動態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)是用于材料或構(gòu)件在交變載荷下性能測試的關(guān)鍵設(shè)備,其安裝調(diào)試的規(guī)范性與精確性直接影響試驗(yàn)結(jié)果的可靠性及設(shè)備使用壽命。以下從安裝前準(zhǔn)備、機(jī)械安裝、電氣液壓調(diào)試、控制系統(tǒng)校準(zhǔn)、安全檢查及試運(yùn)行等環(huán)節(jié),系統(tǒng)闡述其安裝調(diào)試方式。
一、安裝前準(zhǔn)備
1. 場地要求
- 地基承載:設(shè)備總重量(含夾具、配重)需核算,地基承重能力應(yīng)≥1.5倍設(shè)備重量,避免振動導(dǎo)致沉降。
- 環(huán)境條件:溫度控制在18-25℃,濕度≤70%,遠(yuǎn)離電磁干擾源(如大型電機(jī)、變頻器),并配備獨(dú)立接地系統(tǒng)(電阻≤4Ω)。
- 空間布局:設(shè)備周邊預(yù)留≥1.5米通道,頂部留出≥1米檢修空間,確保緊急停機(jī)時人員可快速撤離。
2. 開箱檢查
- 硬件清點(diǎn):核對主機(jī)、作動器、負(fù)荷傳感器、夾具、液壓站、冷卻系統(tǒng)等部件數(shù)量及規(guī)格,檢查運(yùn)輸損傷(如油漆剝落、焊縫開裂)。
- 資料核驗(yàn):隨機(jī)文件需包括合格證、精度校驗(yàn)報(bào)告、液壓原理圖、電氣接線圖及操作手冊。
二、機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝
1. 主機(jī)框架組裝
- 底座調(diào)平:使用激光水平儀或框式水平儀,調(diào)整地腳螺栓使主機(jī)底板水平度誤差≤0.1mm/米。
- 立柱垂直度:通過鉛垂線或經(jīng)緯儀校準(zhǔn)垂直立柱,偏差應(yīng)≤0.05mm/米,防止試驗(yàn)時載荷偏載。
- 橫梁鎖定:安裝上下橫梁時,螺紋緊固力矩需按廠家規(guī)定(通常為30-50N·m),避免預(yù)緊不足導(dǎo)致振動松動。
2. 作動器與夾具對中
- 同軸度調(diào)整:作動器活塞桿與上下夾具中心線需嚴(yán)格同軸,使用百分表測量偏移量,誤差應(yīng)≤0.02mm。
- 柔性連接:作動器與主機(jī)間采用萬向聯(lián)軸節(jié)或彈性鉸鏈,補(bǔ)償安裝偏差并吸收振動能量。
三、液壓與氣動系統(tǒng)調(diào)試
1. 油路清洗與注油
- 管路吹掃:用壓縮空氣清除液壓管路內(nèi)焊渣、鐵屑,直至出口無雜質(zhì)。
- 油液選擇:優(yōu)先選用抗磨液壓油(如ISO VG46),注油前需經(jīng)過濾精度≤5μm的濾油機(jī)循環(huán)凈化。
- 排氣處理:啟動液壓站后,逐級打開溢流閥,反復(fù)操作作動器排出油缸內(nèi)空氣,避免爬行現(xiàn)象。
2. 參數(shù)設(shè)定與功能驗(yàn)證
- 壓力保護(hù):調(diào)節(jié)溢流閥至額定壓力的110%(如設(shè)備最大載荷200kN,則設(shè)定為220kN),保持10分鐘無泄漏。
- 伺服閥校準(zhǔn):輸入階躍信號(如0-10V),觀察作動器響應(yīng)波形,調(diào)整PID參數(shù)使穩(wěn)態(tài)誤差≤1%。
四、控制系統(tǒng)與傳感器校準(zhǔn)
1. 電氣接線檢查
- 屏蔽接地:傳感器信號線采用雙絞屏蔽電纜,屏蔽層單端接地,避免地環(huán)路干擾。
- 供電匹配:確認(rèn)伺服驅(qū)動器、采集卡等器件的電源相位與電壓符合要求(如三相380V±10%)。
2. 載荷與位移傳感器標(biāo)定
- 靜態(tài)標(biāo)定:使用一級標(biāo)準(zhǔn)測力計(jì)(精度≥0.3%)對載荷傳感器施加梯度載荷(如20%、50%、80%FS),記錄線性度誤差應(yīng)≤±0.5%。
- 動態(tài)標(biāo)定:輸入正弦波載荷(頻率5-30Hz),對比傳感器輸出與理論值,相位差控制在±5°以內(nèi)。
3. 控制軟件聯(lián)調(diào)
- 波形生成:在軟件中設(shè)置正弦波、三角波或隨機(jī)譜,觀察作動器響應(yīng)是否與設(shè)定頻率(如0.1-200Hz)、幅值(如±10mm)一致。
- 限位保護(hù):設(shè)置位移極限值(通常為±105%行程),觸發(fā)后應(yīng)立即切斷驅(qū)動信號。
五、安全檢查與試運(yùn)行
1. 機(jī)械防護(hù)
- 防護(hù)欄安裝:圍繞試驗(yàn)機(jī)設(shè)置高度≥1.2米的防護(hù)網(wǎng),防止試樣斷裂飛濺。
- 緊急停止:測試急停按鈕響應(yīng)時間(≤0.5秒),確保作動器迅速制動。
2. 空載與負(fù)載試運(yùn)行
- 空載試驗(yàn):以最大速度(如500mm/s)往復(fù)運(yùn)動10分鐘,檢查各關(guān)節(jié)發(fā)熱(溫升≤40℃)及噪聲(≤75dB)。
- 負(fù)載試驗(yàn):施加50%額定載荷,連續(xù)運(yùn)行2小時,監(jiān)測油溫(≤65℃)、振動加速度(≤3g)等參數(shù)。
3. 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
- 精度驗(yàn)證:加載誤差≤±1%,位移控制精度≤±0.5%FS,疲勞次數(shù)計(jì)數(shù)誤差≤±0.1%。
- 重復(fù)性測試:同一試樣在相同條件下測試3次,疲勞壽命離散系數(shù)應(yīng)≤5%。
六、常見故障排除
1. 振動異常
- 原因:地腳螺栓松動、軸承間隙過大、試樣裝夾偏心。
- 解決:重新緊固螺栓,調(diào)整軸承預(yù)緊力,修正夾具對中。
2. 漏油問題
- 原因:密封圈老化、接頭螺紋損傷。
- 解決:更換耐油橡膠密封件(如氟橡膠),纏繞密封帶修復(fù)螺紋。
3. 控制漂移
- 原因:傳感器受溫度影響、放大器增益不穩(wěn)。
- 解決:增加溫度補(bǔ)償電路,定期校準(zhǔn)零點(diǎn)與滿量程。