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LG-DY04型 電液伺服測試試驗臺
品牌：理工偉業(yè) 咨詢(xún)電話(huà)：010-82827827 82827835
液壓伺服控制技術(shù)是隨著(zhù)液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展和應用而發(fā)展起來(lái)的的新型液壓控制技術(shù)。其控制精度和響應的快速性遠遠高于普通的液壓傳動(dòng)，在現代工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用。在液壓技術(shù)實(shí)驗教學(xué)環(huán)節中，伺服閥的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能測試能夠讓學(xué)生直觀(guān)的了解伺服系統核心元件的性能和主要參數。我單位設計開(kāi)發(fā)的電液伺服測試試驗臺可以滿(mǎn)足高等院校、職業(yè)院校的實(shí)驗教學(xué)及科研開(kāi)發(fā)要求。并可以根據現場(chǎng)的實(shí)際需要經(jīng)升級后增加新的實(shí)驗項目，具有良好的可擴展性。
一、基本功能：
掌握實(shí)驗的基本技能，進(jìn)一步了解機電一體化技術(shù)及計算機輔助測試即CAT技術(shù)的應用，提高學(xué)生測試技能和動(dòng)手能力。了解電液伺服閥的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，并掌握其性能測試的實(shí)驗分析方法。了解電液伺服閥控液壓缸系統(開(kāi)環(huán)、閉環(huán))在正弦輸入和階躍輸入時(shí)的響應特性,加深對反饋控制的理解。
二、實(shí)驗標準：
1、機械電子工業(yè)部1989年發(fā)布、實(shí)施的JB/JQ20233-88《電液伺服閥試驗方法》；
2、航空工業(yè)部1987年發(fā)布的HB5610《電液流量伺服閥通用技術(shù)條件》；
3、國家標準GB/T15623－1995《電液伺服閥試驗方法》。
三、主要技術(shù)參數
系統額定工作壓力：10Mpa；單泵6.67L/min—單電機1.5KW (進(jìn)口件) 共2套；泵源AC 380V；控制電壓：DC24V；組合方式搭接。
1、能夠完成伺服閥的特性試驗的特性實(shí)驗、伺服系統的閉環(huán)控制實(shí)驗、伺服系統的開(kāi)環(huán)控制實(shí)驗（階躍信號響應、正弦信號響應）等實(shí)驗項目
2、采用數據采集系統，可進(jìn)行實(shí)驗數據采集、實(shí)驗數據分析處理、激勵信號發(fā)生、等功能，要求軟硬件齊全、界面友好。數據采集板卡采用32通道模擬輸入、16通道數字輸入和12路模擬輸出。
3、靜態(tài)流量測量精度<2%，動(dòng)態(tài)流量測量頻帶寬度>100Hz，壓力測量精度<2%，壓力測量頻帶寬度>100Hz。
4、工控機配置：（工業(yè)控制計算機是整個(gè)數據采集與處理系統的核心。為適應高速采集運算、海量存儲的現代計算機發(fā)展趨勢，可配置一臺基于PIV架構的計算機：945GZ主板/E2180（酷睿 雙核2.0G）1G DDRII533/集成顯卡、網(wǎng)卡、聲卡/160G SATA/防水抗菌鍵盤(pán)/光電鼠標/17寸液晶/三年有限保修三年上門(mén)/硬盤(pán)保護/DOS系統/一鍵恢復；打印機（彩色噴墨，分辨率：5760×1400dpi，打印內存：標配內存：48MB；最大內存：256MB，接口類(lèi)型：USB2.0）、顯示器和PLC控制器（8位數字量輸入，6位數字量輸出，工作電源：24VDC/4.5A
5、軟件開(kāi)放良好性好，提供進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的程序接口。
6、泵站額定流量：6.67L／min；
四、實(shí)驗臺的整體設計
1、電液伺服閥的靜態(tài)特性包括壓力增益特性、空載流量特性、壓力流量特性、內部泄漏特性等。實(shí)驗中應該測量的參數有：控制流量Q 、供油壓力ps、回油壓力pt、控制口壓力pa 、pb 等。電液伺服閥的動(dòng)態(tài)特性通常用它的頻率特性或階躍響應特性來(lái)表示。實(shí)驗借助無(wú)載缸完成電液伺服閥的動(dòng)態(tài)特性的測試。實(shí)驗應該測量的參數有無(wú)載缸的位移s等。
