵，該泵采用漸開線內嚙合齒輪嚙合傳動，噪音低，具有優良的耐久性和長壽命；

l 伺服電機：意大利PHASE品牌伺服電機與控制系統。乙方成熟技術（年產量50-60臺套）。

l 全封閉標準伺服油箱，油箱容積按試驗臺流量的4-6倍設計；具有溫度測量、空氣過濾裝置、油位顯示等功能；

l 系統配置風冷機組進行液壓油冷卻（無需額外添加其他裝置）。

l 配PARKER公司高壓軟管路系統連接作動器與主機升降缸、夾緊。

4、控制系統：1套。

全套采用德國DOLI公司EDCi50全數字伺服控制系統（全套德國進口）。

4.1控制器主要配置組成：

l EDCi50主機站，1臺；

l 試驗力信號調理單元，1套；

l 位移信號調理單元，1套；

l 伺服閥驅動單元 1套；

l 信號發生器單元 1套；

l 液壓控制單元（泵站開/停 高/低壓切換等），1套；

l 接插件系統：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主要技術指標。

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個擴展槽。

l 全數字閉環控制，可以任意采集信號進行全數字PID控制。閉環控制頻率高達5kHz；

l 直接集成伺服閥驅動單元（二三級伺服閥驅動均可）；

l 內置信號發生器頻率范圍：0.001-600Hz，頻率分辨率：0.001Hz；

l 控制方式：力、位移PID閉環控制，并可實現任意控制模式的平滑無擾切換；

l 系統具有傳感器標定、清零等功能；

l 通過以太網卡與計算機實現高速數據通訊；

l 具備完善的液壓控制功能，如：控制泵站開/停、高/低壓切換等；

l 提供多種接口板與各類傳感器及驅動單元配套。

4.3軟件系統。

DynPack軟件系統，由德國DOLI公司開發編制，與EDCi50控制系統配套使用。提供豐富的DLL文件庫供使用者進行后續軟件開發。本項目的提供的軟件系統以Doli公司基層軟件為平臺，進行滿足減振器高速疲勞試驗軟件的開發。

l 基于Win10工作平臺開發；

l 與EDCi50高度集成，通過以太網完成上下位機的數據通訊。

l 對于動態試驗，可定義任意功能的試驗波形組合，形成試驗譜與試驗過程，控制試驗機完成各類復雜功能動態疲勞試驗。

l 數據采集、試驗步驟、數據存儲、試驗保護等各項功能均可以事件形式進行編程設定，從而協助用戶完成各類復雜功能的試驗操作。

l 軟件提供的快速疲勞試驗功能，可大幅度提高常規疲勞試驗效率。

l 軟件系統與EDC580配合，在控制試驗系統工作的同時，繪制附合客戶要求的各類曲線繪制與數據存儲。完成各類試驗管理、試驗報告打印等功能。

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

l 根據汽車減振器綜合性能測試要求，還提供如下技術模塊》

? 示功特性試驗（阻力特性）：減振器在規定的行程和試驗頻率下，兩端作相對簡諧運動，繪制示功圖，自動計算復原阻力與壓縮阻力。

? 速度特性試驗：減振器在規定的行程和多種試驗頻率下，兩端作相對簡諧運動，其阻力（F）與速度（V）的關系構成速度特性。軟件自動繪制F-V速度特性圖。

? 耐久性測試：任意設置疲勞試驗次數，試驗次數到，試驗自動停止。

? 摩擦力測試：減振器以≤0.005m/s的速度移動，測定摩擦力。

? 根據需要，還可以進行溫度特性測試。

? 提供試驗報告。  

l 軟件同時針對GB/T13061-2017《商用車空氣懸架用空氣彈簧技術規范》提供空氣彈簧相關試驗各類垂向靜、動態剛度試驗及疲勞試驗分析模塊，  

l 系統具有完整的文件操作功能用于試驗曲線、試驗數據的儲存；同時，試驗數據可以ASCII碼、Excel格式進行存儲，以便于用戶進行二次數據處理；

l 可提供掃頻輸出功能；

l 軟件內容較多，不贅述。

4.4、打印機與其他配套。

l 計算機1套，DELL/聯想品牌計算機，19" LCD 顯示器，Win10/Win7操作系統。

l HP A4激光打印機：1套；

l UPS：1套；

l 提供19吋機柜：控制系統上架安裝。

5、其他。

l 提供設備用全套軟管路系統：管路系統長度2-4m,根據甲方試驗室條件配置，管路品牌：美國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、系統的主要技術指標。

