电液伺服卧式疲劳试验机液压源的设计

　　引 言

　　电液伺服疲劳试验机主要用于各种金属件的寿命试验。它主要由主机、液压源和控制系统三大部分构成, 疲劳试验机总体布局外观图如图 1 所示。

　　主机为卧式框架结构, 其中包括液压缸、机件夹头、力传感器、位移传感器等部分。是疲劳机的执行系统, 可对试件进行加载并由力传感器和位移传感器将力、位移反馈到控制部分。

　　液压源是疲劳机的液压系统, 为液压缸提供具有一定压力和流量的液压油, 使液压缸在力循环和位移循环控制之下给被试件加载, 以达到静态测力或动态测力疲劳试验的目的。

　　控制部分主要由电液伺服阀、测量传感器、计算机、打印机及软件控制系统等组成; 是疲劳试验机的操作和指挥系统。由它向执行系统发出信号和指令, 通过闭环控制系统控制整个疲劳试验过程并可显示试验中力、变形、位移的当前值, 获得的峰值, 谷值, 平均值及当前的疲劳次数。下面就其工作原理、结构特点和功能特点做如下介绍：

　　1 主要技术指标的确定

　　1.1 系统工作压力

　　在液压系统管路中, 存在沿程压力损失和局部压力损失, 如果管路设计中以管路走向最短、弯头最少的优化设计, 系统总的压力损失经计算约为 0.2～0.5 MPa,在中压系统中其压力损失并不大。系统工作压力取决于被测试件要求的负载和液压缸活塞有效面积。根据液压泵压力计算公式:

　　pm———各液压缸最大工作压力;

　　K———压力损失系数, K=1.3～1.5(可根据系统管路长短定)

　　经计算系统所需压力为 15 MPa; 而选择液压泵时应选择压力范围大于计算值的液压泵, 为此选择轴向柱塞泵的额定压力为 21 MPa。

　　1.2 油源最大流量

　　根据液压缸的振幅、频率和载荷的大小和电液伺服阀对流量的要求, 来选择液压泵的流量, 由流量计算公式:

　　qm———系统中同时工作的各液压缸流量之和;

　　K———系统泄漏系数; K=1.1～1.3

　　经计算系统所需流量为 90 L/min,考虑到电液伺服阀对系统大流量要求, 液压泵应选择流量稍大于计算值, 疲劳机液压源所选液压泵的额定流量为100 L/min, 即为油源的最大流量。

　　1.3 电机额定功率

　　电机驱动液压泵转动所需的功率为泵的输入功率, 液压泵的输出功率 Pb可根据 qb、pb计算:

　　式中 Pb———输入功率(kW);

　　pb———液压泵的额定工作压力(MPa);