中機試驗丨材料疲勞試驗機升降與鎖緊技術(shù)
液壓升降與鎖緊
該種形式升降和鎖緊功能采用液壓動力實現(xiàn),通常采用單出桿工程缸帶動承載橫梁或加載橫梁上下移動,當移動到指定位置時,通過鎖緊缸對橫梁施加載荷,實現(xiàn)導(dǎo)向立柱的抱緊。
單出桿缸通常采用摩擦副密封形式,結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、工作可靠,常用于實現(xiàn)簡單的往復(fù)運動。
采用鎖緊缸對橫梁施加載荷,實現(xiàn)導(dǎo)向立柱的抱緊。將有限元仿真技術(shù)應(yīng)用到橫梁機構(gòu)的設(shè)計中,優(yōu)化橫梁結(jié)構(gòu)和鎖緊缸結(jié)構(gòu),實現(xiàn)鎖緊可靠。
承載橫梁組件在理論軸向靜態(tài)載荷、鎖緊載荷工況下的載荷施加位置及等效固定位置,如圖1所示其中紫色箭頭指向區(qū)域為鎖緊載荷施加位置,總計2處,紅色箭頭指向區(qū)域為軸向載荷施加位置,綠色網(wǎng)格區(qū)域為等效固定位置,黃色網(wǎng)格區(qū)域為理論最大變形區(qū),即等效應(yīng)力最大區(qū)域。
圖2 橫梁升降與鎖緊結(jié)構(gòu)示意圖
控制閥組是液壓升降與鎖緊的邏輯控制單元,通過不同功能液壓閥的組合實現(xiàn)升降動作、速度控制,鎖緊速度和自鎖功能。
電動升降與絲杠鎖定
外伺服電機通過驅(qū)動滾珠絲杠帶動加載橫梁的上升與下降,通過加載橫梁的實現(xiàn)試驗機垂向試驗空間的調(diào)整,同時可實現(xiàn)靜態(tài)力的預(yù)加載以及疲勞加載過程中靜態(tài)力的補償加載;橫梁的鎖緊是通過鎖定絲杠轉(zhuǎn)動實現(xiàn)的橫梁位置不變。
橫梁升降與鎖緊的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
圖2 橫梁升降與鎖緊結(jié)構(gòu)示意圖
橫梁的升降速度即調(diào)節(jié)試驗空間的速度取決于電機轉(zhuǎn)速、效率以及傳動過程中的減速比及傳動效率;?
滾珠絲杠以及中間多級傳動環(huán)節(jié)均不具備自鎖功能,加載橫梁與支撐立柱的連接關(guān)系不適合做出切口和變形區(qū),雖然導(dǎo)向立柱與加載橫梁適合做此結(jié)構(gòu),但試驗過程中需要存在伺服電機的實時補償功能,因此此處鎖緊與補償加載存在時間差響應(yīng),容易出現(xiàn)失控或頻率保護等異常問題;結(jié)合以上諸多問題,故此處使用帶剎車的伺服電機,通過電機軸的鎖止實現(xiàn)一連串的機械鎖止。
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