1、概述

YAJ—10000型微机控制电液伺服压剪试验机（以下简称本机），主要用于检验公路、铁路桥梁橡胶支座成品的力学性能，可对板式、盆式橡胶支座成品进行抗压强度试验、抗压弹性模量试验、抗剪弹性模量试验、转角试验、剪切角试验等。本机还可对金属，非金属材料，建筑材料等大型结构构件抗压强度，抗弯强度（可选附件）性能试验。适用于科研,工厂，建筑,交通等部门及各大院校实验室试验用。

2、设计依据及引用文件

（1）《TB/T1893-2006铁路桥梁板式橡胶支座》

（2）《TB/T2331-2004铁路桥梁盆式橡胶支座》

（3）《JT/T4-2004公路桥梁板式橡胶支座》

（4）《JT391-1999公路桥梁盆式橡胶支座》

（5）《GB/T17955-2000球型支座技术条件》

（6）《GB/T20688.4-2007橡胶支座 第四部分》（附录A、B部分）

（7）《GB/T2611—92试验机通用技术要求》

符合上述标准中对压剪试验机的技术要求，能够对符合上述标准产品的力学项目实现微机控制检验。

3、系统试验能力与主要技术要求

3.1系统试验功能

试验中，模拟试件受力状况，将试样放在试验机试验空间里，由电机带动蜗轮蜗杆装置驱动横梁升降，调节试验空间至适合的程度；由电机驱动油泵，通过微机控制对试样施加载荷。可对各式橡胶支座进行抗压弹性模量试验、抗剪弹性模量试验、抗剪粘结性能试验、极限抗压强度试验、摩擦系数试验、容许转角试验以及对盆式橡胶支座进行竖向承载力试验、径向变形试验和盆式摩阻试验等。

3.2试验机正常工作条件

1、室温: 10-35℃   

2、湿度：≤85%

3、电源: 3相  380V±10%  50Hz  15kW/25

4、无强烈振动、无腐蚀性介质、无较强电磁场干扰的环境中

5、计算机电源：220V±10%    50Hz   单独接入

3.3主要规格及参数

（一）10000kN四柱式压力试验机主机

（1）、试验力：10000kN

（2）、试验力范围：（0.4%—F.S）40 kN—10000 kN

（3）、试验力度：≤±1%

（4）、四点位移测量范围：0-10mm(数显千分表分辨率0.001mm)

（5）、四点位移测量平均值度：≤± 1%FS

（6）、活塞行程：0－500mm

（7）、上、下压板距离；0－1500mm

（8）、上、下压板尺寸：1050×1050×200mm

（9）、四柱净距（左右/前后）：1200mm/680mm                                                                                                                          

（10）、位移测量范围：0-200mm

（11）、位移测量度：≤±0.5%FS

（二）2000kN横向卧式剪力试验装置

（1）拉伸(剪切)试验力:2000kN

（2）试验力范围:（1%－F.S）20 kN——2000kN

（3）试验力度：≤±1%

（4）活塞行程：0－200mm

（5）拉伸速度：0－50mm/min

（6）位移测量范围：0－200mm

（7）位移测量度：≤±0.5%FS

（8）剪切拉板尺寸：1000×1000×120mm

（三）、转角试验装置

（1）转角力：600kN

（2）试验力范围:（4%－F.S）24kN——600kN

（3）试验力度：≤±1%

（4）活塞行程：0－150mm

（5）位移测量范围：0－150mm

（6）位移测量度：≤±0.5%FS

（7）转角板尺寸：1700×1000×120 mm

4、主要结构及工作原理

主机采用我厂成熟的技术，主机刚度高，整机刚度达5×109N/m，稳定性好，变形小。油源采用国产优质油泵电机组，美国威格士公司伺服阀，国产品牌冷却器及其他液压辅件，适配性好，性能稳定可靠，能充分满足本机流量及压力液压需求。

计算机采集控制系统用来对试验参数进行控制、采集和处理，由屏幕实时显示测试过程和试验结果，试验过程还可以再现（抗压强度，弹性模量，转角，抗剪弹性模量等），由打印机打印试验报告。

