ПРЕСС ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к средствам для испытания строительных материалов на сжатие, а именно к оборудованию для приготовления и испытания дорожно-строительных материалов.
Известен гидравлический пресс с гидромоторным приводом (Патент РФ на полезную модель №116404, опубл. 27.05.2012 г.), содержащий закрытую двухстоечную станину, смонтированные в ее поперечниках гидроцилиндр поршневого типа, соединенного с ползуном, верхнюю и нижнюю половины штампа, гидромотор, привод вращения со смонтированной на нем опорной плитой. Гидроцилиндр и ползун размещены на верхней поперечине станины пресса, а гидромотор и взаимосвязанный с ним привод вращения установлены в нижней поперечине станины пресса. Верхняя половина штампа закреплена на ползуне, а нижняя половина штампа закреплена в опорной плите на шпинделе привода.
Недостатком данного пресса является невозможность использование его для проведения испытаний различных материалов из-за отсутствия датчиков силы и перемещения.
Известна гидравлическая универсальная испытательная машина (Патент РФ на полезную модель №100257, опубл. 10.12.2012 г. МПК G01N 3/08), предназначенная для механических испытаний образцов на растяжение и сжатие, которая содержит нагружающее устройство с силовым гидроцилиндром, насосную установку с приводом насоса высокого рабочего давления от асинхронного двигателя, частотный регулятор, тензорезисторный датчик силы и электрический измеритель нагрузки, а также электромагнитный гидрораспределитель, подключающий гидромагистраль нагнетания высокого рабочего давления силового гидроцилиндра.
Недостатком данной машины является то, что она не позволяет проводить испытания в автоматических режимах из-за отсутствия блока программного управления.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является машина испытательная гидравлическая (Патент РФ №2422797, опубл. 27.06.2011 г. МПК G01N 3/10). Машина включает силовую раму, образованную горизонтальными траверсами и вертикальными стойками, нагружающий гидроцилиндр, захваты, датчик деформации, датчик силы, насосную установку, устройство подачи рабочей жидкости от насоса в гидроцилиндр, систему задания режимов работы машины и управления, блок сравнения задающего сигнала и одного из сигналов датчиков деформации или силы с усилителем "сигнала ошибки". Устройство подачи рабочей жидкости от насоса в гидроцилиндр включает в себя упомянутую насосную установку с переливным золотником, гидрораспределитель с эксцентриком привода смещения второго золотника электродвигателем и с возвратной пружиной.
Однако недостатком данной машины является то, что она обеспечивает недостаточно широкий диапазон регулировки скорости работы пресса и параметров нагружения образцов.
Технической задачей данного технического решения является расширение диапазона параметров нагружения за счет возможности регулировки скорости работы насоса, что позволяет проводить испытания образцов, а также подготавливать образцы к испытаниям формованием.
Поставленная задача достигается тем, что пресс гидравлический измерительный содержит силовую раму, образованную горизонтальными траверсами, соединенными вертикальными стойками. На нижней траверсе установлен гидроцилиндр, соединенный через гидрораспределитель с насосом насосной установки, включающей блок электропривода, соединенный с насосом. Пресс гидравлический также содержит датчик перемещения, датчик силы, связанные с блоком управления насосной установкой. Новым является то, что блок электропривода насосной установки содержит два электродвигателя - асинхронный и двигатель постоянного тока, каждый из которых соединен с насосом через блок обгонных муфт.
Кроме этого верхняя траверса силовой рамы выполнена с возможностью перемещения по вертикальным стойкам и фиксации заданного положения. Пресс выполнен в виде функциональных модулей: исполнительного, включающего в себя силовую раму, гидроцилиндр, гидрораспределитель и датчики перемещения и силы, а также насосной установки и блока управления насосной установкой, связанных между собой гибкими электрическими и гидравлическими соединениями.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема пресса.
Пресс гидравлический измерительный состоит из трех функциональных модулей: исполнительного модуля, насосной установки и блока управления насосной установкой, связанных между собой гибкими электрическими и гидравлическими соединениями.
