1000 Hz高频疲劳试验系统

1000 Hz高频疲劳试验系统

目前高频疲劳试验机主要是电磁激励的共振型疲劳试验机、电液伺服谐振式疲劳试验机以及压电晶体振荡式的超高频拉压疲劳试验机[1]。电液伺服式 疲劳试验机能对各种部件施加静负荷和动负载,如图1所示[2],能实现高负荷、高频率、低消耗,缩短了试验时间,降低了试验费用。受到伺服阀频宽的限制, 电液伺服式疲劳试验机的很难超过200 Hz。本文中介绍一种用于高频疲劳试验的电液激振实验系统,通过高频激振阀控制液压缸能够实现很高的振动频率。

 

　　2　工作原理与液压马达选型计算

　　实验系统如图2所示, 2D激振阀控制液压缸输出高频振动,此时机架板作为一种弹性模量很高的弹性元件产生振动。液压缸为内径150 mm的双出杆活塞缸,液压缸内置位移传感器。2D激振阀是新结构的交流阀,通径为16 mm,由液压马达经变速器驱动阀芯转动,液压马达转速由伺服阀控制,另外,阀芯可轴向移动以调节流量,轴向运动由伺服电机通过偏心机构驱动。通过德国某公 司的高频载荷传感器测量激振力。采用数字示波器采集并显示激振力的波形,自制的控制器对伺服阀和伺服电机进行控制。

 

　　电液激振器的工作频率f等于2D激振阀的阀芯转速n与阀芯槽口和阀套窗口之间的每转通断次数m的乘积。当工作频率很高时需要较大的驱动扭矩,因 此,选用液压马达驱动激振阀转动。2D激振阀高速转动时阻力扭矩主要是阀芯与阀套间隙油液的内摩擦阻力和变速器低速轴油封处的摩擦阻力,由于变速器低速轴 油封处的摩擦阻力相对较小,主要计算阀芯与阀套间隙油液的内摩擦阻力。