一文介绍疲劳试验机的型号、参数与操作

一文介绍疲劳试验机的型号、参数与操作

一、设备核心参数（以PA-100电液伺服疲劳试验机、PD系列电子疲劳试验机、高频疲劳试验机为例）  

（一）PA-100型电液伺服疲劳试验机  

力学性能参数  

最大动态试验力：±100kN，最大静态试验力：±100kN，力测量范围覆盖2%~100%FS  

负荷示值相对误差：≤±0.5%，负荷波动度：≤±0.5%FS，位移测量精度：≤±0.5%FS

作动器行程：0~150mm，位移分辨率：0.01mm，加载频率范围：0.01~50Hz  

立柱净间距：600mm，上下夹头最大距离：800mm，试样适用范围：金属材料、复合材料、零部件等

液压系统参数  

液压油型号：ISOVG46抗磨液压油，清洁度等级：NAS8级及以上  

系统工作压力：21MPa，流量：30L/min，油温控制范围：20~55℃，配备油温互锁保护  

油源功率：30kW，电源要求：380V±10%、50Hz三相四线，接地电阻：≤4Ω  

控制系统参数  

控制方式：负荷、位移、应变三闭环控制，可自动切换  

采样频率：最高10000Hz，数据采集精度：16位，支持正弦波、三角波、方波、随机波等多种波形  

控制单元：自主研发全数字控制器，采用ARM芯片，网口高速通讯  

安全保护：过载保护、过压保护、欠压保护、漏油保护、试样断裂保护、紧急停机保护

（二）PD系列微机控制电子式疲劳试验机  

核心力学参数  

力值规格：0.5kN、5kN、10kN、20kN、50kN多档位可选  

试验频率：0.1~20Hz，精度等级：0.5级，力值示值误差：≤±0.5%  

有效试验空间：500~700mm，立柱间距：550mm，夹具适配：拉伸、压缩、弯曲专用夹具  

电气与控制参数  

驱动系统：松下伺服电机+伺服驱动器，传动方式：高精度滚珠丝杠  

控制模式：微机闭环控制，支持定负荷、定位移、定应变控制  

数据处理：自动绘制试验曲线、生成报告、数据存储导出，兼容Windows系统  

（三）高频疲劳试验机（电磁谐振式）  

关键性能参数  

最大动态试验力：50kN，静态试验力：±100kN，频率范围：60~300Hz 

力值精度：1级，平均负荷波动度：±0.5%FS，交变负荷波动度：±0.5%FS

上下夹头距离：50~700mm，立柱净间距：≥580mm，外形尺寸：900mm×800mm×2200mm

功能参数  

控制模式：纯负荷控制，谐振自动跟踪，无需手动调频

循环次数：最大9999万次，可预设自动停机，具备试验中断数据记忆功能

安全配置：二级过流保护、频率降保护、负荷上下限保护、失控保护

二、产品核心技术特点  

（一）高刚性与稳定性设计  

主机框架采用高强度铸钢/钢板焊接结构，经退火消除内应力，长期使用不变形，保证加载同轴度  

电液伺服机型作动器采用软支承结构，活塞设均压支承环槽，活塞杆经"磨镀磨"工艺处理（镀硬铬+精磨），耐磨耐腐蚀，使用寿命提升50%以上  

密封件采用保色-霞板组合密封技术，摩阻小、启动压力低，动态响应快，杜绝漏油隐患  

高频机型采用电磁谐振原理，无液压驱动，结构紧凑、振动小、噪音低（≤70dB）  

（二）高精度测量与控制系统  

力传感器选用美国世铨高精度产品，位移传感器采用MTS磁滞式，测量精准、稳定性强  

全数字控制器采样频率高达10000Hz，实时捕捉载荷变化，闭环控制响应时间≤1ms  

自主研发测控软件功能全面：参数设置、曲线实时显示、数据自动存储、故障自诊断、报警提示  

支持多种标准试验方法（GB/T2611-2007、JB9397-2002等），适配金属、非金属、复合材料疲劳测试  

（三）多功能与适配性强  

一机多用：可完成拉伸、压缩、弯曲、扭转、三点/四点弯曲、疲劳裂纹扩展等多种试验  

夹具模块化设计：快速更换拉伸、压缩、弯曲、板材、棒材等专用夹具，适配不同试样规格  

