一文介紹疲勞試驗機的型號、參數與操作

一、設備核心參數（以PA-100電液伺服疲勞試驗機、PD系列電子疲勞試驗機、高頻疲勞試驗機為例）  

（一）PA-100型電液伺服疲勞試驗機  

力學性能參數  

最大動態試驗力：±100kN，最大靜態試驗力：±100kN，力測量范圍覆蓋2%~100%FS  

負荷示值相對誤差：≤±0.5%，負荷波動度：≤±0.5%FS，位移測量精度：≤±0.5%FS

作動器行程：0~150mm，位移分辨率：0.01mm，加載頻率范圍：0.01~50Hz  

立柱凈間距：600mm，上下夾頭最大距離：800mm，試樣適用范圍：金屬材料、復合材料、零部件等

液壓系統參數  

液壓油型號：ISOVG46抗磨液壓油，清潔度等級：NAS8級及以上  

系統工作壓力：21MPa，流量：30L/min，油溫控制范圍：20~55℃，配備油溫互鎖保護  

油源功率：30kW，電源要求：380V±10%、50Hz三相四線，接地電阻：≤4Ω  

控制系統參數  

控制方式：負荷、位移、應變三閉環控制，可自動切換  

采樣頻率：最高10000Hz，數據采集精度：16位，支持正弦波、三角波、方波、隨機波等多種波形  

控制單元：自主研發全數字控制器，采用ARM芯片，網口高速通訊  

安全保護：過載保護、過壓保護、欠壓保護、漏油保護、試樣斷裂保護、緊急停機保護

（二）PD系列微機控制電子式疲勞試驗機  

核心力學參數  

力值規格：0.5kN、5kN、10kN、20kN、50kN多檔位可選  

試驗頻率：0.1~20Hz，精度等級：0.5級，力值示值誤差：≤±0.5%  

有效試驗空間：500~700mm，立柱間距：550mm，夾具適配：拉伸、壓縮、彎曲專用夾具  

電氣與控制參數  

驅動系統：松下伺服電機+伺服驅動器，傳動方式：高精度滾珠絲杠  

控制模式：微機閉環控制，支持定負荷、定位移、定應變控制  

數據處理：自動繪制試驗曲線、生成報告、數據存儲導出，兼容Windows系統  

（三）高頻疲勞試驗機（電磁諧振式）  

關鍵性能參數  

最大動態試驗力：50kN，靜態試驗力：±100kN，頻率范圍：60~300Hz 

力值精度：1級，平均負荷波動度：±0.5%FS，交變負荷波動度：±0.5%FS

上下夾頭距離：50~700mm，立柱凈間距：≥580mm，外形尺寸：900mm×800mm×2200mm

功能參數  

控制模式：純負荷控制，諧振自動跟蹤，無需手動調頻

循環次數：最大9999萬次，可預設自動停機，具備試驗中斷數據記憶功能

安全配置：二級過流保護、頻率降保護、負荷上下限保護、失控保護

二、產品核心技術特點  

（一）高剛性與穩定性設計  

主機框架采用高強度鑄鋼/鋼板焊接結構，經退火消除內應力，長期使用不變形，保證加載同軸度  

電液伺服機型作動器采用軟支承結構，活塞設均壓支承環槽，活塞桿經"磨鍍磨"工藝處理（鍍硬鉻+精磨），耐磨耐腐蝕，使用壽命提升50%以上  

密封件采用保色-霞板組合密封技術，摩阻小、啟動壓力低，動態響應快，杜絕漏油隱患  

高頻機型采用電磁諧振原理，無液壓驅動，結構緊湊、振動小、噪音低（≤70dB）  

（二）高精度測量與控制系統  

力傳感器選用美國世銓高精度產品，位移傳感器采用MTS磁滯式，測量精準、穩定性強  

全數字控制器采樣頻率高達10000Hz，實時捕捉載荷變化，閉環控制響應時間≤1ms  

自主研發測控軟件功能全面：參數設置、曲線實時顯示、數據自動存儲、故障自診斷、報警提示  

支持多種標準試驗方法（GB/T2611-2007、JB9397-2002等），適配金屬、非金屬、復合材料疲勞測試  

（三）多功能與適配性強  

一機多用：可完成拉伸、壓縮、彎曲、扭轉、三點/四點彎曲、疲勞裂紋擴展等多種試驗  

夾具模塊化設計：快速更換拉伸、壓縮、彎曲、板材、棒材等專用夾具，適配不同試樣規格  

環境兼容：可搭配高低溫箱、腐蝕介質裝置，實現高低溫疲勞、腐蝕疲勞等復雜環境試驗  

