YAJ—5000型微機控制電液伺服壓剪試驗機（以下簡稱本機），是一種功能*的試驗儀器。采用微機控制。主要用于檢驗公路橋梁橡膠支座成品的力學性能，可對橡膠支座成品進行抗壓強度試驗、抗壓彈性模量試驗、抗剪彈性模量試驗、轉角試驗、剪切角試驗等。本機還可對金屬，非金屬材料，建筑材料等大型結構構件抗壓強度，抗彎強度性能試驗。適用于科研,工廠，礦山，建筑,交通等部門及各大院校實驗室試驗用

詳細介紹

1、橡膠支座壓剪試驗機制造目的
為了滿足用戶檢驗公路橋梁橡膠支座成品的力學性能（5000kN/10000KN）試驗的需要，提供具有*技術水平的微機控制電液伺服壓剪試驗機
2、橡膠支座壓剪試驗機適用范圍
本文給出了微機控制電液伺服壓剪試驗機總體技術方案；
本文作為微機控制電液伺服壓剪試驗機初步設計評審方案，供專家及用戶評審使用。
本方案經評審、批準后作為微機控制電液伺服壓剪試驗機詳細設計的依據(jù)。
3、橡膠支座壓剪試驗機設計依據(jù)及引用文件
（1）《GB/T3722—92液壓式壓力試驗機》的有關規(guī)定。
（2）《JB/T8612—97微機電液伺服試驗機》
（3）《JT/T4--2004公路橋梁板式橡膠支座力學性能試驗方法》
（4）《JT391-1999公路橋梁盆式橡膠支座》
（5）《GB/T17955-2000球型支座技術條件》
（6）《GB/T2611—92試驗機通用技術要求》
4、橡膠支座壓剪試驗機系統(tǒng)試驗能力與主要技術要求
4.1系統(tǒng)試驗功能
試驗中，模擬試件工作狀況，將試樣放在試驗機試驗空間里，由電機驅動橫梁，調整好空間，由電機驅動油泵，通過微機控制電液伺服閥對試樣施加載荷，進行抗壓強度，彈性模量試驗。通過橫剪裝置和轉角裝置對橡膠支座產品進行轉角、剪切等強度性能試驗。
4.2試驗機正常工作條件
1、室溫: 10-35℃ 濕度: ≤80%
2、濕度：≤75%
3、電源: 3相 380V±10% 50Hz 15kW
4、無強烈振動、無腐蝕性介質、無較強電磁場干擾的環(huán)境中
5、計算機電源：220V±10% 50Hz 單獨接入
4.3主要規(guī)格及參數(shù)
（一）5000kN四柱式壓力試驗
（1）、試驗力：5000kN（壓力表示值30MPa）
（2）、試驗力范圍：（0.4%—）20 kN—5000 kN
（3）、試驗力精確度：≤±1%
（4）、四點位移測量范圍：0-10mm(數(shù)顯千分表分辨率1微米)
（5）、四點位移測量平均值精確度：≤±1%FS
（6）、活塞行程：0－200mm
（7）、上、下壓板距離；0－1500mm
（8）、上、下壓板尺寸：900×700mm
（9）、四柱凈距（左右/前后）：1040mm/640mm
（10）、位移測量范圍：0-250mm
（11）、位移測量精度：±0.5%FS
（二）1000kN橫向臥式剪力試驗裝置
（1）拉伸(剪切)試驗力:1000kN（壓力表示值25MPa）
（2）試驗力范圍:（2%－）20 kN——1000kN
（3）試驗力精確度：±1%FS
（4）活塞行程：0－150mm
（5）拉伸速度：0－50mm/min
（6）位移測量范圍：0－150mm
（7）位移測量精度：±0.5%FS
（8）剪切拉板尺寸：900×700×70mm
（三）、轉角試驗裝置
（1）轉角力：300kN（壓力表示值25MPa）
（2）轉角力精確度：±1%FS
