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電液伺服動靜萬能試驗機夾緊裝置的結構與工作原理

發布時間:2019-6-10 分類:技術文章 來源: 點擊:

電液伺服動靜萬能試驗機因其具有精度高、負荷大、頻響寬、控制靈活等優點,成為精確研究材料、零部件的力學性能的有力試驗手段。該設備由工作臺、立柱、橫梁、試件、上下夾頭、負荷傳感器以及伺服作動器組成,用于承受試驗載荷。伺服作動器是試驗系統的執行機構,輸出試驗力;橫梁采用機-氣-液壓夾緊、液壓升降方式,兩個對角布置的柱塞缸用于在需調整試驗空間時橫梁的升降。液壓強迫夾頭用于對試件的夾持。下面有揚州凱德試驗機廠家重點介紹一下夾緊裝置的結構與工作原理。

夾緊裝置提供足夠的夾緊力是試驗機正常工作的重要保障。對橫梁與立柱間的鎖緊方式,一般由兩種:機械鎖緊液壓松開或液壓鎖緊機械松開。前者是采用預應力彈性拉桿對橫梁實施鎖緊,在橫梁需要升降時由液壓缸將橫梁頂開以使其移動,這種夾持方式的主要缺點是彈性拉桿所受的應力較大,需選用高強度彈性材料;再者,彈性拉桿存在應力松弛額問題,過一定的時間需要用力矩扳手再對其預緊,操作不便,其優點是機器停止工作時橫梁的位置能被鎖住。而采用液壓鎖緊的優點是結構簡單、夾緊力容易保證,其缺點是當機器停止工作時,存在橫梁緩慢下滑的問題,容易造成人身事故。揚州凱德RM-1000型試驗機的夾緊方式綜合了兩者的有點,采用氣-液增壓油源作為動力源,機-氣-液夾緊方式,不但能充分保證試壓機所需的夾緊力,而且解決了橫梁下滑的問題。

1、氣-液增壓系統的工作原理

氣-液增壓系統利用壓縮空氣通過增壓缸對油液增壓, 可將油液壓力提高到50MPa甚至更高。對液壓夾緊裝置而言, 在保證密封的前提下, 大限度的提高供油壓力可以使夾緊裝置結構更為緊湊, 更主要的是能夠得到可靠足夠的夾緊力。氣-液增壓系統的工作原理如圖2 所示。主油源來油先注入夾緊油路和增壓缸的小腔,壓縮空氣通過氣動三聯件進入增壓缸的大腔,通過面積比為125:1的活塞隊油液增壓。增壓缸內部裝有機動換向閥,可以對油液連續增壓,直至活塞兩端受力平衡。一旦夾緊油路因換向閥內泄露而壓力降低,增壓活塞失去平衡,立即反應,再次對油液增壓。采用氣-液增壓系統具有保壓性能好、噪音低、反應快的優點。由于氣-液增壓缸是標準件,設計系統比較方便。

2、夾緊裝置的工作特點

夾緊裝置的結構如圖3所示,每個立柱一側設置三個缸徑為130mm的超薄型油缸(主夾緊缸),起主要的夾緊作用;停機時橫梁的鎖緊依靠每側兩根直徑為18mm的彈性桿的預緊力來保證;5、6組成的雙活塞液壓缸為夾緊-松開兩用缸(復合缸),在橫梁需要升降時,活塞外伸,克服彈性桿的拉力將橫梁推開,使橫梁和立柱保持一定的間隙,在橫梁需要鎖緊時,其與超薄型油缸一起對橫梁實施夾緊,另外,在橫梁和立柱裝有材料為QT-450球墨鑄鐵襯套,以增加橫梁和立柱間的摩擦系數,進而增大夾緊力。

通過調節氣動三聯件中的精密減壓閥的出口壓力,可以對夾緊力進行有效的控制和調節。

3、夾緊裝置的力學模型

橫梁與立柱的夾緊過程如圖4所示,如圖4(a)為初始狀態,假設立柱正好處在孔的中心,當橫梁受到夾緊力P的作用后,橫梁產生懸臂梁變形,根部發生在其薄弱位置即沿孔的中心縱向截面處。夾緊的第一步是橫梁和立柱兩點接觸,如圖4(b)所示,由于立柱上端為自由端,在夾緊力的進一步作用下,立柱被推向右端,終為圖4(c)所示的三點夾持狀態。

由于立柱和橫梁的配合間隙很小即被控制在0.08-0.165mm公差范圍內,橫梁的懸臂梁變形量很小,因此,可近似的認為N1=0.5N。如圖4(c)中的受力分析可得:

依以上的受力分析,便可確定夾緊裝置的結構尺寸。

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