4.1、主要结构

YAJ－10000型微机控制电液伺服压剪试验机主要由以下五部分组成：

（1）、10000kN四柱式压力试验机

（2）、2000kN卧式剪力试验装置

（3）、600kN转角试验装置

（4）、伺服液压源

（5）、微机伺服测控系统

（一）10000kN四柱式压力试验主机

该主机是独立的，同时也是组合的试验单元，它可进行橡胶支座的抗压强度和四点变形平均值及弹性模量试验。它与2000kN横向卧式剪力试验装置组合，可实现橡胶支座的抗剪性能试验。该主机为四柱式框架结构，油缸置于下底座，上横梁可调。 

主机采用四柱立式、油缸下置、动横梁结构。主油缸材料采用锻钢，活塞材料采用球墨铸铁，主油缸与活塞密封采用间隙加密封圈密封，这样使用寿命长，密封性能可靠，无外泄。下压板（小车）可前后移动，便于装卸试样；压缩空间通过动横梁进行调节；机座及横梁为铸造件，四根丝杠均采用锻造件；从而，使整机具有良好的刚度。

1）机座：

机座材料为铸件，一次浇铸成型，并经过失效处理，具有长期稳定性；机座的外形设计是我公司的一大特色，此种形状经过我公司四十多年的验证刚度好，稳定、可靠；此种材料刚性好，经过四十多年用户使用验证，整机刚度没有发生任何变化，保证了整机长期使用的稳定性。

2）横梁：

横梁上装有升降用电机，通过蜗轮蜗杆传动使横梁沿着丝杠上升或下降来达到调整试验空间。

横梁上装有间隙消除器，以消除传动螺母与丝杠之间的间隙。

横梁的外形设计也是我公司的一大特色，此种形状经过我公司四十多年的验证重量轻、刚度好；稳定、可靠；在此刚度下横梁的外形设计是合理的。

3）压板

上压板通过螺钉连接在横梁下面，下压板装有车轮可在轨道上移动，上下压板材料为钢件。下压板可移动，利用托板上的定位销使下压板对准中心，这样可以方便地装卸试验件。在做橡胶支座剪切试验时，利用小车将两块摩擦板安装在上下压板上，这样就可以做橡胶支座横剪状态下的抗拉、抗剪弹性模量试验。压板面上附一层高硬度板（58-62HRC）。

4）油缸

油缸是微机控制电液伺服压力试验机的主要部件，油缸采用ZG310-570材料整体锻造而成，成型后的油缸应消除应力，并要保证锻件不得有裂纹、起皮等技术缺陷。它的功能是向试验件施加试验力、活塞行程300mm，油缸内径φ700，压力30MPa。

油缸的制造要求精度高，是微机控制电液伺服压力试验机的重要部件，它要求密封好，变形小，性能稳定。

工作活塞内设计一个可调心的球面支承，这样在发生偏心作用力时可以减轻工作活塞的侧倾力以保证测力，试验力值稳定可靠。

（二）2000kN横向卧式剪力试验装置   

卧式剪力试验装置必须与10000kN主机合作的情况下共同工作。这部分主要用于橡胶支座的抗剪试验。横向剪力试验装置的组成部分主要有：2000kN工作油缸组件、油缸支座车体组件、2000kN负荷传感器、横向位移传感器、剪切拉板及随动装置等组成。

这部分油缸支座车体组件由于比较重，我们设计采用电机带动车体组件自动进出。当做横剪试验时，先在下压板小车上放一试样找好位置，然后将下压板小车推入试验空间，推到一定位置限位停止；再将另一试样放在剪切拉板上，找好位置，启动按钮，油缸支座车体组件将自动进入试验空间，到达一定位置自动停车。做完试验后，启动按钮，油缸支座车体组件将自动退到原始位置。

根据试验要求，对力值设定并保压。横向剪切试验的受力状态非常好，它是一对内力，横向剪切油缸的作用力通过传感器及球面支撑作用到横剪拉板上，横向剪切油缸的反作用力通过油缸座支撑作用到上下压板（摩擦板）上，这样作用力与反作力互相抵消，对于试验机的主机不产生侧向力，从而对主机任何部位均无损坏。

横剪装置升降控制采用我公司研制的新技术，属创。采用自动升降装置，使横剪装置做到了实时跟踪，横剪作用力始终作用在中心位置上。这样在做横剪试验时，横剪装置的自重可以消除，保证了试验结果的准确性。

根据《JT/T4--2004公路桥梁板式橡胶支座力学性能试验方法》中A.3.2：进行剪切试验时，其剪切试验机构的水平油缸、负荷传感器的轴线应和中间钢拉板的对称轴相重合，确保被测试样水平轴向受力。