（3）活塞行程：0－100mm
（4）轉角板尺寸：1400×700×120 mm

5、橡膠支座壓剪試驗機總體技術方案
本方案設計以滿足用戶對橡膠支座成品進行抗壓強度試驗、抗壓彈性模量試驗、抗剪彈性模量試驗、轉角試驗、剪切角試驗等。本機還可對金屬，非金屬材料，建筑材料等大型結構構，彈性模量試驗為目的。以采用*的試驗技術和測量方法為出發(fā)點。在充分利用現(xiàn)代*科學技術的基礎上，采用*的、成熟的控制技術。以技術*性、設備實用性、安全可靠性、運行經濟性、性價比優(yōu)、投資少為設計理念和追求目標。提出了微機控制電液伺服壓剪試驗機總體設計方案。
5.1技術*性體現(xiàn)在采用現(xiàn)代*的計算機自動化測控技術，采用國內外成功的*試驗技術和試驗方法，可任意選擇恒定或按載荷指令加載方式實施加載。
5.2功能多用性體現(xiàn)在一臺設備可進行抗壓強度試驗、抗壓彈性模量試驗、抗剪彈性模量試驗、轉角試驗、剪切角試驗等。本機還可對金屬，非金屬材料，建筑材料等大型結構構件彈性模量試驗。
5.3設備的實用性體現(xiàn)在以滿足試驗能力和需求為前提，設計思路清晰、機構簡練、設備配置合理，可自動完成試驗記錄和數(shù)據(jù)處理。
5.4安全可靠性體現(xiàn)在設備各系統(tǒng)都有安全保護機構，如在油源壓力保護，油溫控制，試驗力過載保護，四柱的安全防護等。
5.5經濟性主要體現(xiàn)在滿足試驗基本功能的前提下，相對同類設備系統(tǒng)消耗量較小。
5.6性、價比體現(xiàn)在技術性能*的條件下相對同類設備投資少。

6、橡膠支座壓剪試驗機主要結構及工作原理
主機采用我廠成熟的技術，主機剛度高，穩(wěn)定性好，變形小，密封效果好。油源采用國產品牌油泵電機組，美國威格士控制閥，國產品牌冷卻器，及其他液壓輔件，適配性好，性能穩(wěn)定可靠，能充分滿足本機流量及壓力液壓需求。
控制柜里主要有控制器控制伺服閥，還有一些其他輔助電氣設施。計算機對試驗參數(shù)采集和處理，由屏幕實時顯示測試過程和試驗結果及過程再現(xiàn)（抗壓強度，彈性模量，轉角，抗剪彈性模量等），由打印機打印試驗報告。
6.1、主要結構
YAJ－5000型微機控制電液伺服壓剪試驗機主要由以下五部分組成：
（1）、5000kN四柱式壓力試驗機
（2）、1000kN橫向臥式剪力試驗裝置
（3）、300kN轉角試驗裝置
（4）、多功能液壓源
（5）、微機伺服測控系統(tǒng)
（一）5000kN四柱式壓力試驗主機
該主機是獨立的，同時也是組合的試驗單元，它可進行橡膠支座的抗壓強度和四點變形平均值及彈性模量試驗。它與1000kN橫向臥式剪力試驗裝置組合，可實現(xiàn)橡膠支座的抗拉、抗剪性能試驗。該主機為四柱式框架結構，油缸置于下底座。上橫梁可調。
主機采用四柱立式、油缸下置、動橫梁結構。主油缸材料采用鑄鋼，活塞材料采用球墨鑄鐵，主油缸與活塞密封采用間隙加密封圈密封，這樣使用壽命長，密封性能可靠，無外泄。下壓板（小車）可前后移動，便于裝卸試樣；壓縮空間通過動橫梁進行調節(jié)；機座及橫梁為鑄造件，四根絲杠均采用鍛造件；從而，使整機具有良好的剛度。