2、本實(shí)驗臺由液壓站、電控部分、立式儀表柜以及數據采集工控等四部分組成。電控部分主要是液壓站供電的控制柜，可集成在液壓站前面板上。儀表柜是液壓站工作參數的顯示面板，根據人機工程學(xué)原理，儀表柜設計成立式結構，內部安裝高精度儀表及放大器組件，為保證儀表供電穩定，儀表柜中安裝高質(zhì)量穩壓電源及安全保護電路。工控機是整個(gè)系統的控制核心，內部安裝高精度數據采集卡及標準模擬量輸出單元，它可對整個(gè)系統實(shí)現CAT，并通過(guò)I/O電路對液壓系統進(jìn)行遠端控制。工控機配備液晶顯示單元及激光打印輸出單元，可實(shí)現實(shí)時(shí)數據顯示及數據處理和表格曲線(xiàn)打印輸出。
五、液壓系統設計
1、動(dòng)靜態(tài)特性試驗采用同一試驗臺，在測試靜態(tài)特性時(shí)，通過(guò)安裝在液壓缸油路上的截止閥來(lái)阻斷通往液壓缸的油路。動(dòng)態(tài)特性測試時(shí)則只打開(kāi)到液壓油缸的通路。
2、硬件配置方面：在電液伺服閥的進(jìn)油口、兩個(gè)負載口安裝三個(gè)壓力傳感器,獲得壓力參數并變送輸出。在兩負載口之間設計一整流回路，并安裝渦輪流量計,得到控制油路流量參數。比例節流閥同渦輪流量計串聯(lián)，通過(guò)改變節流閥節流口的大小，得到不同的負載壓力?；赜吐返牧髁總鞲衅骺蓽y系統的泄漏流量。測試動(dòng)態(tài)特性時(shí),由于液壓油缸的速度與閥輸出的空載流量成正比,在活塞桿上加裝速度傳感器，測量速度值乘以相關(guān)系數即可獲得伺服閥的輸出流量。
六、數據采集及工控部分設計
CAT實(shí)驗臺的特點(diǎn)是全部試驗數據都是由計算機自動(dòng)采集和處理的。試驗時(shí)，信號由相應的傳感器檢測，先送至儀表柜上的二次儀表，二次儀表對傳感器信號進(jìn)行放大、濾波轉換后，進(jìn)行數字顯示，并通過(guò)相應的接口電路傳輸給工控機，由測試軟件進(jìn)行數據處理，實(shí)現存儲、顯示、報表、打印等功能。同時(shí)電磁閥特別是電液伺服閥的動(dòng)作控制通過(guò)計算機用程序來(lái)實(shí)現。
1、傳感器及二次儀表
根據國家標準GB/T15623－1995《電液伺服閥試驗方法》的要求，在電液伺服閥的具體測試試驗項目中，需要測量伺服閥的進(jìn)出口和兩個(gè)控制油口的油液壓力，進(jìn)出油口的油液溫度以及流量等試驗數據。根據液壓系統的油液壓力和流量條件選擇壓力、溫度、流量傳感器如下。并根據各種傳感器的便送輸出情況選擇二次儀表。并對傳感器和二次儀表的安裝和顯示等條件提出具體要求。
2、采集板卡和控制板卡
根據測試系統的系統功能和要求，整個(gè)數據采集和處理系統要實(shí)現以下功能：
（1）傳感器和二次儀表的測試數據的輸入
（2）根據測試試驗項目的不同，控制相關(guān)電磁閥的開(kāi)閉
（3）程序控制電液伺服閥的動(dòng)作和開(kāi)度
（4）傳感器采集的壓力、溫度、流量等測試數據經(jīng)過(guò)二次儀表便送輸出后，通過(guò)A/D板接口電路送至工控機，由軟件進(jìn)行處理。
（5）電磁閥的開(kāi)閉通過(guò)工控機輸出電平信號來(lái)控制，經(jīng)過(guò)放大后控制相關(guān)電磁閥的動(dòng)作。
（6）電液伺服閥的動(dòng)作和開(kāi)度通過(guò)程序手動(dòng)或者自動(dòng)實(shí)現，將程序輸出的數字量轉變成模擬量，輸出到電液伺服閥的放大線(xiàn)圈控制電液伺服閥的相關(guān)動(dòng)作。
七、測試軟件
1、為了使軟件界面更加友好、操作更加簡(jiǎn)單，我們開(kāi)發(fā)了全中文的基于Window2k和XP操作系統的測試軟件,界面美觀(guān)大方，提示信息及其幫助全部為中文，易于掌握，操作使用方便，系統穩定性和容錯性好。為了便于維護和使用，軟件在設計開(kāi)發(fā)時(shí)采用了模塊化結構以及分層菜單和容錯技術(shù)。為提高數據采集的精度，程序中使用了多媒體定時(shí)器，采樣精度達到1ms。同時(shí)在軟件的編制中采用了多線(xiàn)程技術(shù)，采集、顯示和存儲分線(xiàn)程操作，提高采集和顯示的實(shí)時(shí)性，同時(shí)加速代碼執行速度，節約系統資源。數據庫采用SQLSERVER2000便于數據的保存和查詢(xún)。
