PWS-5电子伺服组合式陶瓷股骨头疲劳试验机

一、概述

• 本机主要应用于 YY/T0809.6-2018带柄股骨部件颈部疲劳性能试验和性能要求、ISO7206-6：2013外科植入物部分和全髋关节假体的拉压疲劳试验。
• 也可以用于带锁髓内钉、带柄股骨部件、有扭矩作用的带柄股骨部件、金属角度固定器等外壳植入物的疲劳寿命测试。还可用于人工结构件的疲劳力学性能测试和各类医疗器械、其他各类金属、非金属材料、结构件、部件的疲劳寿命试验与静态力学性能测试。
• 该机以电子伺服控制技术为核心，采用国际当代最为先进的直动伺服技术，具有无需液压源、无需冷却设备、节能等特点，是小吨位疲劳试验领域的最新技术产品。

二、系统描述

1.主机：

• 主机为框架式结构， 伺服直线作动器上置于主机框架内部。
• 手动凸轮机构锁紧，方便试样的快速装夹，与定位。
• 主机为双立柱框架式结构，外表面采用镀硬铬处理，外形的美观程度，防腐蚀能力；
• 负荷传感器安装在作动器下端面，用于测量试验负荷。
• 主机工作台前方设计试样装夹、横梁运动和急停操作按钮，便于试验员方便操作。

2. 全数字单通道伺服控制器：

2.1 特点

• 控制通道数量：1个，全数字通用信号调理单元：三路测量通道，试验力、位移、变形闭环控制回路。具有控制模式无扰平滑切换功能。
• 最高闭环控制数据刷新频率为2kHz；
• 控制器A/D、D/A分辨率为16位；
• 信号发生频率范围：0.001Hz～5KHz；
• 信号发生器波形：正弦波、三角波、程序波等；
• 控制器具有极限参数设置功能，具有完备的保护功能。
• 除具有过载（110﹪）保护、二级过流保护外，还具有任意设置的动负荷上下限保护、静负荷上下限保护、频率保护等。
• 控制精度：静态控制精度为0.5％FS，动态控制精度典型值为1％FS。

2.2  伺服动态试验机（系统）控制软件：

系统管理软件：该软件是整个全数字伺服控制器工作的基础，其主要功能是管理控制系统的硬件资源、定义传感器、数字控制参数调整、设置保护，显示当前控制模式、液压和函数发生器状态以及传感器标定，并且提供双踪数字示波器、函数发生器软件：该软件主要用于恒幅动态试验，例如恒幅疲劳试验等。函数发生器软件会自动对控制量(例如载荷)的峰谷值进行跟踪修正，以保正在整个试验过程中，每个峰值的动态误差典型值为±1%FS，试验时操作人员可以动态地改变峰值、谷值和频率，也能进行人工或自动信号保持，如果自动信号保持循环数间隔被设置，则试验循环数每增加一个循环数间隔，软件就会自动把信号保持在设定的水平上，以方便于某些试验数据的测量(如目测裂纹长度)。软件可选的波形有正弦波、三角波、、斜波、锯齿波、组合波、组合斜波试验。试验结束，软件会将一些重要的数据存盘，例如试验载荷、频率、循环数和试验时间等。该软件也可进行简单的静态试验。多功能试验软件：该软件是一个柔性强，功能全的试验软件，用户可以用其设计特殊的试验方法，却不需要编程。此软件将伺服控制器具备的各种控制功能、数据采集功能和其他的一些辅助功能都以图标的方式做在了一个面板上，用户可以将这些功能图标用鼠标拖放到试验定义面板中，并将其按照用户需求随意组合起来，就可以按照用户自定义的试验方法进行试验。该软件可用于随机谱试验。

• 该机测量、控制系统采用计算机总线设计。整个系统具有调零、标定、连续全程测量、无级调速等功能。
• 可进行试验力等速率控制，并可进行试验力保持。
• 可进行变形等速率控制，并可进行变形保持。
• 可进行位移等速率控制，并可进行位移保持。
• 在试验过程中各种控制速率及控制方式均可平滑切换。
• 可进行低周循环及疲劳试验，具有三角波、正弦波、方波等组合波形、随机波形等，试验试验过程可实现程序自动运行。
• 具有整机保护功能，油源故障报警及自动保护功能。
• 具有试验过程监控功能，测控系统故障自诊断功能。
• 测量准确、功能齐全、可靠性高、操作简单、使用方便。
• 控制系统具有示波器检测接口；
• 可完成系统试验的监控管理，试验数据的处理等工作良好的便于操作的人机界面。
• 操作人员只需一个鼠标器便可完成试验的控制管理工作（键盘辅助输入参数）。
• 软件可实现零部件的各种波形试验。
• 可采用力控制，也可采用位移或应变控制，且可随机平滑切换。
• 可在计算机屏幕上同时显示多个曲线，数据窗口及试验状态窗口，并输出打印。
• 在程序试验中可随时干预控制方式，改变控制方式调整控制参数。
• 完善的软件自检功能，提示发生故障之处，无须厂家现场维修，只须更换计算机内相应的功能卡即可。
• 可实现网络通讯。

三、主要技术指标：

1．作动器（美国派克）

• 作动器行程：150mm
• 作动器结构形式：电动伺服
• 单个伺服缸最大动态试验力：5KN
• 动态波动度：不大于±1%FS。
• 最大频率： 20HZ

2．试验力测量系统

• 采用负荷传感器实现对试验力的无惯性测量。
• 试验力测量精度：±1%
• 试验力测量范围：2～100%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。

3．变形测量系统

• 采用位移传感器测量试样标距内变形。
• 变形测量范围：2～100%FS（连续全量程测量）
• 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。

4．位移测量系统

• 示值由计算机屏幕显示。
• 位移量程：150mm（由作动器行程确定）
• 位移测量分辨率：2μm
• 测量误差：±2μm

5．速度控制

①试验力等速率控制：1～100%FS/min

·控制范围： 2～100%FS

·等速率控制精度： ±1%设定值

②变形等速率控制： 1～100%FS/min

·控制范围： 2～100%FS

·等速率控制精度：±1%设定值

③位移等速率控制：

·等速率控制精度：  ±1%设定值

④恒试验力、恒变形、恒位移速率控制精度：±1%设定值

注：该系统技术参数完全符合相关国家标准要求。

伺服电机（美国派克）、伺服驱动器（美国派克）、额定电压：220V工作频率：50Hz；伺服直线作动器（美国派克）