电伺服压剪试验机的研发

　　输出的**路压力油经过精密滤油器后被分为三路：一路进入电液伺服阀11，由电液伺服阀11控制转角加载液压缸10，完成转角试验；一路进入电液伺服阀8，由电液伺服阀8控制水平剪切加载液压缸9，完成压剪试验；另一路进入电液伺服阀6后再进入同步伺服浮动液压缸7，控制同步伺服浮动液压缸7产生与试件轴向变形相同的位移，即位移闭环控制，以调整水平剪切作用力使之始终与试件中心截面保持一致。

　　丝杠传动装置传统的试验机试验空间的调整都采用蜗轮蜗杆传动机构带动丝杆运动的机械方式，在大型试验机上成本高、加工难度大。本文所设计的丝杠传动装置是在试验机有液压驱动系统的前提下，轴向试验空间的调整采用液压马达驱动，通过链轮、链条等传动装置使丝杠转动，由丝杠与固定在横梁上的丝母之间的螺旋传动实现横梁的移动。与目前常用的传动机构相比，该传动方式简化了机构，大大节约了成本，具有操作方便、运行灵活平稳、**可靠等诸多优点。

　　测量系统测量系统分为力值和变形测量，为满足各力值和变形精度达**试验机要求，所有力值传感器选用精度为0.1%的载荷传感器而不是压力传感器，直接测量受力值；变形选用数字千分表直接测量变形值，用磁力表座固定在各检测位置，可方便准确的测量试件变形，完全满足进行压力、压剪等试验的需求。采样放大器选用台湾凌华16位采样电路板，力值和变形误差皆为放大器测量采样误差，测量精度可保证示值的1%.

　　剪切面中心位置偏移针对试件在预压正压力和水平剪切力共同作用下会发生轴向变形，水平剪切面中心位置发生偏移，使位移采集数据失真，作者提出一种水平剪切面中心位置保持的方法，该方法由一套固定在多功能压剪试验机的机架基座上与水平剪切加载液压缸通过球铰连接的同步浮动伺服液压缸及一套从试件变形及位移采集到液压同步浮动伺服液压缸组成的闭环控制系统共同实现。

　　同步浮动伺服液压缸垂直安装在水平剪切加载系统就位装置上，活塞端部安装球铰，与剪切液压缸连接。试样变形产生的轴向位移使水平剪切力离开试样中心，同步浮动伺服液压缸将检测到的该变形反馈给同步浮动系统，控制浮动伺服液压缸使之产生相同位移，托起水平剪切液压缸至准确位置，从而保证水平剪切作用力始终与试件水平向中心截面在同一平面内。

　　转角试验抗扭装置在做转角试验时，转角试验力产生的转矩通过承载压板及相关连接件传递到载荷传感器和垂直向加载液压缸活塞上，使载荷传感器及垂直向加载液压缸活塞受到外加的扭矩及水平径向力作用，引起载荷传感器测量不准、垂直向加载液压缸活塞磨损。为了有效防止转角试验时载荷传感器及垂直向加载液压缸活塞受到外加的扭矩及水平径向力的作用。本文提出了一种抗扭装置，如所示，该装置由导向套筒、圆锥滚子轴承、定位卡箍、滚轮及滚轮架等组成。

　　导向套筒套装在传动丝杠上并与传动丝杠同轴，导向套筒的两端各安装一副圆锥滚子轴承，轴承的内圈与传动丝杠过盈配合，并由上下两个定位卡箍定位在传动丝杠上。在承载压板的侧面安装了传扭弯板用于传递扭矩，传扭弯板上安装了滚轮架及滚轮，在导向套筒的外圆沿其轴向方向开有导向槽，使滚轮在X、Y方向均与导向套筒上导向槽的底面接触，在导向套筒的导向槽内沿轴向滚动。

　　在做转角试验时，转角试验力对承载压板施加一抗扭装置结构个转矩，承载压板发生偏转使载荷传感器及垂直向加载液压缸受到额外的弯矩及径向力，该抗扭装置将转角试验力产生的转矩通过承载压板上的传扭弯板等组件，传递到四根传动丝杠上，而传动丝杠的刚度相对于转角试验力产生的转矩是无限大的。因此该装置能够有效地防止转角试验力作用下承载压板发生偏转，从而保证了转角试验时载荷传感器和垂直向加载液压缸不受弯矩和径向力作用。

　　总结研制出了电液伺服大型多功能压剪试验机，提出了伺服液压缸同步浮动系统和新型抗扭装置，成功解决了压剪力作用下剪切面中心位置偏移和转角试验时载荷传感器测量不准和垂直向加载液压缸活塞磨损等技术难题。