1、試驗臺最大試驗力：±25kN；最大動態試驗力：±20kN;

2、試驗力示值精度：2%-100%FS范圍內，各點均為±0.5%；

3、作動器最大位移：±50mm,示值精度±0.2%FS;

4、控制系統：德國DOLI公司進口EDCi50全數字液壓伺服控制器

l 試驗力、位移零同步高速采集，確保各類彈性體動剛度、示功參數的測試準確。

l 高速控制頻率不低于5K;

l 信號發生器頻率等如前述。

l 位移控制、力控制兩個閉環控制回路，控制模式隨意切換。

5、軟件系統：

l 動靜剛度、阻尼特征值等檢測參數自動計算；

l 各類曲線能實時顯示。

l 可顯示歷史數據及歷史數據曲線，歷史數據可進行數據查詢：產品測試完成需要存儲的數據可實時存檔，并可實時顯示于歷史數據查詢、控制面板的測試記錄中。

l 設備所有實時數據可自動存儲；

6、 試驗頻率范圍：0.01-30Hz，頻率精度±0.5%；

7、系統幅頻特性如下表：正弦波，±20kN動態滿載條件:

8、具備超載、超行程、控制超差、試驗次數到等保護功能與自動停機功能，另：

l 主機前部帶防護罩；

l 急停開關帶防護罩；

l 泵站自帶超壓、超溫、濾油堵塞、液位低等保護功能。

l 甲方規劃的其他保護功能：電氣系統設有漏電保護、防過載保護裝置，機械傷害隱患部位張貼警示標識

9、試驗工裝：如前述，提供兩套，用于產品驗收。

10、伺服泵站：

l 靜音節能型伺服泵站；

l 功率：AC,約7.5kW,380V,AC；

l 自帶風冷機組用于泵站油液冷卻；

l 管路系統全套美國PARKER產品;

l 德國福伊特高壓泵，意大利PHASE伺服電機;

12、整機噪音：不超過80Db;

13、其他：如前述；

四、主要元器件清單。

五、其他。

1、項目管理：項目經理負責協調項目的計劃、生產和交貨。

2、項目設計評審：

• 如用戶和項目經理認為必要；

• 預期評審時間:1 天；

3、系統設計：本公司對所有的機械、電子和軟件進行設計；

4、系統檢驗：本公司在系統發運前對系統進行檢驗、操作和標定；

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

l 系統操作使用手冊。

l 系統控制器使用手冊。

l 系統軟件使用手冊。

l 裝箱單；

l 合格證；

6、預驗收和檢查：在發貨以前，本公司將對系統進行最終檢查：

l 清點所有用戶購買的內容；

l 證實所有機械、電子和軟件的功能；

l 證實系統正確的空載運行性能；

在發貨以前，如項目經理或客戶認為必要，將邀請用戶參見預驗收和檢查。任何包含在預驗收中的附加項目需在項目評審時經用戶和項目經理雙方認可；

7、開箱檢查：如有必要，服務工程師或代表將在系統部件拆箱和就位時進行現場監督。

8、安裝：我公司服務工程師將在用戶現場對系統進行安裝和功能檢查并對用戶提供培訓。用戶提供試樣。

9、用戶現場驗收和檢查：本公司將與用戶共同在現場對設備進行驗收試驗。驗收內容：

10、培訓。

乙方收到甲方書面通知后，2日內安排技術人員到達甲方現場。乙方技術人員在現場給予甲方正確的技術指導、培訓，包括詳細解釋設備的技術性能，調試時間為7天，試生產時間為168小時。

11、保修與保養：在安裝后的12個月內，提供免費維護。在保修期內，對所提供的所有部件免費維修。