环境兼容：可搭配高低温箱、腐蚀介质装置，实现高低温疲劳、腐蚀疲劳等复杂环境试验  

（四）安全与智能化保障  

双重安全防护：硬件（机械限位、过载、过流、断裂保护）+软件（参数上下限、异常停机）

故障自诊断：实时监测传感器、伺服阀、油路、电路状态，故障时自动停机并显示原因  

无人值守：预设循环次数、保护阈值，试验完成自动停机、断电，适合长时间疲劳测试

（五）维护便捷与低运营成本  

模块化设计：核心部件（伺服阀、传感器、控制器）独立拆装，维护更换便捷  

易损件通用性强：密封件、滤芯、夹具等采购成本低，更换周期长  

能耗优势：电磁谐振高频机无液压泵持续运转，能耗比传统机型降低30%以上  

售后体系完善：厂家提供终身技术指导、上门维护、配件供应，降低运维难度  
 

三、标准化安装过程  

（一）安装前准备  

环境条件确认  

场地：专用实验室，地基承载力≥2000kg/m²，无强振动、无冲击、无强电磁干扰、无腐蚀性气体  

温湿度：温度10~35℃，相对湿度≤80%，温度波动≤2℃/h，避免阳光直射  

空间：主机四周预留≥800mm操作空间，油源与主机间距≥500mm，保证散热与检修  

基础施工  

采用C30混凝土浇筑，厚度≥300mm，预埋地脚螺栓（4-M24），水平度误差≤0.1mm/m  

地基承重≥1.5倍设备总重（PA-100约3500kg），养护期≥28天，完成48小时沉降观测  

设备与配件验收  

开箱检查主机、油源、控制柜、夹具、传感器、线缆等外观完好，无磕碰、锈蚀  

核对说明书、保修卡、校准证书、配件清单，确认无缺失、无损坏  

（二）主机安装与水平校准  

主机就位  

采用叉车/吊车将主机吊运至基础，穿入地脚螺栓（暂不紧固），调整主机位置与图纸一致  

水平度调校  

用高精度框式水平仪在工作台面纵横方向测量，调整地脚螺栓垫片，使水平度≤0.1/1000  

检查立柱垂直度，偏差≤0.05mm/m，确保加载无偏载  

水平达标后，对角均匀紧固地脚螺栓，力矩30~50N・m，二次复核水平度  

（三）液压与电气系统连接  

液压管路连接  

高压油管采用316不锈钢材质，耐压≥21MPa，接头双重密封，避免直角弯折  

连接主机作动器与油源，油管固定牢固，无扭曲，完成后进行30分钟保压测试（25MPa），无泄漏  

注入ISOVG46抗磨液压油，油位至油箱刻度线2/3处，过滤精度≥10μm  

电气接线  

电源：380V三相五线，铜芯电缆截面积≥6mm²，配稳压电源、UPS，接地电阻≤4Ω  

信号线：传感器、控制器采用双绞屏蔽线，与动力线间距≥50cm，穿金属管抗干扰  

连接主机、油源、控制柜、计算机，通讯线（网口/串口）连接牢固，标识清晰  

（四）系统调试与验收  

空载调试  

通电启动油源，检查油泵运转、油温、油压，无异常噪音、漏油  

手动控制作动器上下运行，全程顺畅无卡顿，位移显示准确  

测试紧急停机、限位保护、过载保护功能，确保有效  

负载调试  

安装标准试样，设置低负荷参数（50%额定力），运行10分钟，检查力值、位移精度  

逐步加载至额定负荷，测试闭环控制稳定性、波形精度、数据采集准确性  

验收  

厂家工程师出具校准报告，各项指标达标后签署《安装调试记录单》，完成验收  

四、规范使用操作流程  

（一）操作前准备  

人员培训：操作人员需经厂家培训，熟悉设备原理、参数、安全规范，持证上岗  

试样准备：按标准加工试样，表面无裂纹、毛刺，尺寸误差≤±0.02mm，记录试样信息  

设备检查  

检查油位、油温（20~55℃）、油压，液压系统无泄漏  

检查夹具、夹头无磨损、松动，传感器连接正常  

开机启动软件，确认上下位机通讯正常，报警  

（二）试样安装  

选择适配夹具（楔形/螺纹/弯曲夹具），固定于上下夹头，紧固夹具螺钉  

将试样居中放入夹具，调整横梁位置，使试样轴线与加载方向一致（偏差≤0.5°）  

