材料试验机制造技术

本发明专利技术提供一种材料试验机，能提升液压源的能量效率，降低功耗。液压源(30)具备：贮留工作油的油罐(36)；液压泵(33)；用于驱动该液压泵(33)的电动机(34)；以及用于变更该电动机(34)的转速的逆变器(35)。通过液压泵(33)的动作从油罐(36)吸引工作油的管路(57)分支为向液压缸(21)提供工作油的提供管路(37)、以及用于将过剩的工作油溢流至油罐(36)的溢流管路(58)。在溢流管路(58)配设压力调整机构(51)、以及对流入溢流管路(58)的工作油的流量进行测量的流量计(56)。而且，基于流量计(56)的测量值，通过逆变器(35)来变更电动机(34)的转速，使该转速成为需要的最小限度。

【技术实现步骤摘要】
材料试验机
本专利技术涉及材料试验机，特别涉及驱动液压缸来给试件带来负荷的材料试验机。
技术介绍
在材料试验机中，一般通过负荷机构的驱动对试件等的试样施加各种负荷。例如，在对试件进行疲劳试验的情况下，对试件连续赋予振动。然后，作为用于对试件赋予振动的负荷机构，使用液压缸。在驱动这样的液压缸的材料试验机中，为了对液压缸提供工作油而使用包含液压泵的液压源。在该液压源中配设有用于驱动液压泵的电动机、以及用于在材料试验执行中将提供给液压缸的工作油的提供压力维持为恒定的溢流阀(reliefvalve)等。近年来，为了谋求省电力化，提出降低液压源的功耗的材料试验机(参考专利文献1)。由于液压源的功耗主要依赖于用于驱动液压泵的电动机的转速和工作油的提供压力，因此，在专利文献1的材料试验机中，对应于液压缸的缸拉杆的冲程，通过逆变器控制来变更电动机的转速，抑制无谓的电力消耗。专利文献专利文献1：JP特开2011-185755号公报记载于该专利文献1中的材料试验机使用从液压回路的几个特性导出的系数，通过计算来求取试验执行中的排出泵的需要排出量、换言之为流过从排出泵起到液压缸为止的提供路径的工作油的需要流量(参考专利文献1、段落[0043])。但是，在计算中求得的需要流量与实际需要的流量有时会偏离，在这样的情况下，反而会消耗超过需要的电力。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述课题而提出，目的在于提供能使液压源的能量效率提升、使功耗降低的材料试验机。技术方案1记载的专利技术是一种材料试验机，具备：液压缸；液压源，其对所述液压缸提供工作油；以及流量控制阀，其控制向所述液压缸流入以及从所述液压缸流出的工作油的流量，该材料试验机通过对试样赋予试验力来进行材料试验，其中，所述液压源具备：泵，其将罐内的工作油送往所述液压缸；电动机，其驱动所述泵；逆变器，其与所述电动机连接，变更该电动机的转速；溢流管路，在其中插入有对液压回路的压力进行调整的压力调整机构，并将从罐经由所述泵向所述液压缸提供工作油的管路进行分支，使从所述泵喷出的工作油当中成为过剩流量的工作油溢流至罐；流量计，其插入在所述溢流管路中，对流入所述溢流管路的工作油的流量进行测量；以及控制部，其基于所述流量计的测量值，通过所述逆变器来控制所述电动机的转速。技术方案2记载的专利技术在技术方案1记载的专利技术的基础上，材料试验机具备：位移检测器，其检测对所述试样赋予试验力来进行材料试验时的所述液压缸的缸拉杆的冲程；输入部，其预先设定对所述试样赋予试验力来进行材料试验时的所述液压缸的缸拉杆的冲程；以及存储部，其存储由所述输入部输入的所述液压缸的缸拉杆的冲程，所述控制部对应于在试验开始时选择的试验控制模式是基于所述位移检测器的检测值的冲程控制模式，还是除此之外的控制模式，来设定所述电动机的初始起动转速，并在试验开始时选择的试验控制模式是冲程控制模式的情况下，以与基于存储在所述存储部中的所述液压缸的缸拉杆的冲程而运算出的所述泵的喷出量相应的转速来起动所述电动机。技术方案3记载的专利技术在技术方案1或技术方案2记载的专利技术的基础上，所述控制部在试验中监视所述流量控制阀的控制信号与试验波形的偏差，在该偏差超出预先设定的阈值时，通过所述逆变器来变更所述电动机的转速。专利技术效果根据技术方案1记载的专利技术，由于在溢流管路具备流量计，通过流量计监视从液压泵喷出的工作油当中不被用干材料试验的负荷的工作油的过剩流量，基于该过剩流量来变更电动机的转速，因此，能使过剩流量最小化，能使液压源的效率提升，并使功耗降低。根据技术方案2记载的专利技术，由于对应于所选择的试验控制模式来设定电动机的初始起动转速，在所选择的试验控制模式是基于位移检测器的检测值的冲程控制模式的情况下，基于预先作为试验参数而被输入并存储在存储部44中的液压缸的缸拉杆25的冲程，通过计算来求取电动机的转速，经由逆变器，通过该计算出的转速来驱动电动机，因此，能进一步降低电动机起动时的功耗。根据技术方案3记载的专利技术，通过监视流量控制阀的控制信号与试验波形的偏差，能通过逆变器控制进行与试验的状況相应的电动机的转速的控制，能在降低功耗的同时进行更稳定的试验。附图说明图1是本专利技术所涉及的材料试验机的概要图。