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上海傾技儀器儀表科技有限公司
主營產(chǎn)品: 拉力試驗(yàn)機(jī),萬能試驗(yàn)機(jī),扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī),彎曲試驗(yàn)機(jī)等 |
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2025-7-2 閱讀(22)
液壓萬能試驗(yàn)機(jī)的液壓系統(tǒng)是其核心動(dòng)力源,負(fù)責(zé)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為可控的液壓能,再通過液壓能驅(qū)動(dòng)加載機(jī)構(gòu)對(duì)試樣施力。其工作圍繞液壓傳動(dòng)原理(帕斯卡定律)展開,通過 “動(dòng)力元件 - 控制元件 - 執(zhí)行元件 - 輔助元件" 的協(xié)同配合,實(shí)現(xiàn)力的精準(zhǔn)輸出與調(diào)節(jié)。具體工作過程如下:
一、液壓系統(tǒng)的核心組成
液壓系統(tǒng)由四大關(guān)鍵部分構(gòu)成,各部分功能明確且相互配合:
動(dòng)力元件:液壓泵(如柱塞泵、齒輪泵),由電機(jī)驅(qū)動(dòng),負(fù)責(zé)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能,為系統(tǒng)提供高壓液壓油。
執(zhí)行元件:油缸(主油缸、輔助油缸),將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,通過活塞的直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)加載機(jī)構(gòu)(夾頭、壓板等)動(dòng)作。
控制元件:包括溢流閥、換向閥、比例閥、節(jié)流閥等,用于控制液壓油的壓力、流量、方向,調(diào)節(jié)加載速度和力值大小。
輔助元件:油箱、油管、過濾器、壓力表、冷卻器等,負(fù)責(zé)液壓油的儲(chǔ)存、輸送、過濾、散熱,保障系統(tǒng)正常運(yùn)行。
二、液壓系統(tǒng)的工作流程
以最常見的拉伸試驗(yàn)為例,液壓系統(tǒng)的工作步驟如下:
液壓油供給
電機(jī)啟動(dòng)后,帶動(dòng)液壓泵旋轉(zhuǎn),從油箱中吸入液壓油(經(jīng)過濾器過濾,去除雜質(zhì))。液壓泵對(duì)液壓油加壓,使其獲得高壓(通常幾十至幾百兆帕),通過主油管輸送至控制元件。
壓力與方向控制
系統(tǒng)壓力由溢流閥設(shè)定:當(dāng)液壓油壓力超過試驗(yàn)所需值時(shí),溢流閥自動(dòng)開啟,多余液壓油流回油箱,確保系統(tǒng)壓力穩(wěn)定(防止過載)。
方向由換向閥控制:根據(jù)試驗(yàn)需求(如拉伸時(shí) “上夾頭上升"),換向閥切換油路方向,使高壓液壓油進(jìn)入油缸的無桿腔(或有桿腔),推動(dòng)活塞移動(dòng)。例如,拉伸試驗(yàn)中,換向閥使液壓油進(jìn)入主油缸上腔,活塞帶動(dòng)上夾頭向上運(yùn)動(dòng)。
力的輸出與加載
高壓液壓油進(jìn)入油缸后,根據(jù)帕斯卡定律(壓力 = 力 / 面積),液壓油的壓力作用在活塞的有效面積上,產(chǎn)生向上的推力(力 = 壓力 × 活塞面積)。該推力通過活塞桿傳遞到上夾頭,對(duì)夾持的試樣施加軸向拉力。
若需調(diào)節(jié)加載速度,通過比例閥或節(jié)流閥控制液壓油的流量(流量決定活塞運(yùn)動(dòng)速度):流量越大,活塞移動(dòng)越快,加載速度越高。
油路回油與卸載
當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束(如試樣斷裂)或需要卸載時(shí),換向閥切換方向,油缸內(nèi)的液壓油經(jīng)回油管流回油箱,活塞在自重或彈簧力作用下復(fù)位,完成卸載。
三、關(guān)鍵控制邏輯:閉環(huán)調(diào)節(jié)確保精度
液壓系統(tǒng)通過 “傳感器 - 控制器 - 執(zhí)行器" 的閉環(huán)反饋,實(shí)現(xiàn)高精度加載控制:
加載過程中,負(fù)荷傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測試樣受力,位移傳感器監(jiān)測夾頭移動(dòng)距離,并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)將實(shí)測值與預(yù)設(shè)參數(shù)(如目標(biāo)力值、加載速率)對(duì)比,自動(dòng)調(diào)節(jié)比例閥的開度:若加載過快,減小流量;若力值不足,增大壓力,直至符合試驗(yàn)要求。
總結(jié)
液壓萬能試驗(yàn)機(jī)的液壓系統(tǒng)本質(zhì)是 **“以液壓油為介質(zhì)的能量傳遞與控制裝置"**:通過液壓泵提供動(dòng)力,借助控制閥調(diào)節(jié)壓力、流量和方向,利用油缸將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣的精準(zhǔn)加載(拉力、壓力等)。其核心優(yōu)勢在于能輸出大噸位力值,且通過閉環(huán)控制確保加載平穩(wěn)、精度高,滿足金屬、非金屬等材料的多種力學(xué)性能測試需求。