电子疲劳试验机(电动伺服 / 直线电机动态疲劳试验机)
双立柱电子疲劳试验机
一、定义与核心原理
电子疲劳试验机全称全电动伺服动态疲劳试验机,区别于电液伺服机型,依靠伺服直线电机 / 伺服滚珠丝杠驱动,通过计算机全数字闭环伺服控制,对试样施加周期性交变载荷,模拟产品长期反复受力工况,测定材料、零部件疲劳寿命、疲劳强度、裂纹扩展、耐久性能化工仪器网。
工作逻辑:
软件设定波形、频率、力 / 位移幅值;
载荷 / 位移传感器实时采集信号反馈控制器;
伺服电机毫秒级动态调节输出,形成闭环精准控载;
全程记录循环次数、力 - 位移、力 - 循环曲线,自动生成 S-N 疲劳曲线
二、两大主流驱动类型
1. 滚珠丝杠伺服疲劳机(经济型低频)
动力:交流伺服电机 + 精密滚珠丝杠
载荷:±1kN~±50kN
频率:0.01~20Hz,行程越大上限越低
特点:性价比高、结构简单、维护便宜;适合高校实验室、中小零部件耐久测试
局限:高频率下惯性大,速度上限低
2. 直线电机电子疲劳机(高端精密型)
动力:无铁芯直线电机,无传动间隙
载荷:±1kN~±10kN(主流),高端机型至 ±20kN
频率:最高可达 100~120Hz,动态响应极强
优势:零间隙、定位精度 ±2μm、噪音<62dB、无液压油、免频繁保养、可静态 + 动态一体两用ZwickRoell
适用:医疗器械、高分子、复合材料、微小精密件
三、整机系统组成
主机框架:双立柱高刚性机架,电动升降横梁,T 型槽工作台,高刚度避免试验形变干扰数据
伺服作动单元:直线电机 / 伺服丝杠、力传感器、位移光栅尺
伺服控制器:单 / 双通道闭环,力、位移双模式可切换
测控软件:支持正弦、三角、方波、随机路谱、自定义块谱;自动计数、断裂停机、导出 S-N 曲线
配套工装:拉伸、压缩、三点 / 四点弯曲、扭转、薄膜、紧固件专用夹具
拓展附件:高低温环境箱、视频引伸计、水浴槽、腐蚀试验舱Instron
四、核心技术参数(通用标准机型)
表格
参数项 滚珠丝杠款(10kN) 直线电机款(10kN)
最大动态试验力 ±10kN ±10kN
力测量精度 ±1%FS ±0.5%FS
作动行程 ±50mm ±60mm
位移分辨率 0.001mm 0.000002mm
工作频率 0.01~15Hz 0.01~100Hz
控制模式 力控 / 位移控 力 / 位移 / 应变三模式
噪音 65~75dB <62dB
维护成本 中等(定期润滑丝杠) 极低(无液压、无磨损传动)
五、核心优势(对比电液疲劳试验机)
洁净环保:无液压油、无渗漏,实验室、医疗车间友好
低噪低能耗:单相 220V 供电,无需三相电、水冷机组
高精度动态:直线电机无传动间隙,微小载荷波动控制优异
维护简单:无油泵、滤芯、液压阀等易损件,长期使用成本低
一机两用:静态拉伸压缩 + 动态疲劳一体化,节省设备采购成本
占地小:无需外置液压站,台式 / 立式紧凑机型可选
短板:大载荷(>50kN)成本极高,重型结构件、大位移低频试验优先电液伺服机型。
六、可开展试验项目
轴向拉压疲劳:金属板材、棒材、塑胶、弹簧、紧固件
弯曲疲劳:三点 / 四点弯曲,板材、复合材料、PCB 板
扭转 / 拉扭复合疲劳:轴类、衬套、人工关节
低周 / 高周疲劳、裂纹扩展、预制裂纹断裂试验
耐久寿命测试:支架、卡扣、医疗器械植入件、小型汽车零部件
配套环境箱:高低温、湿热、盐雾耦合疲劳试验
七、主流应用行业
医疗器械:人工髋关节、骨科螺钉、心血管支架、牙科植入物(行业首选直线电机机型,符合 ISO 生物力学标准)ZwickRoell
材料科研:铝合金、碳纤维、塑料、橡胶、薄膜 S-N 曲线测定
汽车零部件:小弹簧、卡扣、密封件、连接器、线束耐久
电子电器:PCB 焊点、接插件、芯片封装振动疲劳
高校 / 检测机构:教学、材料力学检测、第三方可靠性实验室
八、适用执行标准
GB/T 3075、ASTM E466、ASTM E606、ISO 12106、ISO 18489、YY/T 医疗器械疲劳相关标准ZwickRoell
九、选型参考建议
载荷<10kN、精密洁净、高频测试、医疗 / 高分子 → 直线电机电子疲劳机
载荷 10~50kN、预算有限、低频常规材料测试 → 伺服滚珠丝杠电子疲劳机
载荷>50kN、大型结构件、大位移慢循环 → 选电液伺服疲劳试验机
电话:15665731831
公司名称:中远航试验仪器有限公司
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