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摘要:針對當前液壓疲勞試驗機工作時能源消耗大的不足，本文提出疲勞試驗機的雙油泵液壓力源控制系統，通過液壓力源基本控制原理分析，設計疲勞機液壓控制系統及控制流程，本文設計的疲勞試驗機的雙油泵液壓控制系統結構簡單，加卸載頻率高，不但提高了工作效率還大大節省了能源。

關鍵詞:疲勞試驗機;雙油泵;液壓控制系統

1引言

疲勞試驗機是一種主要用于在室溫狀態下，測定金屬及其構件的疲勞性能、疲勞壽命，完成預制裂紋及裂紋擴展等疲勞試驗的機器。疲勞試驗機一般都采用液壓動力源，以往疲勞試驗機主要是采用普通電機帶動普通定量泵往工作油缸里輸油，通過調節閥(流量閥)或溢流閥(壓力閥)來調節動力裝置的輸出壓力和動作速度，優點是維護簡易，缺點是油泵始終在大流量出油導致液壓油溫升過高，從而導致液壓系統必須采用冷卻設備才能連續運行，能源消耗極大。本文主要介紹了疲勞試驗機的一種雙油泵液壓力源系統和控制方法，系統結構簡單，控制方法加卸載頻率高，大大提高了工作效率，同時大大節省能源。

2疲勞試驗機的結構

本文設計的雙泵液壓控制系統的疲勞試驗機，包括底座、立柱、上梁、移動橫梁、橫梁驅動電機、傳感器、工作平臺、油缸、活塞、油缸支架、雙泵液壓力源控制裝置。雙泵液壓力源控制裝置包括:油箱、兩個油泵、兩個伺服電機、兩個伺服電機驅動器和數據采集控制系統。

3疲勞試驗機的雙泵液壓控制系統設計

3.1雙油泵液壓力源裝置工作原理

雙泵液壓力源控制裝置包括:油箱、兩個油泵、兩個伺服電機、兩個伺服電機驅動器和數據采集控制系統。工作時，將被測試件放置在工作平臺上，通過橫梁驅動電機驅動橫梁上下移動，調整好試驗空間。疲勞試驗機加卸載時，數據采集和控制系統根據疲勞機加載的目標力值和疲勞機傳感器的實際信號，通過運算，向兩臺電機驅動器發送速度、轉矩指令，電機驅動器6通過調速電機5控制油泵4的轉速、轉矩，對油缸進油，電機驅動器10通過調速電機9控制油泵8的轉速、轉矩對油缸回油。疲勞機的傳感器實時向數據采集和控制系統發送信號，數據采集和控制系統實時通過運算向電機驅動器6和電機驅動器10發送速度、轉矩指令，如此完成一個閉環控制，執行實際工作的需要。

3.2液壓力源

基本控制原理理想狀態下，調速電機直接驅動油泵，疲勞試驗機液壓油缸所需的壓力、流量與調速電機的轉速、轉矩符合所以調速電機的轉矩與系統所需的壓力成正比。根據Q=n×q，可知調速電機的轉速與系統所需流量成正比。因此，只要動態地調整調速電機的轉矩、轉速，就能提供疲勞試驗機液壓油缸所需的壓力、流量。

3.3疲勞機液壓控制系統

控制流程本文的疲勞試驗機在加卸載時，第一油泵加載到最大載荷時，馬上啟動第二油泵進行卸載，與以往一個油泵作為動力源相比，大大縮短了疲勞機加卸載所需要時間，極大提高了疲勞試驗機的加卸載荷頻率，因此極大的提高了工作效率。

4試驗測試

以往疲勞試驗機液壓力源都是普通電機驅動油泵以額定轉速運行，比例溢流閥調整系統工作壓力，比例流量閥對油泵提供的壓力進行分配，一部分壓力油提供給油缸，多余的壓力油經比例溢流閥流回油箱，電機消耗的功大部分為無效功，這些無效功轉化為熱能通過壓力油經比例溢流閥流回油箱，因此還需要安裝冷卻系統，從而導致運行時能量利用率低。本文設計的疲勞試驗機雙油泵液壓力源系統，采用伺服電機驅動伺服油泵供油，只要動態地調整調速電機的轉矩、轉速，就能提供疲勞試驗機液壓油缸所需的壓力、流量，系統所需流量等于泵的流量，因此大大降低了功率損耗，從而更加節能。以往疲勞試驗機是一個油泵作為動力源，加載時油泵正轉向油缸進油，卸載時需要由正轉停止后才開始反轉，油缸回油，完成一次加卸載需要更久的時間。本文的疲勞試驗機液壓力源采用雙油泵伺服控制系統，一個油泵進油，一個油泵回油，在加卸載時，第一油泵加載到最大載荷時，馬上啟動第二油泵進行卸載，與以往一個油泵作為動力源相比，大大縮短了加卸載所需要時間，極大提高了疲勞試驗機的加卸載荷頻率，因此極大的提高了工作效率，本文設計的疲勞試驗機的頻率為3HZ，額定載荷為50噸。

5小結

本文設計的疲勞試驗機雙油泵液壓力源系統，兩個油泵工作，大大縮短了疲勞試驗機加卸載荷所需時間，極大地提高了疲勞試驗機的加卸載荷頻率。采用伺服電機驅動伺服油泵進行加卸載，由于伺服電機能實時調整轉矩、轉速來達到控制液壓系統壓力和流量的目的，而且響應速度很快，系統所需流量等于泵的流量，因此大大降低了功率損耗，從而更加節能。

參考文獻

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［3］李福義.液壓技術與液壓伺服系統［M］.哈爾濱:哈爾濱船舶工程學院出版社，1992．

作者：王秀榮 單位：福建省計量科學研究院