2、在主控模塊中，根據試驗項目及其擴展功能來(lái)設計菜單，測試軟件的主要菜單內容包括：文件、系統測試、報表管理、技術(shù)參數入庫、設置、工具和幫助等。對于每一個(gè)測試項目，通過(guò)點(diǎn)擊菜單或者界面上的相關(guān)按鍵，程序對液壓系統的相關(guān)電磁閥和電控系統的加載裝置自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)設置，只需要填寫(xiě)試驗的編號，手動(dòng)填寫(xiě)其他相關(guān)參數，即可完成相關(guān)的試驗，操作方便，易學(xué)易用。用戶(hù)也可在界面上手動(dòng)設置液壓系統和電控系統，進(jìn)行其他一系列擴展試驗，靈活性高。報表管理給用戶(hù)和數據庫之間建立了一個(gè)交互的平臺，可以輕松實(shí)現試驗數據和相關(guān)試驗圖線(xiàn)的查詢(xún)和打印。設置菜單為用戶(hù)提供了更加人性化的功能，如前端顯示、開(kāi)機自動(dòng)運行、顯示每日一貼、最小化至任務(wù)欄等。工具菜單則可以使用戶(hù)在不退出檢測系統的情況下輕松調用計算器、記事本、畫(huà)圖板等常用工具。
八、測試方法
1、靜態(tài)特性實(shí)驗
（1）無(wú)載流量特性實(shí)驗：將比例節流閥的開(kāi)口調節至最大,此時(shí)可以看作油液無(wú)損失通過(guò)。輸入整個(gè)額定電流范圍電流，顯示試驗曲線(xiàn)，并由計算機進(jìn)行數據處理及分析，數字顯示出額定流量（正向與反向）、流量增益（正向與反向）、線(xiàn)性度（正向與反向）、不對稱(chēng)度、滯環(huán)。
（2）壓力增益實(shí)驗：將比例節流閥的開(kāi)口關(guān)死,實(shí)現負載的無(wú)窮大?？刂齐娏髟谡擃~定電流范圍變化，顯示兩控制油口的壓力變化情況。
（3）負載流量特性實(shí)驗：首先調節溢流閥使壓力達到電液伺服閥的額定壓力。信號源產(chǎn)生0. 01Hz 的三角波,幅值由用戶(hù)輸入。此信號經(jīng)過(guò)伺服放大器驅動(dòng)放大后,送入電液伺服閥,計算機發(fā)出信號,通過(guò)比例放大器驅動(dòng)放大后,控制比例節流閥的開(kāi)口,以實(shí)現測試系統的外負載?，F場(chǎng)的壓力或流量信號由相應的壓力傳感器和流量傳感器獲得,通過(guò)信號調理電路后,進(jìn)行A/ D 轉換,然后輸入計算機。計算機對數據進(jìn)行處理(傳感器的非線(xiàn)性校正、數字濾波、曲線(xiàn)擬合) 后,輸出實(shí)驗曲線(xiàn)。
2、動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗
（1）頻率響應實(shí)驗（亦即動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗）：調節系統壓力至閥的額定壓力。虛擬儀器的信號源產(chǎn)生5－200Hz 的正弦掃頻信號,此信號經(jīng)過(guò)驅動(dòng)放大后,送入電液伺服閥,與此同時(shí),伺服閥的輸出流量,通過(guò)安裝在液壓油缸上的速度傳感器獲得,經(jīng)信號調理和A/ D 轉換后,輸入計算機。計算機對電液伺服閥的輸入信號和輸出信號進(jìn)行快速傅立葉變換,得到其幅值比和相位差,輸出波德圖。自動(dòng)掃頻測試后，顯示出被試伺服閥頻率響應波德圖，然后數字顯示幅頻寬（-3db）、相頻寬(-90º)。
（2）閥控液壓缸系統階躍響應特性實(shí)驗。只打開(kāi)接液壓缸的油路閥門(mén)，給伺服閥輸入系統在階躍輸入時(shí)的響應特性等。
九、測試系統的特點(diǎn)
1、系統動(dòng)靜態(tài)性能測試采用同一個(gè)實(shí)驗臺,通過(guò)相應截止閥的開(kāi)閉,實(shí)現動(dòng)靜態(tài)性能試驗的切換
2、全部實(shí)現計算機輔助測試及遠程控制，軟件接口開(kāi)放，可靈活擴展與升級
3、系統加載采用比例節流閥,節省了人力和實(shí)驗時(shí)間,且實(shí)驗結果精確。
4、所有實(shí)驗所需的輸入信號,均由計算機的虛擬信號源產(chǎn)生,簡(jiǎn)化了實(shí)驗設備(如超低頻信號發(fā)生器、頻響分析儀等) 。
5、實(shí)驗過(guò)程中的壓力、流量、輸入電流等信號,均通過(guò)虛擬儀器的軟面板顯示,簡(jiǎn)化了實(shí)驗儀表(如壓力表、流量表、電流表等) 。
十、配置清單
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序號 |
名 稱(chēng) |
規 格 型 號 |
數量 |
備 注 |
|
1 |
可移動(dòng)式伺服液壓實(shí)驗臺 |
1350×750×850 4只2600N承載萬(wàn)向滾輪,采用1mm-2mm厚度鋼壓制而成；亞光噴塑 |
