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电液伺服万能试验机与电液比例伺服万能试验机的比较

电液伺服万能试验机与电液比例伺服万能试验机的比较



电液伺服试验机分为动态电液伺服和静态电液伺服试验机两种,伺服阀更适合于动态试验机,而电液比例阀在静态试验机上有无可比拟的优越性。电液比例阀式万能试验机及老产品技术改造自开始生产至今已有100多台,所有产品都正常工作,小至100kN大至15000kN微机控制电液伺服试验机压力试验机。电液比例阀控制技术是目前国内外最新控制技术填补了试验机行业空白,将电液比例阀成功运用于静态电液伺服试验机,打破伺服阀在静态试验机上的垄断局面,使其具有更高可靠性、稳定性及技术先进性,为我国液压试验机发展开辟更为广阔的前景。将该项技术成功应用于普通液压式试验机技术改造,使老产品更新换代成为可能,使之达到与新的电液伺服试验机具有相同的技术水平,使用更为方便可靠。

  一. 当前国内外同类产品技术概况

  随着试验机技术的发展,国内外电子液压万能试验机,近年来发展了三种不同控制方式;一种是电液伺服阀控制,一种是采用具有速度控制器的压力阀控制,第三种是宽流量范围的比例阀控制,除了控制系统外,还采用高精度力与位移测量系统及计算机采集处理等技术,在功能上达到甚至超过电子万能试验机,尤其在大负荷上液压万能试验机及各种压力试验机具有更大的优势。日本岛津UEH型及美国STEX公司的HVL型液压万能试验机均采用电液伺服阀控制双向油缸;负荷、变形、位移控制由电液伺服闭环控制,同时具有电子测量和计算机数据处理功能,电液伺服阀的优点是静动态性能良好,分辨率高、滞环小、线性度高、工作范围广更适合动态电液伺服试验机。其缺点是用于静态液压万能试验机上未能发挥其特点,使其造价提高、抗污染能力变差、工作噪声较大,油温升高快,有些还需水冷却。

  西德申克公司的UPM液压万能试验机其控制原理是由速度控制器控制力矩电机而带动压力控制阀施加负荷,并具有速度电流反馈,是一种传统的控制方式。

  二. 电液比例阀与伺服阀控制技术在静态万能试验机上应用比较(见下表)

  “比例控制阀发展的初期阶段,仅仅是将比例电磁铁代替普通液压阀的开关型电磁铁或调节手柄,这种比例阀的结构原理和设计准则没有变化。这种比例阀工作频宽小,稳定滞环大,只能用于开环控制。七十年代中期至八十年代初,是比例阀发展的第二个阶段,比例阀开始采用各种内反馈原理,耐高压,比例电磁铁出口比例放大技术日趋成熟。阀工作频宽达到5~10Hz稳定滞环降低到3%左右,八十年代以后,比例阀技术发展进入第三阶段,比例阀原理进一步改善,采用了压力流量位移反馈和动压反馈及电校正等手段,使阀稳定精度动态相应和稳定性都有进一步提高。除中位仍有部分死区外其控制性能与伺服阀更为接近”。“此外比例放大技术也相应迅速发展,不仅集成了各种反馈信号传感接受和处理功能,而且尺寸大为减小,可安装在阀体上使整个控制系统组成一体,使用更为方便,比例电磁铁驱动力的提高,也为阀的动态特性的改善提供了条件”,将其应用于静态电液伺服万能试验机中,配合微机精密调速控制系统已完全满足其使用要求。

  电液比例阀与伺服阀控制技术在静态万能试验机上应用比较

电 液 比 例阀                   伺 服 阀

电液比例阀:抗污染能力极强,对液压油的过滤要求为20μm,可实现无故障运行。
伺服阀:对液压油的过滤要求需达到3μm以内,抗污染能力极弱,尤其对静态液压式试验机间隙密封的柱塞油缸,更易引起油质污染,阻塞伺服阀。

控制方式:电液比例阀是纯数字电器伺服控制、电路简单,稳定性非常高。
控制方式:伺服阀多数采用模拟电器控制、电路复杂,稳定性较弱。

工作状态:电液比例阀是在低压起动,系统压力随试验力增加而比例增加,噪音低、油温不易上升,不需冷却装置。
工作状态:伺服阀是在高压状态下起动,正常工作时始终处于最高压力下,工作噪音大、油温升高快,容易渗漏,需要进行水循环冷却。

电器测量控制系统:采用计算机总线插卡式设计,所有功能通过软件来完成,有利于功能扩展、软件升级及微机联网,并且具有故障自诊断功能,维修极为方便,只需更换微机内相应插卡即可。
电器测量控制系统:伺服阀电器测量控制系统大多数采用德国都利公司电箱,需自配计算机及软件去管理电箱,显示试验数据,打印报告等工作,一旦电箱出现故障,试验机厂家无能力维修。

性能:电液比例阀反应速度较低,适合于静态液压试验机(频宽Hz/-3dB)~25
性能:而伺服阀反应速度较高,频宽(Hz/-3dB)20~200,适合于动态试验机。
闭环控制 闭环控制

性能价格比:高         性能价格比:低
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