改造300T压力机测试路桥橡胶支撑块

周红卫

（徐州天地重型机械制造有限公司，江苏 徐州 221116）

1 方案的制定

（1）根据对橡胶块检测标准制定GB/T 1700-2001中的要求、分析。根据不同工作吨位桥梁支座及橡胶块所具有的应力参数，确定检测设备的工作吨位。结合现有的装备，我们首先测试500直径以下的橡胶块，对300T油压机进行改装。

（2）对于测定的应力—应变参数，根据要求是需要连续变化的两座曲线，即在不同的工作压力下，橡胶块的变形量，其中剪应力—应变的曲线是在一定的正压力条件下，施加横向压力测定其变形量。

（3）根据以上的分析在对检测试验设备液压系统进行改造，如图1所示。

图1 液压系统改造图

（4）在测量控制上考虑到精度及自动化程度的要求，采用计算机控制。即用计算机控制油缸的动作、工作压力的设定、工作压力—变形的连续曲线显示及数值读出、对检测结果进行保存打印、试件编号等一系列过程如图2所示。

图2 计算机控制测量

计算机作为上位机利用WIN系统作为平台，采用组态编程原件，编制上下位机的通讯接口程序完成采样，操作等测试要求。

压力传感采用0～10V输出电信号，精度1‰，编码器采用0～10V输出电压信号，精度1%。在工作过程上述传感器除了被连续采样外，同时其信号进入比例溢流阀的放大器板作为反馈信号以便提高在检测过程中的稳定性及精确性。

（5）对于检测剪应力-应变的液压系统及计算机控制原理与测定正压力—应变的原理相同，根据要求位移传感器采用电阻式0～10V输出精度1%产品，检测时根据工件直径不同，沿水平油缸施力方向轴线，固定在橡胶块的边缘，进行参数测定。

2 原理分析

（1）液压系统分析：由于油箱上置于压力机的顶部，油泵采用25SCY14-1B变量油泵，在主缸下行时，液控阀向主缸冲液。在高压加压时，油泵小流量供液。直动式电液比例阀在测量过程中起到连续加压作用。由齿条带动的编码器在橡胶块压力不断变化的情况下，采集到的变形量，然后输送下位机PLC而上传给上位机，计算机在显示屏通过程序运行显示应力—应变连续变化曲线。在上位机中可以把试验曲线保存或打印。并根据不同直径的橡胶块，在计算机中设定实验压力值，保压时间，加压时间等参数。横向剪应力—应变曲线原理同正压力—应变。只是在一定的正应力状态下，横向加压由电位器、传感器测定变形量，在计算机上也可得到一组连续变化曲线如图3所示。

图3 液压分析图

（2）采用计算和控制比例加载试验检测，实现机电一体化。可方便地通过计算、测控系统设定和检测多种不同负荷下的实验曲线，显示和打印，检测过程的数据，实现人机对话，自动化程度、检测可靠性、测试参数、控制精度得到很大提高，操作条件极为便利。

（3）计算机控制电液比例技术的运用，使检测数据与控制基于机-电-液模拟对应原理。根据检测要求应力—油压—电压的模拟关系，应力=油压×活塞面积=电压×模拟参数×活塞面积，检测应力通过电液比例液位控制，液压系统工作油压的变化通过压力传感器将检测的油压转化为电信号，送入计算机并按有关算法程序进行处理，即可间接得到检测过程中要求的应力曲线。

（4）位移传感器检测到在加载过程中橡胶块的变形，用油压的位移量间接检测橡胶块的变形量，并把此值转换成电信号送入计算机，按照有关程序算法进行处理，间接得到应变量的点。然后通过计算机有关算法，以应力-应变为坐标，绘出应力-应变曲线。

（5）剪应力-应变的测定同正应力-应变的检测原理基本相同，只是剪应力-应变在检测中是在一定正应力值下进行的。因此检测中要求稳定保证正应力状态是很重要的，也就是使油压以一定的压力值×活塞面积得到正应力压紧橡胶块，而另一油压横向施加载荷间接测定剪应力-应变。

3 效果

（1）该设备改装后，经由徐州市技术质量监督局试验所进行测验，压力误差达到5‰，位移误差1%，并且顺利通过了江苏省交通厅有关产品生产许可的资质审查。

（2）在实际使用中的计算机界面设置清晰方便检测曲线连续准确，操作方便。

（3）改造后的检测设备成本低。