（四）安全與智能化保障  

雙重安全防護：硬件（機械限位、過載、過流、斷裂保護）+軟件（參數上下限、異常停機）

故障自診斷：實時監測傳感器、伺服閥、油路、電路狀態，故障時自動停機并顯示原因  

無人值守：預設循環次數、保護閾值，試驗完成自動停機、斷電，適合長時間疲勞測試

（五）維護便捷與低運營成本  

模塊化設計：核心部件（伺服閥、傳感器、控制器）獨立拆裝，維護更換便捷  

易損件通用性強：密封件、濾芯、夾具等采購成本低，更換周期長  

能耗優勢：電磁諧振高頻機無液壓泵持續運轉，能耗比傳統機型降低30%以上  

售后體系完善：廠家提供終身技術指導、上門維護、配件供應，降低運維難度  
 

三、標準化安裝過程  

（一）安裝前準備  

環境條件確認  

場地：專用實驗室，地基承載力≥2000kg/m²，無強振動、無沖擊、無強電磁干擾、無腐蝕性氣體  

溫濕度：溫度10~35℃，相對濕度≤80%，溫度波動≤2℃/h，避免陽光直射  

空間：主機四周預留≥800mm操作空間，油源與主機間距≥500mm，保證散熱與檢修  

基礎施工  

采用C30混凝土澆筑，厚度≥300mm，預埋地腳螺栓（4-M24），水平度誤差≤0.1mm/m  

地基承重≥1.5倍設備總重（PA-100約3500kg），養護期≥28天，完成48小時沉降觀測  

設備與配件驗收  

開箱檢查主機、油源、控制柜、夾具、傳感器、線纜等外觀完好，無磕碰、銹蝕  

核對說明書、保修卡、校準證書、配件清單，確認無缺失、無損壞  

（二）主機安裝與水平校準  

主機就位  

采用叉車/吊車將主機吊運至基礎，穿入地腳螺栓（暫不緊固），調整主機位置與圖紙一致  

水平度調校  

用高精度框式水平儀在工作臺面縱橫方向測量，調整地腳螺栓墊片，使水平度≤0.1/1000  

檢查立柱垂直度，偏差≤0.05mm/m，確保加載無偏載  

水平達標后，對角均勻緊固地腳螺栓，力矩30~50N?m，二次復核水平度  

（三）液壓與電氣系統連接  

液壓管路連接  

高壓油管采用316不銹鋼材質，耐壓≥21MPa，接頭雙重密封，避免直角彎折  

連接主機作動器與油源，油管固定牢固，無扭曲，完成后進行30分鐘保壓測試（25MPa），無泄漏  

注入ISOVG46抗磨液壓油，油位至油箱刻度線2/3處，過濾精度≥10μm  

電氣接線  

電源：380V三相五線，銅芯電纜截面積≥6mm²，配穩壓電源、UPS，接地電阻≤4Ω  

信號線：傳感器、控制器采用雙絞屏蔽線，與動力線間距≥50cm，穿金屬管抗干擾  

連接主機、油源、控制柜、計算機，通訊線（網口/串口）連接牢固，標識清晰  

（四）系統調試與驗收  

空載調試  

通電啟動油源，檢查油泵運轉、油溫、油壓，無異常噪音、漏油  

手動控制作動器上下運行，全程順暢無卡頓，位移顯示準確  

測試緊急停機、限位保護、過載保護功能，確保有效  

負載調試  

安裝標準試樣，設置低負荷參數（50%額定力），運行10分鐘，檢查力值、位移精度  

逐步加載至額定負荷，測試閉環控制穩定性、波形精度、數據采集準確性  

驗收  

廠家工程師出具校準報告，各項指標達標后簽署《安裝調試記錄單》，完成驗收  

四、規范使用操作流程  

（一）操作前準備  

人員培訓：操作人員需經廠家培訓，熟悉設備原理、參數、安全規范，持證上崗  

試樣準備：按標準加工試樣，表面無裂紋、毛刺，尺寸誤差≤±0.02mm，記錄試樣信息  

設備檢查  

檢查油位、油溫（20~55℃）、油壓，液壓系統無泄漏  

檢查夾具、夾頭無磨損、松動，傳感器連接正常  

開機啟動軟件，確認上下位機通訊正常，報警  

（二）試樣安裝  

選擇適配夾具（楔形/螺紋/彎曲夾具），固定于上下夾頭，緊固夾具螺釘  

將試樣居中放入夾具，調整橫梁位置，使試樣軸線與加載方向一致（偏差≤0.5°）  

