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拉力机的工作范围和负载特性

更新时间:2017-03-02 来源:拉力试验机关闭

    每个拉力试验机,万能材料试验机,拉力试验机在液压缸、伺服阀、液压源确定后,都可以作出它能进行工作的范围、即性能极限曲线。

    根据拉力试验机,拉力试验机所需驱动的负载情况,以横轴为负载作用力,纵轴为负载速度可画出负载特性曲线。在正弦运动状态时可画出整个负载的曲线,在其他情况下至少应了解最大负载的作用力、最大速度和最大功率这三种情况。

    负载特性曲线必须全部包容在拉力试验机,拉力试验机的工作范围内,若超出了拉力试验机,拉力试验机的工作范围,则超出的部分是不可能进行工作的,如波形会产生削波现象或试验机达不到所需要的力或频率等。因此,系统的动态性能不论设计得多么高,总是不可能超出工作范围的。

    负载一般是指液压控制系统中,液压缸活塞运动时所需克服的各种阻力。如惯性力F1、弹簧力Fs,粘性阻尼力Ft、静摩擦力Ff,库仑摩擦力Fc及其他的呆滞力,与速度成平方的阻力Fw等。故它可以写成如下方程式:

    拉力试验机负载特性公式1

    其中惯性力FI和弹簧力Fs娃与能量贮存有关的力,而其他则是负载的消散力部分

    负载根据具体的情况来确定,如液压振动台一般情况下主要是克服惯性力.所以,它的负载主要是惯性负载。疲劳试验机的负载是弹性的金属材料等,所以,主要是弹性负载。可根据液压源、液压缸和电液伺服阀的大小算出试验机的使用性能极限。也可根据使用的要求计算出所需要的元件的大小。

    负载情况还和输入的信号情况有关,在拉力试验机中主要是正弦输入或随机输入,我们先来了解一下关于拉力试验机的正弦信号输入时的负载情况:

    虽然随机信号被认为是最能反映实际情况的输入信号、但正弦输入的试验有它的方便之处,如它便于进行分析和数据处理,所用的仪器设备价格低廉、操作方便等。因此,仍得到广泛的应用。现将正弦输入下的有关情况介绍如下:

    拉力试验机的负载的计算和它与伺服阀、液压源的匹配

    若拉力试验机,拉力试验机液压缸的活塞位移为允许的最大位移为Xo,在正弦输入情况下位移、速度、加速度分别为

    拉力试验机负载特性公式2

    若不考虑活塞上静摩擦等消散力,则活塞运动需克服的各种负载力有

    惯性力拉力试验机负载特性公式3

    粘性阻尼力拉力试验机负载特性公式4

    弹性力  拉力试验机负载特性公式5

    式中   B——粘性阻尼系数;

    山东万辰试验机有限公司Ka——负载的弹性系数;

       x——负载位移,若试验机的刚度足够大,则可认为活塞位移Xp,即负载位移。

    为使活塞能推动负载并以一定的速度运动,应满足以下

    拉力试验机负载特性公式6


    山东万辰试验机有限公司由以下公式可知,负载特性是一个斜椭圆,如上图a所示。由于粘性阻尼力较难以预料,因此往往设B=0,则式;公式为

     拉力试验机负载特性公式7

    山东万辰试验机有限公司式表示的是一个正椭圆,如图5-10所示,这是一般拉力试验机作正弦试验时的近似情况。

    伺服阀、液压源、液压缸所提供的液体动力能否满足系统负载速度v和力F的需要,这就需要对阀控机构进行匹配。若液压泵和伺服阀所能提供的流量和压力能全部包容负载持性,就能满足负载的要求,如下图实线所示。

     拉力试验机负载特性

    何服阀的流量若能满足负载特性的要求、必须能包容负载曲线,它的最小极限情况是伺服阀的负载流量特性曲线和拉力试验机,拉力试验机的负载曲线相切。若伺服阀的空载流量只等于负载曲线最大流量ApX0W如图5-2中虚线所示,则负载曲线有一小部分不能包容。也就是在这部分中由于伺服阀的流量不足,试验机不能达到要求的幅值,即试验曲线将出现削波等非线性现象。

    水平的虚线是表示液压泵能提供的流量Q8,虽不能满足伺服阀的要求,但可以满足负载特性的要求。因此,液压泵所需提供的最小的流量是与负载特性曲线水平相切。实际上,往往使液压泵的流量大于所需的流量Q8,这样既可充分满足系统的要求,也可使系统的压力波动比较小。若液压泵或伺服阀的流量或压力不能满足要求时,拉力试验机,拉力试验机的使用范围就受到限制。因此每个拉力试验机,拉力试验机都有它使用的性能极限范围。

    资料下载:拉力试验机负载公式表 

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