横剪试验装置主要由以下部分组成：

（1）剪切摩擦板二块

（2）2000kN横向加试验力油缸一套

（3）负荷传感器（2000KN）一只

（三）转角试验装置

转角试验装置由一块平板及一个600kN顶出的油缸组件组成。它的原理是：通过四柱式试验机主机的上下压板压住两块橡胶支座试件，在两试件中夹着转角平板，在受力点600kN活塞向平板施加试验力，试件产生一个转角位移，其转角计算由计算机来完成，然后打印试验报告。

转角试验装置主要由以下部分组成：

（1）转角压板一块

（2）600kN转角加试验力油缸一套

（3）负荷传感器（600KN）一只

（四）多功能液压源 

液压源由油箱、两套泵组、滤油器、电磁换向阀、2个伺服阀、溢流阀等组成。油泵打出的高压油经过滤油器进入配流座，进入配流座的油经2个伺服阀分别用于对主油缸、剪切油缸或转角油缸试验力的控制，当油液的压力达到溢流阀调定的压力时，多余的油经溢流阀溢流后流回油箱。系统的压力通过压力表可随时观察到。伺服阀要求使用清洁的油液，因此，油箱采用封闭式油箱，避免了二次污染，在系统中使用了滤油器，过滤精度为10um，用以过滤掉油液中的杂质，长期使用，滤油器会因存有过多的杂质而堵塞。因此，应根据具体情况更换滤油芯，这样保证油路系统的清洁，提高了各液压元件的使用寿命。同时配置了管式或风冷冷却器，超过设定温度报警器报警，开启冷却器，限制油温升高，使液压系统总处于工作状态。

（五）微机测控系统

该系统是专门为压剪试验机开发的测控系统。该系统为多通道伺服控制系统，可控制两个伺服作动器。由一台计算机控制功能强大的测控软件，由VC++语言编程，在Windows2000/NT/XP中文操作系统下工作。由两个伺服阀作为控制元件，与位移传感器、负荷传感器(压力传感器)组成闭环控制系统。根据需要对每个独立的测量控制系统进行参数设置，每个作动器可分别、同时进行测量控制，从而完成给定的程序试验。

1、微机测控系统由以下部分组成

1）  微机及控制系统

根据新的试验标准规定抗压弹性模量及抗剪弹性模量试验均有试验力保持要求。为此配置了两套伺服阀，分别控制轴向压力试验主机和横向剪力试验装置或转角试验装置，通过改变控制器的电压信号改变流过伺服比例阀的油量和方向，实现对工作油缸的控制，满足抗压弹性模量和抗剪弹性模量试验要求，可以实现等速加荷、试验力保持、等速卸荷等功能，以上功能是真正的闭环控制，不受外界环境影响，保证试验的准确性，系统稳定性得到很大提高。

2）软件系统

由于采用VC++语言编程，可在WINDOWS中文多种操作系统下工作，几乎所有操作均在中文虚拟面板上进行，操作直观便捷，轻松完成试验参数设置、试验控制、数据分析与处理；由屏幕实时显示测试过程和力-时间曲线、力—位移等曲线等。并由打印机打印试验报告及曲线。