均勻夾緊試樣，力度適中（避免夾傷試樣或夾持松動），復核同軸度  

（三）試驗參數設置  

打開測控軟件，新建試驗項目，錄入試樣編號、材料、規格、試驗類型  

核心參數設置：  

力學參數：動態負荷峰值、靜態平均負荷、加載波形（正弦/三角）  

運動參數：頻率、位移幅值、循環次數（1~9999萬次）  

保護參數：過載閾值、位移上下限、斷裂停機、異常停機條件  

參數設置遵循"由低到高"原則：初始負荷設為額定值50%，試運行10分鐘正常后再調至目標值  

（四）試驗運行與監控  

啟動試驗：確認參數無誤、人員撤離安全區域，點擊"啟動"，設備按預設加載  

實時監控：  

觀察負荷、位移、頻率、油溫、油壓數據，曲線平穩無異常波動  

設備噪音（正常≤70dB），無異常震動、異響  

查看試樣狀態：無異常變形、滑移，裂紋萌生時記錄循環次數  

異常處理：出現報警（過載、漏油、傳感器故障）立即停機，排查故障后再重啟  

（五）試驗結束與數據處理  

到達預設循環次數或試樣斷裂，設備自動停機，記錄終止循環次數  

卸載夾具，取出試樣，清理工作臺、夾具上的金屬碎屑  

數據導出：保存試驗曲線（負荷-循環、位移-循環），導出試驗數據，生成試驗報告  

關機流程：先關閉軟件→切斷油源電源→關閉主機電源→整理現場  

（六）安全操作規范  

試驗時嚴禁人員靠近加載區域，禁止觸摸運動部件  

更換試樣、夾具、調試參數時必須停機斷電  

液壓系統帶壓時禁止拆卸管路、接頭  

緊急情況立即按下紅色急停按鈕，切斷總電源

五、全周期維護保養方案  

（一）日常維護（每次試驗后/每日）  

清潔工作  

用干布擦拭主機、夾具、工作臺、傳感器，清除灰塵、油污、金屬碎屑  

清理鉗口、夾頭雜質，避免氧化皮堆積導致小活塞磨損漏油  

清潔控制柜散熱口、顯示屏，禁止用腐蝕性溶劑（酒精、稀釋劑）擦拭  

狀態檢查  

檢查液壓系統有無漏油，油管、接頭無破損、松動  

檢查夾具螺釘、緊固件有無松動，及時緊固  

查看油位、油溫，確認在正常范圍  

檢查電氣線路、信號線連接牢固，無破損  

（二）周維護  

潤滑：對導軌、絲杠、鏈輪傳動部位涂抹專用潤滑脂（二硫化鉬），保證潤滑順暢  

檢查：測試緊急停機、限位、過載保護功能，確保靈敏有效  

軟件：清理軟件緩存，備份試驗數據，查殺計算機病毒  

（三）月維護  

液壓系統：檢查油液清潔度，若渾濁、變色提前更換；清洗吸油過濾器  

機械部件：檢查夾具、夾頭磨損情況，磨損超標及時更換；調整鏈輪張緊度  

電氣系統：清理控制柜內部灰塵，檢查接線端子有無松動、老化  

（四）季度維護  

全面檢查所有緊固件（地腳螺栓、框架連接件），重新緊固  

傳感器校準：聯系計量部門校準力、位移傳感器，精度不達標及時更換  

液壓系統：更換油路濾芯，檢查伺服閥工作狀態，清洗油箱底部雜質  

作動器檢查：檢查密封件有無老化、漏油，必要時更換  

（五）年度深度保養  

全面性能檢測：測試最大負荷、頻率響應、控制精度、示值誤差，評估設備狀態  

易損件更換：更換所有密封件、濾芯、老化線纜、磨損嚴重的夾具部件  

液壓油更換：排空舊油，清洗油箱，加注新的ISOVG46液壓油  

軟件更新：升級測控軟件至最新版本，優化系統功能  

結構檢查：檢查主機框架有無變形、裂紋，必要時進行應力檢測  

（六）維護日志管理  

建立設備維護檔案，記錄每次維護日期、內容、故障處理、配件更換、校準結果  

依據維護日志預判設備狀態，制定預防性維護計劃，降低突發故障風險  

六、結語  

吉林冠騰疲勞試驗機憑借高剛性結構、高精度控制、多功能適配、高安全性及便捷維護等優勢，成為材料疲勞性能測試的核心設備。從安裝到操作、從日常維護到年度保養，全流程標準化執行是保障設備長期穩定運行、測試數據精準可靠、延長使用壽命的關鍵。操作人員需嚴格遵循技術規范，結合設備特點開展試驗與維護工作，充分發揮設備性能，為材料研發、質量檢測提供堅實的技術支撐。