我公司生產的5000kN四柱式壓力試驗機主機凈重20噸，整機剛度達2×1010N/m（即在5000kN壓力下整機變形不大于0.3mm；上下壓板變形不大于0.001mm）。因為試驗機是一種精密設備，試驗機的剛度直接影響試驗精度、試驗結果的準確性；尤其是做橡膠支座的檢測試驗，試驗法要求主機和壓板必須具有一定的剛度。因為橡膠支座本身是一種塑性材料，變形大。如果主機和壓板剛度不夠，勢必要參與試樣的變形中去，這樣做出的數(shù)據(jù)就會有一定的誤差。
我公司生產的5000kN四柱式壓力試驗機主機活塞行程250mm，可達300mm?；钊谐檀笥欣谟脩舻氖褂?。如：用戶要在該試驗機上做變形大的構件，我公司的試驗機活塞行程大，就完滿足用戶的要求。
另外試驗機正常使用時，在加力前活塞至少升起30－50mm。由于我公司的試驗機活塞行程大，因此，在做試驗時試樣變化不是很大時，*可以用活塞行程來調節(jié)試驗空間。這樣即方便了用戶做試驗，同時也提高了工作效率。
我公司生產的5000kN四柱式壓力試驗機主機還有一個特點：跨度大。即杠與杠之間的凈距離寬（左右1040mm；前后640mm），因為我們在設計時考慮到用戶購買大噸位的試驗機不光能做單一產品的試驗，同時要一機多用；比如：做一些大型構件、大型水泥管等等。所以用戶購買了本機就等于購買了一臺多功能試驗機， 1）機座材料為球墨鑄鐵，一次澆鑄成型。該機座在5000kN壓力下變形僅為0.002mm。此種材料剛性好，經三十多年用戶使用驗證，整機剛度沒有發(fā)生任何變形，保證了整機長期使用的穩(wěn)定性。工作油缸采用鑄鋼件，工作活塞內設計一個可調心的球面支承，這樣在發(fā)生偏心作用力時可以減輕工作活塞的側傾力以保證測力精確，試驗力值穩(wěn)定可靠。
油缸坐在機座里，這樣油缸與機座形成一體，在做橫向剪切試驗時，油缸和活塞不承受側向力，從而保證了油缸、活塞的使用壽命。
2）橫梁：
橫梁上裝有升降電動機，通過蝸輪、蝸桿使橫梁沿著絲杠上升或下降來達到調整試驗空間，但在加荷時不得升降。橫梁上裝有間隙消除器，以消除傳動螺母與絲杠之間的間隙。
橫梁的外形設計也是我公司的一大特色，此種形狀經過我公司四十多年的驗證重量輕、剛度好；穩(wěn)定、可靠；該橫梁在5000kN壓力下變形僅為0.002mm。在此剛度下橫梁的外形設計是合理的。
3）壓板
上壓板通過螺釘連接在橫梁下面，下壓板裝有車輪可在軌道上移動，上下壓板材料為鋼件。因為下壓板可移動，利用托板上的定位銷使下壓板對準中心，這樣可以方便地裝卸試驗件。在做橡膠支座剪切試驗時，利用小車將兩塊摩擦板安裝在上下壓板上，這樣就可以做橡膠支座橫剪狀態(tài)下的抗拉、抗剪彈性模量試
驗。
橡膠支座壓剪試驗機壓力機主機主要由以下部分組成：
（1） 5000kN主壓力機一臺
（2）負荷傳感器（5000kN）一只
（3）位移傳感器一只
（二）1000kN橫向臥式剪力試驗裝置
橫向臥式剪力試驗裝置必須與5000kN主機合作的情況下共同工作。這部分主要用于橡膠支座的抗拉、抗剪試驗。橫向剪力試驗裝置的組成部分主要有：1000kN工作油缸組件、油缸支座車體組件、1000kN負荷傳感器、橫向位移傳感器、拉杠橫梁、拉力托板及升降裝置等組成。
根據(jù)試驗要求，對力值設定并保壓。橫向剪切試驗的受力狀態(tài)非常好，它是一對內力，橫向剪切油缸的作用力通過傳感器及球面支撐作用到橫剪拉板上，橫向剪切油缸的反作用力通過油缸座支撐作用到上下壓板（摩擦板）上，這樣作用力與反作力互相抵消，對于試驗機的主機不產生測向力，從而對主機任何部位均無損壞。