图2是本专利技术所涉及的材料试验机的液压回路图。图3是表示本专利技术所涉及的材料试验机的主要的控制系统的框图。图4是说明以本专利技术所涉及的材料试验机进行材料试验时的工作油的流量调整的流程图。标号说明10试件11工作台12支柱13架台21液压缸22伺服阀23P侧蓄能器24T侧蓄能器25缸拉杆26位移检测器27测压仪29夹紧用具30液压源31吸入过滤器32管路过滤器33液压泵34电动机35逆变器36油罐37提供管路38返回管路40控制部41显示部42输入部43计算机44存储部45伺服阀控制部46电动机启用/禁用控制部47频率控制部48压力控制部51压力调整机构52溢流阀放大器53比例电磁式溢流阀54带电磁切换阀的溢流阀56流量计57管路58溢流管路59公共管路61油冷器62压力计具体实施方式以下基于附图来说明本专利技术的实施方式。图1是本专利技术所涉及的材料试验机的概要图。图2是该材料试验机的液压回路图。图3是表示材料试验机的主要的控制系统的框图。该材料试验机具备：由工作台11支承的一对支柱12；和由这些支柱12支承的架台13。在该架台13配设用于在作为试样的试件10负荷试验力的液压缸21。该液压缸21与通过阀开度来决定工作油的提供量的伺服阀22、以及检测液压缸21的缸拉杆25的位移的位移检测器26连接。在液压缸21的缸拉杆25安装夹持试件10的上端的夹紧用具29。在工作台11之上搭载作为用于检测试验力的试验力检测器的测压仪(loadcell)27、以及用于夹持试件10的下端的夹紧用具29。另外，在工作台11的下方配置有提供用于使液压缸21动作的工作油的液压源30。另外，该材料试验机具备：用于控制装置整体的控制部40；和用于存储各种数据的存储部44。该控制部40具备显示部41以及输入部42，与内置有ROM、RAM以及执行逻辑运算的CPU的计算机43连接。上述的伺服阀22通过从控制部40提供的控制信号来控制其阀开度。另外，位移检测器26的输出信号以及测压仪27的输出信号在材料试验的执行中每隔给定时间就被取入到控制部40。液压缸21通过从液压源30提供的工作油来进行动作。该来自液压源30的工作油从提供管路37经由伺服阀22被提供给液压缸21。另外，从液压缸21排出的工作油在通过伺服阀22后，经由返回管路38返回至液压源30。另外，在提供管路37配设P侧蓄能器23，在返回管路38配设T侧蓄能器24。P侧蓄能器23以及T侧蓄能器24分别蓄积使缸拉杆25往复运动所需要的压力。液压源30具备：贮留工作油的油罐36；液压泵33；用于驱动该液压泵33的电动机34；以及用于变更该电动机34的转速的逆变器35。在此，作为电动机34，使用感应电动机、同步电动机等的通过被提供交流电源而旋转、并能通过逆变器35的控制来变更其转速的电动机。在通过液压泵33的动作从油罐36吸引工作油的管路57的吸入口处配设吸入过滤器31，在液压泵33的排出口侧配设带堵塞显示器的管路过滤器32。另外，在管路57配设用于防止由液压泵33排出的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种材料试验机，具备：液压缸；液压源，其对所述液压缸提供工作油；和流量控制阀，其控制向所述液压缸流入以及从所述液压缸流出的工作油的流量，所述材料试验机通过对试样赋予试验力来进行材料试验，其中，所述液压源具备：泵，其将罐内的工作油送往所述液压缸；电动机，其驱动所述泵；逆变器，其与所述电动机连接，变更该电动机的转速；溢流管路，在其中插入有对液压回路的压力进行调整的压力调整机构，且将从罐经由所述泵向所述液压缸提供工作油的管路进行分支，使从所述泵喷出的工作油当中成为过剩流量的工作油溢流至罐；流量计，其被插入至所述溢流管路中，对流入所述溢流管路的工作油的流量进行测量；和控制部，其基于所述流量计的测量值，通过所述逆变器来控制所述电动机的转速。

【技术特征摘要】
2013.12.09 JP 2013-2540351.一种材料试验机，具备：液压缸；液压源，其对所述液压缸提供工作油；和流量控制阀，其控制向所述液压缸流入以及从所述液压缸流出的工作油的流量，所述材料试验机通过对试样赋予试验力来进行材料试验，其中，所述液压源具备：泵，其将罐内的工作油送往所述液压缸；电动机，其驱动所述泵；逆变器，其与所述电动机连接，变更该电动机的转速；溢流管路，在其中插入有对液压回路的压力进行调整的压力调整机构，且将从罐经由所述泵向所述液压缸提供工作油的管路进行分支，使从所述泵喷出的工作油当中成为过剩流量的工作油溢流至罐；公共管路，其与所述溢流管路、以及使来自所述液压缸的返回工作油返回到罐中的返回管路连接，并且配置有使到达罐的工作油通过的油冷器；流量计，其被插入至所述溢流管路中，对流入所述溢流管路的工作油的流量进行测量；和控制部，其基于所述流量计的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村元史，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP