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一、產品概述

1.設備簡介

單自由度液壓抗震模擬振動臺在垂直方向布有作動缸。主要用于模擬抗震仿真試驗。該系統推力大，能準確模擬再現地震的振動環境，從而可以評價產品的抗震性能。該系統結構緊湊，滿足用戶所要求的性能指標，可按照客戶的需求，安裝在地基上，或安裝于可移動的質量塊上。

根據一定的理論試驗檢測及測定方法，對整車施加在真實有效的工況下的載荷進行試驗測定，并進行數據的采集和分析處理，得到對應的載荷頻譜；有效進行試驗時，對此載荷頻譜通過該設備進行正常試驗，測定試驗結果與實際工況下承受的真實有效載荷結果相一直。

該試驗裝置隸屬于地震抗震模擬振動試系統，目的是能夠快速有效檢測出產品在地震中的抗震效果在振動環境中所表現出來的相關技術參數和數據。

該試驗設備可提供0-15000kg的加載力，并能夠實現加載力的PID閉環控制；

單軸振動頻率可調范圍1~60Hz，可在電腦上自行設定；

可獨立控制，包括目標零點控制和定位；

單作用最-大位移±120mm，控制精度1mm；

荷載最-大載重15000kg；

本試驗臺屬于非標專項設備，該技術方案詳細介紹了設備的工藝設計參照標準、主要性能參數指標、控制原理及零部件組成等內容，能夠讓客戶更好的了解本設備，并與其他產品進行比較，以便更好地選擇符合技術要求和檢測標準的設備。

二、主要技術指標：

作動缸數量：1套  系統具備可擴展動作缸能力，預留基礎、相關接口等

在前期設計時就要預留好后續需要擴充必要功能基礎，需要加大液壓站、油源、加壓泵多預留出通道、軟件要提前預留出控制系統、冷卻系統也需要加大預留出需要的冷卻量、還有地基和T型槽貼地板等都需要預留出位置和余量。

振動臺臺面參考尺寸：長3000mm寬3000mm

最-大荷載重量：≥15000kg

抗傾覆力矩：300kNm

臺面支撞型式：THK精密滾動直線導軌支撐

作動器推力：±250kN

作動器行程：±120mm

最-高工作頻率：≥50HZ

活塞最-大速度：≥lm/s

最-大加速度：≥1.2g

伺服閥：Moog公司進口同服閥

控制波形：正弦波、三角波、地震波 、隨即波

三、方案概述：

3.1技術方案概述：

WS-ZD-FB286VT01型單自由度液壓抗震模擬振動臺采用多通道電液伺服協調控制技術，適用于對商用車輛、工程機械的整車系統進行可靠性、耐久性、結構安全性、行駛平順性等的試驗研究。同時亦適用于對車架、車身骨架、車軸、車橋等主要承載部件進行受力、振動特性和可靠性、疲勞耐久性等動靜態性能試驗研究。通過試驗臺有效模擬車輛在實際作業中的各種實際工況、道路行駛模擬，測定車輛在各種工況下性能。方案集多通道電液伺服自動控制、協調加載、道路模擬、自動測量及數據處理為一體，以好的控制系統、控制技術為平臺，由試驗機制造廠商直接策劃并負責技術的組織實施，具有專業性好、可靠性高、技術、易于升級等特點。

試驗臺主要由主機（含泵站，四套垂直方向直線伺服作動器，承載平臺、試驗附具等）、控制系統、液壓模塊四部分組成。多通道系統控制原理框圖如圖1所示，每個通道控制框圖如圖2所示，試驗機結構附圖見圖3.

3.2工作原理：垂直方向伺服直線作動器  (200kN、二套)安裝在前段上，通過托盤對被測試件施加載荷。垂直方向作動器(250kN)安裝在后端，通過托盤對試件施加載荷。作動器垂直安裝在平臺上。一臺分油模塊用于將泵站輸出的液壓油分為四路路，驅動各通道作動器工作，并具有穩壓和過濾功能。全數字四通道協調加載伺服控制器和相關試驗軟件用于控制試驗過程及輸出試驗結果及報表。

3.2.1、主機：主機為平臺上固定垂直作動器方式，工作空間可調整。四套作動器通過底部法蘭剛性安裝在主機工作臺面上，工作臺面加工有T形槽，方便不同規格試件安裝，作動器上部放置托盤，。工作臺為鑄造平臺，通過地腳螺栓固定在地基上，保證整個試驗臺穩固可靠。

3.2.2、作動器：伺服直線作動器是加載系統的核心部件，系統通過作動器對被測試件施加試驗力。本系統共有200kN作動器二套（垂向）、250kN作動器一套（垂直）組成。

伺服直線作動器由作動器本體、伺服閥塊組、三維無間隙關節支座、流體連接件等部分組成。作動器內置LVDT位移傳感器用于測量試驗位移，負荷傳感器采用美國世銓公司試驗機專用動態高精度負荷傳感器。伺服閥采用英國STAR公司試驗機專用高響應二級伺服閥。單元化、標準化、模塊化設計的伺服直線作動器具有低阻尼、高響應、高壽命、大間隙的特點，設計理念與國際試驗機公司同類作動器設計理念等同。作動器的密封元件全部采用進口德國作動器專用高速密封元件。作動器活塞桿的支撐打破傳統設計，采用非金屬支撐、大間隙設計，具有高速不燒結自潤滑的特點。伺服直線作動器振幅極限位置設計液壓緩沖區，避免運行失控對作動器產生損傷。結構特點：

a)    作動器與試樣連接采用消隙裝置，力值自動定心，減小側向力，降低高頻試驗時的沖擊，改善試驗波形。伺服直線作動器兩端采用三維無間隙關節支座，最-大限度的減少來自被試件側向力對作動器的損傷，關節支座結構采用模塊化設計，拆除后可以進行前后法蘭連接，關節支座軸承間隙磨損后可調整，保證試驗系統運轉靈活。結構類似美國MTS公司249  Swivel Base。

b)    結構型式：參照國際動態試驗機公司的伺服直線作動器結構特點，采用對稱四通伺服閥控對稱作動器原理設計，雙出桿、雙作用。

c)    單元化、標準化、模塊化設計的伺服直線作動器具有低阻尼、高響應、高壽命、大間隙設計的特點，設計理念與MTS公司Series  244 Linear Actuators 等同。

伺服直線作動器外置國產試驗機專用高響應兩級電液伺伺服閥。伺服直線作動器活塞桿的支撐打破傳統設計，采用非金屬支撐、大間隙設計、高抗側向力，具有高速

a)    不燒結自潤滑的特點。多級柔支撐組合導向機構，起動壓力小于0.3MPa，無爬行現象。

b)   組合密封，高壓密封，低壓密封及間隙回管，油缸總成作到無滲漏油。組合密封結構具有良好的互換性，方便維修。

c)  位移傳感器采用美國Schaevitz公司LVDT（線性可變差動變壓器位移傳感器），特點：具有無摩擦運動和真正的無限分辨率。精度高，可靠性高，位移傳感器內置于活塞桿內，運動靈活不受外來干擾。

d)   作動器活塞采用整體式活塞，特殊熱處理工藝，活塞桿簡采用超精加工，表面鍍鉻拋光達Rα0.4u，保證作動器高可靠性。

e)   伺服直線作動器振幅極限位置設計液壓緩沖區，避免運行失控產生損傷。

3.2.3、分油模塊：用于將泵站液壓油分配給四套作動器。模塊通道數量：4；最-大流量400L/min，模塊配置過濾精度3u高壓濾油器、蓄能器等元件，進一步提高各伺服控制通道之間的協調能力并保證各通道的獨立安全可靠工作。

試驗臺使用原有恒壓伺服泵站，因此試驗臺試驗過程中過載保護、試驗次數設定停止保護、試樣破壞停機保護、緊急停止保護等多種保護功能通過分油模塊完成。

3.2.4.參考標準

一般符合客戶定制標準，實驗設備的供貨和服務符合相應行業的規定，或符合同等的安全要求。

ISO (國際標準化組織)

IEC (國際電工學會)

GB (中華人民共和國國標)

客戶標準：客戶定制（電液伺服振動試驗）；

四、適用范圍及其他參考標準；

1、GB  50868-2013 建筑工程容許振動標準

2、GB  50007-2011 建筑地基基礎設計規范

3、JGJ  8-2016   建筑變形測量規范

4、EN  10305-4   精密鋼管交貨技術條件第四部分液壓氣動系統用冷拉無縫鋼管

5、DIN  2391  精密無縫鋼管交貨技術條件

6、DIN  4150  Structural vibration

7、DIN  876/III  planed / milled

8、DIN  EN ISO   3740:2001 Acoustics. Determination of sound power levels of noise  sources. Guidelines for the use of basic standards

9、ISO  2631  Mechanical vibration and shock -- Evaluation of human exposure to  whole-body vibration

10、IEC  61010-1 測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求

11、IEC  60364-1 低壓電氣安裝標準

12、GB/T  786.1-2009 液壓傳動系統及元件圖形符號和回路圖

一部分：用于常規用途和圖形處理的圖形符號

13、GB/T  3766-2001  液壓系統通用技術條件

14、GB  5226.1-2008  機械電氣安全 機械電氣設備

一部分：通用技術條件

15、GB/T  7935-2005  液壓元件通用技術條件

16、GB  11118.1-2011 液壓油

17、GB/T  14039-2002 液壓傳動 油液 固體顆粒污染等級代號

18、GB  19517-2009   國家電氣設備安全技術規范

19、GB/Z  19848-2005 液壓元件從制造到安裝達到和控制清潔度的指南

20、GB/T  20421-2006 液壓馬達特性的測定

21、GB/T  23253-2009 液壓傳動 電控液壓泵 性能試驗方法