Исполнительный модуль представляет собой силовую раму, включающую горизонтально расположенные траверсы: нижнюю -неподвижную 1 и верхнюю - подвижную 2, соединенных двумя вертикальными стойками 3. Для изменения исходного расстояния между плитами верхняя траверса 2 силовой рамы выполнена с возможностью перемещения по вертикальным стойкам 3 и фиксации заданного положения. Это позволяет устанавливать в рабочую зону пресса испытуемые образцы различной высоты и формы. Для этого на вертикальных стойках 3 в местах их соединения с верхней траверсой 2 выполнена резьба, а в траверсе встроены гайки, при синхронном вращении которых траверса перемещается до требуемого положения. На нижней траверсе расположены силовой гидроцилиндр 4, гидрораспределитель 5 и датчик перемещения 6 отсчета величины перемещения подъемной плиты 7, соединенной с поршнем гидроцилиндра 4. На верхней траверсе шарнирно закреплен датчик силы 8 с опорной плитой 9.
Насосная установка состоит из блока электропривода, включающего в себя два электродвигателя - основного двигателя постоянного тока 10 и дополнительного асинхронного двигателя 11. Оба электродвигателя соединены через блок обгонных муфт 12 с одноступенчатым гидравлическим насосом 13 (гидронасосом) и приводят его в действие. Гидравлический насос 13 перекачивает рабочую жидкость из бачка 14 и под давлением подает ее под поршень гидроцилиндра 4. Питание электродвигателей осуществляют: основного - от электронного тиристорного регулятора 15, дополнительного - от электронного частотного блока управления 16.
Блок управления насосной установкой 17 состоит из электронных компонентов, жидкокристаллического индикатора и клавиатуры. В блоке 17 установлено программное обеспечение, управляющее работой пресса в автоматических режимах: поддержания заданной скорости нарастания нагрузки, перемещения подъемной плиты, формования образцов асфальтобетона, испытания образцов асфальтобетона на сдвигоустойчивость и др.
Пресс работает следующим образом.
Испытуемый образец помещают между опорной 9 и подъемной 7 плитами испытательного модуля. При включении оператором блока управления 17 и выборе требуемого режима, программное обеспечение блока, обрабатывая сигналы с датчиков 6, 8 исполнительного модуля, управляет работой блоков питания 15 и 16 электродвигателей 10 и 11, обеспечивая их включение и выключение, а также регулировку скорости вращения. Для работы пресса в режимах, требующих малой производительности насосной установки, включают основной электродвигатель 10, а для большой производительности - дополнительный электродвигатель 11. Крутящий момент от электродвигателей передается гидравлическому насосу 13 через блок обгонных муфт 12, что обеспечивает автоматическую кинематическую связь работающего в данный момент электродвигателя с насосом. При этом, при определенном положении гидрораспределителя 5, происходит нагнетание гидронасосом 13 рабочей жидкости из бачка 14 в рабочую полость гидроцилиндра 4, что приводит к перемещению поршня гидроцилиндра 4 с требуемой скоростью и созданию сжимающих усилий в испытуемом образце, установленном между подъемной 7 и опорной 9 плитами пресса. Наличие двух электродвигателей обеспечивает необходимую глубину регулировки скорости вращения приводного вала насоса и, соответственно, требуемую переменную производительность насосной установки. Это позволяет, поддерживать заданную по условиям испытаний скорость перемещения подъемной плиты от 1 мм/мин до 150 мм/мин и развивать требуемую нагрузку до 500 кН. В зависимости от выбранного режима работы можно производить либо испытания образцов, либо их подготовку к испытаниям формованием.
По окончании испытаний, после поступления соответствующих сигналов с датчиков исполнительного модуля в блок управления, происходит автоматическое выключение электродвигателя. Возврат подъемной плиты 7 в исходное положение производится при переключении гидрораспределителя 5 в положение, при котором рабочая жидкость из рабочей полости гидроцилиндра 4 перетекает в бачок 14.
Таким образом гидравлический пресс позволяет задавать разные режимы работы, что позволяет расширить диапазон параметров нагружения образцов за счет возможности регулировки скорости работы насоса, обеспечивая возможность как формования так и испытания образцов.