3）、  负荷/压力传感器与位移传感器

4）、  品牌打印机

5）、  各种电缆线

6）、 高分辨率试验卡 

2、主要技术参数

1）试验力测量系统

采用力传感器（主作动器和水平作动器）对试验力无惯性连续测量。

⑴．垂直试验压力：10000kN

试验力测量精度：≤±1% 。

试验力测量范围：0.4～FS（连续全量程测量）。

试验力值显示：计算机屏幕实时显示直读数。

⑵．水平剪切力：2000kN

试验力测量精度：≤±1% 。

试验力测量范围：1～FS（连续全量程测量）。

试验力值显示：计算机屏幕实时显示直读数。

⑶．转角顶出力：600kN

试验力测量精度：≤±1% 。

试验力测量范围：4～FS（连续全量程测量）。

试验力值显示：计算机屏幕实时显示直读数。

变形测量系统

采用数字千分表测量试样四点变形（一拖八）。

变形测量范围：0-10mm（连续全量程测量）。

变形测量分辨率：0.001mm。

变形测量误差：≤±0.5%FS 。

变形显示：计算机屏幕实时显示直读数。

2）位移测量系统

采用拉线编码器测量油缸活塞位移量，位移值由计算机屏幕显示（垂直方向和水平方向两只）。

位移量程：0～300mm；0～300mm。

位移测量分辨率：0.001mm

测量误差：≤±0.5%FS

变形显示：计算机屏幕实时显示直读数。

3）速度控制

①试验力等速率控制：0.01～10%/S

等速率控制精度：±1%设定值

②位移等速率控制：0.5～50mm/min

等速率控制精度：±1%设定值

③恒试验力、恒变形、恒位移速率控制精度：±1%设定值

4.2、控制系统及主要功能

主要功能特点

可实现计算机对试验过程的自动控制。还可通过计算机进行手动控制。

1）测量控制系统采用美国AD公司电子器件生产，采用计算机总

线插卡式设计。系统具有自动调零、自动标定、连续全程测量、无级调速等功能。计算机软件采用VC++语言编程，可在Windows2000/XP/NT操作系统下工作。内容包括了试验力、位移测量控制,试验曲线显示、数据处理和打印、判别等功能，

并有完整的数据库软件接口供用户使用。采用全数字闭环调速系统，可对试验的全过程进行监控、自动采集处理试验数据、打印试验曲线报告。同时具有曲线、数据存储功能及曲线放大功能。

2）进行试验力等速率控制，并可进行试验力保持。

3）进行位移等速率控制，并可进行位移保持。

4）在试验过程中各种控制速率及控制功能均可互相切换。

5）具有整机保护功能。

6）可通过联机帮助查看或打印软件说明、操作规程、注意事项等内容。

5、主要配置

1）10000kN四柱立式液压压力试验主机                  一台

（制造厂：本公司）

2) 轴向位移光电编码器及转换装置                     三套

（制造厂：日本欧姆龙技术）

3）液压传感器（YB15A、35MPa）                       一只

（制造厂：美国）

4）数字式千分表（0-10mm、分辨率0.001mm）           八套

（制造厂：成都量具刃具厂）

5）数据转接器（一拖八）                              一套

（制造厂：成都量具刃具厂）

6）2000kN卧式剪力试验装置                           一套

（制造厂：本公司）

7）负荷传感器（2000kN）                              一只

（制造厂：美国AC）

8）600kN转角试验装置                               一套

（制造厂：本公司）

9）负荷传感器（600kN）                              一只

（制造厂：美国AC）

10）转角压板                                         一件

（制造厂：本公司）

11）摩擦板                                           二件

（制造厂：本公司）

12）伺服液压源                                       一套

（制造厂：本公司）

13）电液伺服阀组                                     二件

（制造厂：意大利阿托斯）

14）高压油泵组（31.5MPa、15kW、流量25升）           一套

（制造厂：意大利马祖奇）

15）高压油泵组（31.5MPa、3kW、流量5升）             一套

（制造厂：意大利马祖奇）

16）电磁换向阀                                       二套

（制造厂：德国力士乐）

17）电磁溢流阀                                       二套

（制造厂：德国力士乐）

18）耐震压力表                                       二块

（制造厂：青岛华青）

19）冷却器                                           一套

（制造厂：中国台湾朝田液压）

20）温度指示控制仪                                   一套

（制造厂：上海科研仪表厂）

21）液位计                                           一套

（制造厂：德国力士乐）

22）计算机联想/17寸液晶显示器                       一套

23）激光打印机（A 4惠普）                         一台

24）伺服电源及功率放大器                           二套

（制造厂：本公司）

25）轴向力和位移测控系统                             一套

        （制造厂：本公司）

26）剪向力和位移测控系统                             一套

        （制造厂：本公司）

27）转角测控系统                                     一套

        （制造厂：本公司）

28）八通道变形测量系统                               一套

                                      （制造厂：本公司）

29）VC++语言试验软件包                               一套

（制造厂：本公司）

30）测控扩展电箱                                   一套

（制造厂：本公司）

31）各种电缆及电器插头等                           一套

（制造厂：本公司）

32）备件、易损件                                     一套

33）技术文件（使用说明书、合格证、装箱单）           一份

6、售后服务

1）.产品由我公司技术服务部的专业技术人员进行售后服务。

2）.产品保修期一年。在保修期内如因产品质量问题发生故障将免费维修；如因非产品质量问题发生故障，只收成本费。产品终身维修并提供配件及易损件。

3）.产品由工程技术人员现场指导安装（用户吊装到位），免费调试。

4）.免费现场培训操作人员。

5）.软件免费升级