均匀夹紧试样，力度适中（避免夹伤试样或夹持松动），复核同轴度  

（三）试验参数设置  

打开测控软件，新建试验项目，录入试样编号、材料、规格、试验类型  

核心参数设置：  

力学参数：动态负荷峰值、静态平均负荷、加载波形（正弦/三角）  

运动参数：频率、位移幅值、循环次数（1~9999万次）  

保护参数：过载阈值、位移上下限、断裂停机、异常停机条件  

参数设置遵循"由低到高"原则：初始负荷设为额定值50%，试运行10分钟正常后再调至目标值  

（四）试验运行与监控  

启动试验：确认参数无误、人员撤离安全区域，点击"启动"，设备按预设加载  

实时监控：  

观察负荷、位移、频率、油温、油压数据，曲线平稳无异常波动  

设备噪音（正常≤70dB），无异常震动、异响  

查看试样状态：无异常变形、滑移，裂纹萌生时记录循环次数  

异常处理：出现报警（过载、漏油、传感器故障）立即停机，排查故障后再重启  

（五）试验结束与数据处理  

到达预设循环次数或试样断裂，设备自动停机，记录终止循环次数  

卸载夹具，取出试样，清理工作台、夹具上的金属碎屑  

数据导出：保存试验曲线（负荷-循环、位移-循环），导出试验数据，生成试验报告  

关机流程：先关闭软件→切断油源电源→关闭主机电源→整理现场  

（六）安全操作规范  

试验时严禁人员靠近加载区域，禁止触摸运动部件  

更换试样、夹具、调试参数时必须停机断电  

液压系统带压时禁止拆卸管路、接头  

紧急情况立即按下红色急停按钮，切断总电源

五、全周期维护保养方案  

（一）日常维护（每次试验后/每日）  

清洁工作  

用干布擦拭主机、夹具、工作台、传感器，清除灰尘、油污、金属碎屑  

清理钳口、夹头杂质，避免氧化皮堆积导致小活塞磨损漏油  

清洁控制柜散热口、显示屏，禁止用腐蚀性溶剂（酒精、稀释剂）擦拭  

状态检查  

检查液压系统有无漏油，油管、接头无破损、松动  

检查夹具螺钉、紧固件有无松动，及时紧固  

查看油位、油温，确认在正常范围  

检查电气线路、信号线连接牢固，无破损  

（二）周维护  

润滑：对导轨、丝杠、链轮传动部位涂抹专用润滑脂（二硫化钼），保证润滑顺畅  

检查：测试紧急停机、限位、过载保护功能，确保灵敏有效  

软件：清理软件缓存，备份试验数据，查杀计算机病毒  

（三）月维护  

液压系统：检查油液清洁度，若浑浊、变色提前更换；清洗吸油过滤器  

机械部件：检查夹具、夹头磨损情况，磨损超标及时更换；调整链轮张紧度  

电气系统：清理控制柜内部灰尘，检查接线端子有无松动、老化  

（四）季度维护  

全面检查所有紧固件（地脚螺栓、框架连接件），重新紧固  

传感器校准：联系计量部门校准力、位移传感器，精度不达标及时更换  

液压系统：更换油路滤芯，检查伺服阀工作状态，清洗油箱底部杂质  

作动器检查：检查密封件有无老化、漏油，必要时更换  

（五）年度深度保养  

全面性能检测：测试最大负荷、频率响应、控制精度、示值误差，评估设备状态  

易损件更换：更换所有密封件、滤芯、老化线缆、磨损严重的夹具部件  

液压油更换：排空旧油，清洗油箱，加注新的ISOVG46液压油  

软件更新：升级测控软件至最新版本，优化系统功能  

结构检查：检查主机框架有无变形、裂纹，必要时进行应力检测  

（六）维护日志管理  

建立设备维护档案，记录每次维护日期、内容、故障处理、配件更换、校准结果  

依据维护日志预判设备状态，制定预防性维护计划，降低突发故障风险  

六、结语  

吉林冠腾疲劳试验机凭借高刚性结构、高精度控制、多功能适配、高安全性及便捷维护等优势，成为材料疲劳性能测试的核心设备。从安装到操作、从日常维护到年度保养，全流程标准化执行是保障设备长期稳定运行、测试数据精准可靠、延长使用寿命的关键。操作人员需严格遵循技术规范，结合设备特点开展试验与维护工作，充分发挥设备性能，为材料研发、质量检测提供坚实的技术支撑。