力控制试验液压系统是一种利用液压传动技术,并通过精确控制液压油的压力和流量,来实现对试验力精确控制的系统,广泛应用于材料力学性能测试、构件性能评估等领域。
动力元件:主要由电机和油泵组成。电机驱动油泵运转,将液压油从油箱中抽出并加压,为系统提供动力。常见的油泵有柱塞泵、齿轮泵等。
执行元件:一般为液压缸或液压马达。在力控制试验中,液压缸较为常用,它通过活塞的运动来输出力,对试件施加拉力或压力。
控制元件:包括电液伺服阀、比例溢流阀、换向阀等。电液伺服阀能根据输入的电信号精确调节液压油的流量和方向,是实现力精确控制的关键元件。比例溢流阀可用于调节系统压力,换向阀则用于控制液压油的流向,从而改变执行元件的运动方向。
测量元件:主要有力传感器、位移传感器等。力传感器用于测量施加在试件上的实际力,位移传感器可测量活塞或试件的位移,这些传感器的信号是实现闭环控制的重要依据。
辅助元件:如油箱、过滤器、冷却器等。油箱用于储存液压油,过滤器可过滤油液中的杂质,冷却器能控制油液的温度,确保系统正常运行。
工作原理:用户通过控制软件设定期望的试验力等参数,伺服控制器将设定值与力传感器反馈的实际测量值进行比较,计算出误差信号。控制器根据误差信号生成并输出一个微小的电流信号给电液伺服阀,电液伺服阀根据该电流信号精确地调节流向液压缸的高压油流量和方向,进而控制液压缸活塞的运动,对试样施加拉力或压力。在试验过程中,控制器不断比较设定值与反馈值,实时调整输出给伺服阀的电流信号,以消除误差,实现对试验力的精确控制。
应用领域:在材料科学研究和生产质量控制中,可测定材料的拉伸强度、屈服强度等力学性能指标;对于桥梁结构件、汽车零部件等工程构件,可评估其承载能力、疲劳性能等;在产品生产过程中,可对原材料和成品进行力学性能检测,保证产品质量。
典型设备:电液伺服液压万能试验机是力控制试验液压系统的典型应用设备。