动态疲劳试验机是用于材料或构件在交变载荷下性能测试的关键设备,其安装调试的规范性与精确性直接影响试验结果的可靠性及设备使用寿命。以下从安装前准备、机械安装、电气液压调试、控制系统校准、安全检查及试运行等环节,系统阐述其安装调试方式。
一、安装前准备
1. 场地要求
- 地基承载:设备总重量(含夹具、配重)需核算,地基承重能力应≥1.5倍设备重量,避免振动导致沉降。
- 环境条件:温度控制在18-25℃,湿度≤70%,远离电磁干扰源(如大型电机、变频器),并配备独立接地系统(电阻≤4Ω)。
- 空间布局:设备周边预留≥1.5米通道,顶部留出≥1米检修空间,确保紧急停机时人员可快速撤离。
2. 开箱检查
- 硬件清点:核对主机、作动器、负荷传感器、夹具、液压站、冷却系统等部件数量及规格,检查运输损伤(如油漆剥落、焊缝开裂)。
- 资料核验:随机文件需包括合格证、精度校验报告、液压原理图、电气接线图及操作手册。
二、机械结构安装
1. 主机框架组装
- 底座调平:使用激光水平仪或框式水平仪,调整地脚螺栓使主机底板水平度误差≤0.1mm/米。
- 立柱垂直度:通过铅垂线或经纬仪校准垂直立柱,偏差应≤0.05mm/米,防止试验时载荷偏载。
- 横梁锁定:安装上下横梁时,螺纹紧固力矩需按厂家规定(通常为30-50N·m),避免预紧不足导致振动松动。
2. 作动器与夹具对中
- 同轴度调整:作动器活塞杆与上下夹具中心线需严格同轴,使用百分表测量偏移量,误差应≤0.02mm。
- 柔性连接:作动器与主机间采用万向联轴节或弹性铰链,补偿安装偏差并吸收振动能量。
叁、液压与气动系统调试
1. 油路清洗与注油
- 管路吹扫:用压缩空气清除液压管路内焊渣、铁屑,直至出口无杂质。
- 油液选择:优先选用抗磨液压油(如ISO VG46),注油前需经过滤精度≤5μm的滤油机循环净化。
- 排气处理:启动液压站后,逐级打开溢流阀,反复操作作动器排出油缸内空气,避免爬行现象。
2. 参数设定与功能验证
- 压力保护:调节溢流阀至额定压力的110%(如设备最大载荷200kN,则设定为220kN),保持10分钟无泄漏。
- 伺服阀校准:输入阶跃信号(如0-10V),观察作动器响应波形,调整PID参数使稳态误差≤1%。
四、控制系统与传感器校准
1. 电气接线检查
- 屏蔽接地:传感器信号线采用双绞屏蔽电缆,屏蔽层单端接地,避免地环路干扰。
- 供电匹配:确认伺服驱动器、采集卡等器件的电源相位与电压符合要求(如三相380V±10%)。
2. 载荷与位移传感器标定
- 静态标定:使用一级标准测力计(精度≥0.3%)对载荷传感器施加梯度载荷(如20%、50%、80%FS),记录线性度误差应≤±0.5%。
- 动态标定:输入正弦波载荷(频率5-30Hz),对比传感器输出与理论值,相位差控制在±5°以内。
3. 控制软件联调
- 波形生成:在软件中设置正弦波、三角波或随机谱,观察作动器响应是否与设定频率(如0.1-200Hz)、幅值(如±10mm)一致。
- 限位保护:设置位移极限值(通常为±105%行程),触发后应立即切断驱动信号。
五、安全检查与试运行
1. 机械防护
- 防护栏安装:围绕试验机设置高度≥1.2米的防护网,防止试样断裂飞溅。
- 紧急停止:测试急停按钮响应时间(≤0.5秒),确保作动器迅速制动。
2. 空载与负载试运行
- 空载试验:以最大速度(如500mm/s)往复运动10分钟,检查各关节发热(温升≤40℃)及噪声(≤75dB)。
- 负载试验:施加50%额定载荷,连续运行2小时,监测油温(≤65℃)、振动加速度(≤3g)等参数。
3. 验收标准
- 精度验证:加载误差≤±1%,位移控制精度≤±0.5%FS,疲劳次数计数误差≤±0.1%。
- 重复性测试:同一试样在相同条件下测试3次,疲劳寿命离散系数应≤5%。
六、常见故障排除
1. 振动异常
- 原因:地脚螺栓松动、轴承间隙过大、试样装夹偏心。
- 解决:重新紧固螺栓,调整轴承预紧力,修正夹具对中。
2. 漏油问题
- 原因:密封圈老化、接头螺纹损伤。
- 解决:更换耐油橡胶密封件(如氟橡胶),缠绕密封带修复螺纹。
3. 控制漂移
- 原因:传感器受温度影响、放大器增益不稳。
- 解决:增加温度补偿电路,定期校准零点与满量程。