橫剪裝置升降控制采用我公司研制的新技術，屬國內。該升降裝置，使橫剪裝置做到了實時跟蹤，橫剪作用力始終作用在中心位置上。由于橫剪裝置是用四個滾珠絲杠升降，其重心在橫剪小車上，這樣在做橫剪試驗時，橫剪裝置的自重可以*消除，保證了試驗結果的準確性。
橫剪試驗裝置主要由以下部分組成：
（1）切摩擦板二塊
（2） 1000kN橫向加試驗力油缸一套
（3）負荷傳感器（1000KN）一只
（4）位移傳感器一只
（三）轉角試驗裝置
轉角試驗裝置由一塊平板及一個300kN頂出的油缸組件組成。它的原理是：通過四柱式試驗機主機的上下壓板夾住兩塊橡膠支座試件，在兩試件中夾著轉角平板，在受力點300kN活塞向平板施加試驗力，試件產生一個轉角位移，其轉角計算由計算機來完成，然后打印試驗報告。
轉角試驗裝置主要由以下部分組成：
（1）轉角壓板一塊
（2） 300kN轉角加試驗力油缸一套
（3）負荷傳感器（300kN）一只
（4）位移傳感器一只
（四）多功能液壓源
液壓源由油箱、兩套泵組、濾油器、電磁換向閥、2個比例伺服閥、溢流閥等組成。油泵打出的高壓油經過濾油器進入配流座。進入配流座的油經2個伺服閥分別用于對主油缸、剪切油缸、轉角油缸試驗力的控制，當油液的壓力達到溢流閥調定的壓力時，多余的油經溢流閥溢流后流回油箱。系統(tǒng)的壓力通過壓力表可隨時觀察到。伺服閥要求使用清潔的油液，因此，油箱采用封閉式油箱，避免了二次污染，在系統(tǒng)中使用了濾油器，過濾精度為5um，用以過濾掉油液中的雜質，長期使用，濾油器會因存有過多的雜質而堵塞。因此，應根據(jù)具體情況更換濾油芯，這樣保證油路系統(tǒng)的清潔，提高了各液壓元件的使用壽命。同時配置了管式冷卻器，超過設定溫度報警器報警，開啟冷卻器，限制油溫升高，使液壓系統(tǒng)總處于良好的工作狀態(tài)。
（五）微機測控系統(tǒng)
該系統(tǒng)是專門為壓剪試驗機開發(fā)的測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)為多通道伺服控制系統(tǒng)，可控制多個伺服作動器。,由一臺計算機控制，功能強大的測控軟件由VC++語言編程，在Windows98/2000/NT/XP中文操作系統(tǒng)下工作。由多個伺服閥（或者電液伺服比例閥）作為控制元件，與位移傳感器、負荷傳感器(壓力傳感器)，變形傳感器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)需要對每個獨立的測量控制系統(tǒng)進行參數(shù)設置，每個作動器可分別、同時進行測量控制，從而完成給定的程序波形試驗。
1、微機測控系統(tǒng)由以下部分組成
1）、數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)
根據(jù)新的試驗標準規(guī)定抗壓彈性模量及抗剪彈性模量試驗均有試驗力保持要求。為此配置了兩套伺服閥，分別控制軸向壓力試驗主機和橫向剪力試驗裝置及轉角試驗裝置，通過改變控制器的電壓信號改變流過伺服比例閥的油量和方向，實現(xiàn)對工作油缸的控制，*抗壓彈性模量和抗剪彈性模量試驗要求，可以實現(xiàn)等速加荷、試驗力保持、等速卸荷等功能，以上功能是真正的閉環(huán)控制，不受外界環(huán)境影響，保證試驗的準確性，系統(tǒng)穩(wěn)定性得到很大提高。
