疲劳试验实验台液压系统的核心功能是通过液压传动原理,对试件施加周期性重复载荷(如拉伸、压缩、弯曲、扭转等),模拟材料或结构在长期交变应力下的疲劳过程。
1. 动力源输出:液压油的加压与输送
电机驱动液压泵(通常为齿轮泵、柱塞泵等)旋转,将油箱内的液压油通过吸油滤油器吸入泵内。
液压泵通过机械做功将机械能转化为液压能,使液压油获得高压(根据试验需求,压力可从几 MPa 到数百 MPa 不等),并通过高压管路输送至系统主回路。
2. 压力与流量调节:匹配试验载荷需求
高压油进入控制集成模块(含调压阀、流量阀、伺服阀等),通过这些元件精确调节输出压力和流量:
调压阀:限制系统最高压力,避免过载,同时根据试验要求设定静态载荷的基准压力。
伺服阀 / 比例阀:作为核心控制元件,接收电信号(来自控制系统的指令),动态调节进入执行元件的油液流量和方向,实现载荷的周期性变化(如正弦波、三角波等波形)。
蓄能器:辅助稳定系统压力,吸收压力脉动,确保载荷输出的平稳性,尤其在高频加载时补偿流量波动。
3. 执行元件:将液压能转化为机械载荷
经调节后的高压油进入液压缸(或液压马达,根据试验类型选择直线或旋转输出):
若为直线加载(如拉伸 / 压缩疲劳试验),液压缸活塞杆伸出或缩回,直接对试件施加轴向力。
若为扭转加载(如传动轴扭转疲劳试验),液压马达通过减速机构带动试件旋转,施加扭矩。
液压缸 / 马达的位移或力值通过传感器(如力传感器、位移传感器)实时反馈给控制系统,形成闭环控制。
4. 闭环控制:精确调控载荷参数
控制系统(通常为 PLC 或专用控制器)接收传感器反馈的实际载荷、频率、位移等信号,与预设的试验参数(如目标载荷大小、频率、循环次数)进行对比。
若存在偏差,控制系统通过调整伺服阀的开度或液压泵的输出,修正进入执行元件的油液量,直至实际参数与设定值一致。
5. 油液循环与冷却:保障系统稳定
完成做功的液压油通过回油管流回油箱,经回油滤油器过滤杂质后重新参与循环。
系统配备冷却器(如板式冷却器),当油温超过设定值(通常≤60℃)时,冷却器启动,降低油液温度,避免因油液黏度下降导致的系统效率降低或元件损坏。