拉力機(jī)的電液控制將越來越廣泛，目前有動(dòng)靜萬能材料試驗(yàn)機(jī)、疲勞試驗(yàn)機(jī)、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)、電液振動(dòng)臺(tái)、激振器和沖擊試驗(yàn)機(jī)等系列拉力機(jī)已采用了電液控制系統(tǒng)。

最早使用的拉力機(jī)是材料試驗(yàn)機(jī)，材料試驗(yàn)機(jī)在初期是機(jī)械式的.如英國(guó)早在1880年已生產(chǎn)了杠桿重錘式材料試驗(yàn)機(jī)，在1908年又生產(chǎn)螺母、螺桿加載的萬能試驗(yàn)機(jī)。這些拉力機(jī)可進(jìn)行材料的拉伸、壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)等試驗(yàn)，但它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、操作繁瑣，只能進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)，目前已被淘汰。

約在90年前，瑞士的Amsler公司開發(fā)了液壓萬能試驗(yàn)機(jī)，它利用液壓油的壓力對(duì)試件加載。這種拉力機(jī)操作方便、作用力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積緊湊，至今這種拉力機(jī)仍在生產(chǎn)和使用。它能進(jìn)行各種靜態(tài)試驗(yàn)，但在加載的過程中不能進(jìn)行控制。在加載情況不同時(shí)所測(cè)得的數(shù)據(jù)將有差別。因此，目前國(guó)際上和我國(guó)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了試驗(yàn)時(shí)需在恒速率、恒負(fù)載速率和恒變形速率控制下進(jìn)行試驗(yàn)，在這種情況下，原有的液壓萬能試驗(yàn)機(jī)已面臨更新?lián)Q代的命運(yùn)。國(guó)外已開發(fā)了在它原有的基礎(chǔ)上增加電液控制部分的電液控制液壓萬能試驗(yàn)機(jī)。這種試驗(yàn)機(jī)能滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求。國(guó)內(nèi)各拉力機(jī)廠也正在積極進(jìn)行開發(fā)。

在液壓萬能試驗(yàn)機(jī)出現(xiàn)的同時(shí)，在原有雙螺母、螺桿試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)上還發(fā)展了電子萬能試驗(yàn)機(jī)。這是用伺服電機(jī)控制，經(jīng)減速器減速后驅(qū)動(dòng)二根螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，相應(yīng)的螺母使橫梁移動(dòng)，從而對(duì)裝在橫梁及底座上的試件施加作用力。這種試驗(yàn)機(jī)調(diào)速范圍廣、精度髙，但由于伺服電機(jī)容量的限制，在大負(fù)載下工作較困難。電液控制液壓萬能試驗(yàn)機(jī)的精度和范圍雖然都比電子萬能試驗(yàn)機(jī)略差些，但價(jià)格低，能承受的負(fù)載大。因此,這兩種類型的試驗(yàn)機(jī)各有所長(zhǎng)，它們的應(yīng)用范圍大致如下圖所示。

拉力機(jī)的電液控制系統(tǒng)應(yīng)用

早在1860年，A.Wahler就提出力學(xué)性能的試驗(yàn)除進(jìn)行靜態(tài)性能試驗(yàn)外，還應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的——也就是疲勞性能的試驗(yàn)。最初的疲勞試驗(yàn)機(jī)是將試件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用偏心輪及砝碼加栽進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。以后有些疲勞試驗(yàn)機(jī)將砝碼改為彈簧加載，雖然可使結(jié)構(gòu)略為緊湊，但這種疲勞試驗(yàn)機(jī)作用力小、改變頻率及幅值都較困難。因此，這種原理的疲勞試驗(yàn)機(jī)目前已很少采用。做疲勞試驗(yàn)?zāi)壳按蠖嗖捎秒姶胖C振式疲勞試驗(yàn)機(jī)或電液伺服控制的動(dòng)靜萬能試驗(yàn)機(jī)。電磁諧振式疲勞試驗(yàn)機(jī)作用力較小，只能進(jìn)行高頻的正弦運(yùn)動(dòng)，用途較狹。而電液伺服控制的動(dòng)靜萬能試驗(yàn)機(jī)，作用力大，既能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的高周疲勞、程序控制疲勞和低周疲勞試驗(yàn).也能進(jìn)行靜態(tài)的恒變形速率、恒負(fù)栽速率和各種常規(guī)的力學(xué)性能試驗(yàn)，還可以進(jìn)行斷裂力學(xué)試驗(yàn)，根據(jù)需要也可以進(jìn)行部分振動(dòng)和沖擊的試驗(yàn)。這是其它形式的拉力機(jī)所不能比擬的，因此這種試驗(yàn)機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。近年來發(fā)展很快。已形成系列產(chǎn)品，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出了各種其他特殊用途的拉力機(jī)。

振動(dòng)臺(tái)開發(fā)的歷史比材料試驗(yàn)機(jī)要遲得多，由于航空、航天方面對(duì)振動(dòng)試驗(yàn)的要求，在第二次世界大戰(zhàn)前才開始研制。最初的振動(dòng)臺(tái)是機(jī)械式的，負(fù)載重量只有幾十kg，頻率為0.8~10Hz左右。以后隨著航空、航天、原子能、建筑、機(jī)電設(shè)備、兵器、輕工等各方面的需要，小到幾kg重的餅干箱，大到成千噸的原子能反應(yīng)堆、建筑模型等，都要在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)。這樣，各種形式的振動(dòng)臺(tái)越來越多，機(jī)械的、電動(dòng)和電液的都有所開發(fā)和應(yīng)用。機(jī)械式的應(yīng)用面較狹，只能進(jìn)行正弦信號(hào)試驗(yàn)，頻率范圍也較低，一般在較小的行程及負(fù)載情況下使用。電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)的頻率范圍較高，能任意改變?cè)囼?yàn)波形，波形失真較小，因此應(yīng)用較廣泛，但在較低的頻率;或較長(zhǎng)的行程;或很大的負(fù)載情況下使用較困難，雖然也曾生產(chǎn)過20t的電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái),但行程不能太長(zhǎng)而且體積龐大，使用不便，因此目前在負(fù)栽大時(shí)一般都不用電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)而采用電液振動(dòng)臺(tái)。電液振動(dòng)臺(tái)的作用力大，可以在較低的頻率、較長(zhǎng)的行程下工作，能任意改變?cè)囼?yàn)波形，在需要很大作用力時(shí)，由于體積較小，還可以用幾個(gè)液壓缸并聯(lián)工作，但它的頻率范圍比電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)略低，波形失真也比電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)略大些。振動(dòng)臺(tái)的使用范圍大致如下圖所示。

拉力機(jī)的振動(dòng)臺(tái)使用范圍

對(duì)整機(jī)或大型構(gòu)件，如飛機(jī)、機(jī)車、機(jī)械設(shè)備、海洋工程、原子能裝置及水壩、建筑物等，除進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)外，還要進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，這種被試對(duì)象體積較大，有時(shí)還需要多點(diǎn)加載，若采用電液控制的疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，則體積將非常龐大，國(guó)外曾做過30MN的大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)，它的體積雖很大，但被試件的大小還是有限，因此目前大多采用多點(diǎn)加載裝置，這種裝置使用多個(gè)可以分別安裝的激振器，根據(jù)試驗(yàn)的要求，安裝在試件的各作用點(diǎn)上，如整架飛機(jī)最多可達(dá)100個(gè)點(diǎn)同時(shí)加載進(jìn)行試驗(yàn)。激振器也有電動(dòng)和電液兩種，它們各自的特點(diǎn)和振動(dòng)臺(tái)相似。