2）工業(yè)控制計算機
由于采用了計算機，幾乎所有操作均在中文虛擬面板上進行，操作直觀便捷，輕松完成試驗參數(shù)設置、試驗控制、數(shù)據(jù)分析與處理；由屏幕實時顯示測試過程和力-時間曲線、力—位移、力—變形曲線等。并由打印機打印試驗報告及曲線。
3）、品牌打印機
4）、各種電纜線
5）、 WINDOWS平臺下的中文試驗軟件包
2、主要技術參數(shù)
1）試驗力測量系統(tǒng)
采用力傳感器（主作動器和水平作動器）對試驗力無慣性連續(xù)測量。
⑴．垂直試驗壓力：5000kN
• 試驗力測量精度：±1% 。
• 試驗力測量范圍：0.4～FS（連續(xù)全量程測量）。
• 試驗力值顯示：計算機屏幕實時顯示直讀數(shù)。
⑵．水平剪切力：1000kN
• 試驗力測量精度：±1% 。
• 試驗力測量范圍：2～FS（連續(xù)全量程測量）。
• 試驗力值顯示：計算機屏幕實時顯示直讀數(shù)。
⑶．轉角頂出力：300kN
• 試驗力測量精度：±1% 。
• 試驗力測量范圍：2～FS（連續(xù)全量程測量）。
• 試驗力值顯示：計算機屏幕實時顯示直讀數(shù)。
變形測量系統(tǒng)
• 采用變形傳感器測量試樣變形（垂直方向四只）。
• 變形測量范圍：0-10mm（連續(xù)全量程測量）。
• 變形測量分辨率：0.001mm。
• 變形測量誤差：±1%FS 。
• 變形顯示：計算機屏幕實時顯示直讀數(shù)。
2）位移測量系統(tǒng)
• 采用位移傳感器測量油缸活塞位移量，位移值由計算機屏幕顯示（垂直方向和水平方向兩只）。
• 位移量程：0～250mm；0～100mm。
• 位移測量分辨率：0.002mm
• 測量誤差：±0.5%
• 變形顯示：計算機屏幕實時顯示直讀數(shù)。
3）速度控制
①試驗力等速率控制：0.1～FS/min
• 等速率控制精度：±1%設定值
②位移等速率控制：0.5～50mm/min
• 等速率控制精度：±1%設定值
③恒試驗力、恒變形、恒位移速率控制精度：±1%設定值
7、橡膠支座壓剪試驗機控制系統(tǒng)及主要功能
主要功能特點
可實現(xiàn)計算機對試驗過程的自動控制。還可通過計算機進行手動控制。
1）測量控制系統(tǒng)采用美國AD公司電子器件生產，采用計算機總線插卡式設計。系統(tǒng)具有自動調零、自動標定、連續(xù)全程測量、無級調速等功能。計算機軟件采用VC++語言編程，可在Windows98/2000/XP/NT操作系統(tǒng)下工作。內容包括了試驗力、位移、變形測量控制,試驗曲線顯示、數(shù)據(jù)處理和打印、判別等功能，
并有完整的數(shù)據(jù)庫軟件接口供用戶使用。采用全數(shù)字閉環(huán)調速系統(tǒng)，可對試驗的全過程進行監(jiān)控、自動采集處理試驗數(shù)據(jù)、打印試驗曲線報告。同時具有曲線、數(shù)據(jù)存儲功能及曲線放大功能。
2）進行試驗力等速率控制，并可進行試驗力保持。
3）進行位移等速率控制，并可進行位移保持。
4）在試驗過程中各種控制速率及控制功能均可互相切換。
5）具有整機保護功能。
6）可通過聯(lián)機幫助查看或打印軟件說明、操作規(guī)程、注意事項等內容。