1臺 |
自制 |
|
2 |
可移動(dòng)式電器柜 |
500×680×600mm |
1個(gè) |
自制 |
|
3 |
可移動(dòng)式電腦桌 |
500×720×600mm |
1個(gè) |
自制 |
|
4 |
壓力出口分配器 |
100×100×80 方鋼高溫熱處理 |
1塊 |
自制 |
|
5 |
壓力回油分配器 |
100×100×80 方鋼高溫熱處理 |
1塊 |
自制 |
|
6 |
驅動(dòng)電動(dòng)機 |
采用銑鐵外殼運轉躁音低于50分貝，臥式 |
2個(gè) |
神宇 |
|
7 |
定量葉片泵 |
公稱(chēng)排量8mL/r，容積效率 95% |
1只 |
|
|
9 |
進(jìn)油高精度過(guò)濾器 |
過(guò)濾精度5u，自帶過(guò)載保護，報警 |
1個(gè) |
|
|
10 |
回油高精度過(guò)濾器 |
過(guò)濾精度5u，自帶過(guò)載保護，報警 |
1個(gè) |
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11 |
風(fēng)冷器 |
220V 50HZ 4”螺紋過(guò)渡 |
1個(gè) |
|
|
12 |
油箱 |
85L，3.5mm鋼板析邊制作，蓋邊8.0mm作支撐，表面噴塑，與實(shí)驗臺相匹配，美觀(guān)大方 |
1只 |
|
|
13 |
航空液壓油 |
10#航空液壓紅油 |
85升 |
|
|
14 |
空氣濾清器 |
活動(dòng)網(wǎng)口徑φ32，過(guò)濾精度300目，通過(guò)流量大于20L/min |
1只 |
|
|
15 |
濾油器 |
MF-03過(guò)濾精度200目 |
2只 |
|
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16 |
油溫油面計 |
鍍銘鐵質(zhì)外殼，最高使用溫度70°C |
1只 |
|
|
17 |
拷克 |
梅花旋扭 |
1只 |
|
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18 |
壓力表 |
10MPa 硅油耐震 內紅色標簽分別顯示MPa值和psi值 |
1只 |
|
|
19 |
多功能轉換底板 |
130×100×25 鋁型材，用于伺服閥與電磁閥，清洗油路 |
1塊 |
|
|
20 |
伺服閥 |
CDY 供油壓力范圍 2-28ＭＰa 額定供油壓力21ＭＰa 分辨率<1% 零偏<_3% 滯環(huán)<4% 額定電流Ｉn 10MA |
1只 |
|
|
21 |
溢流閥 |
DBDH10P 板式結構 口徑:10,壓力調節范圍:2-8MPa ,最大流量:100L/min ,最大壓力31.5MPa , 配置鋁安裝底座 |
1只 |
|
|
22 |
直線(xiàn)缸 |
雙出桿式雙作用，左右各行程100mm 帶行程撞塊，液壓徑直徑40／22mm 額定壓力10ＭＰa |
1只 |
|
|
23 |
壓力傳感器 |
抗震型，0.5級精度，1-5Ｖ電信號輸出， |
3只 |
|
|
24 |
流量傳感器 |
LWGY-10渦輪式流量傳感器，精度0.2，可4-20mA標準電流信號輸出，軸、軸承都采用硬合金材料,測量范圍 0.1―0.6 M3/h |
1只 |
|
|
25 |
截止球閥 |
10通徑球閥，用來(lái)做開(kāi)閉管路用 |
6只 |
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|
26 |
囊式充液油箱 |
額定壓力10ＭＰa,充液體積４Ｌ 垂直立式安裝與泵組附近 |
1只 |
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|
27 |
溫度顯示表頭 |
電接點(diǎn)式，精度等級1.5級， 接點(diǎn)額定功率10ＶＡ，最高工作電壓：380Ｖ或220Ｖ 最高電流1Ａ |
2只 |
|
|
29 |
溫度變送模塊 |
1-5Ｖ標準信號輸出 |
1只 |
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|
30 |
計算機 |
I3、4G 500G |
1臺 |
|
|
31 |
顯示器 |
19寸液晶 |
1臺 |
|
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33 |
總線(xiàn)數據采集塊 |
1．16路單端模擬量輸入 |
1塊 |
|
|
34 |
測試模塊總成 |
動(dòng)態(tài)測試 |
1套 |
|
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35 |
多功能轉換電路板 |
多功能DAS卡的20腳平板電纜連接器 方便可靠的配線(xiàn) 可與68腳的SCSI-II連接 |
1塊 |
|
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36 |
專(zhuān)用輸出線(xiàn) |
重量240克 |
1套 |
|
|
37 |
伺服控制器 |
尺寸：160mm×130mm 1.指令輸入：a ±10V電壓輸入 b ±5V電壓輸入c4 – 20mA電流輸入 d反饋大信號輸入e反饋差動(dòng)小信號輸 2) 輸出電流：±10mA 3) 勵振信號： 300HZ方波 幅值可調，出廠(chǎng)時(shí)幅值為零。 4)通頻帶： ≮ 1000HZ 5)非線(xiàn)性度：≯ 1% 6) 放大器增益： 電壓級K= 0.5 – 5 出廠(chǎng)時(shí)為2i/V級i/V= 10mA/V 7) 供電電源：外部供給電源±15V200mA紋波≯ 2mV+5V200mA紋波 ≯ 10 mV |
1塊 |
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38 |
專(zhuān)用伺服通訊電纜 |
并聯(lián)連接方式，用入伺服閥與伺服控制之間聯(lián)接 |
1條 |
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專(zhuān)用穩壓模塊 |
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1塊 |
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40 |
電路分流器 |
3×15路 |
1個(gè) |
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智能控制變送儀 |
工作電源：AC85-260 基本誤差：0.2% 采樣速謴：3次／秒 觸點(diǎn)壽命：10 5 |
3只 |
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42 |
流量運算儀 |
160mm×90mm 工作溫度范圍：0-50度 測量頻率范圍 0.1-25kHz,基本誤差小于0.01％，顯示范圍-19999-45000 |
2只 |
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43 |
信號轉換座 |
航空插座 |
9個(gè) |
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44 |
電器控制模塊 |
含三相四線(xiàn)漏電保護（輸出380V/220V）、啟動(dòng)按鈕，停下按鈕，上電指示燈，可編程控制器輸入輸出、交流接器等 |
1套 |
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45 |
專(zhuān)用油管 |
1.5mm，內孔12mm 承壓范圍：0—21MPa，兩頭開(kāi)35度喇吧口 |
1套 |
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46 |
專(zhuān)用接頭 |
A3材料，兩頭帶密封卡套， |
1套 |
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47 |
活動(dòng)扳手 |
6” |
1把 |
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48 |
活動(dòng)扳手 |
10” |
1把 |
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49 |
呆口扳手 |
17-19 |
1把 |
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50 |
內六角扳手 |
1.5mm – 10mm |
1套 |
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51 |
螺絲刀 |
大小一字型 十字型共4把 |
1套 |
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52 |
尖嘴鉗 |
滬工 |
1把 |