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螺栓扭转试验机的加载驱动系统有哪些优缺点?

  • 发布日期:2025-12-19      浏览次数:30
    • 螺栓扭转试验机的加载驱动系统主要分为 电动伺服式 和 液压式 两类,二者在扭矩输出、控制精度、适用场景等方面差异显著,优缺点对比如下:

      一、 电动伺服式加载驱动系统

      核心原理:以伺服电机 + 减速箱 + 精密传动机构(如滚珠丝杠、齿轮箱)为动力源,通过电机转速和扭矩的精准控制实现扭转加载。

      优点

      控制精度高伺服电机可实现扭矩、转角的闭环控制,扭矩测量精度可达 ±0.5% FS,转角分辨率能达到 0.01°,能精准捕捉螺栓的屈服扭矩、弹性变形阶段的扭矩 - 转角曲线,适合小扭矩、高精度的测试需求(如 M3~M20 的精密螺栓)。

      响应速度快电机启动、停止、换向的响应时间短,可快速切换定扭矩、定转角、恒转速等多种试验模式,适合动态扭转试验或疲劳扭转试验。

      操作维护简便无需液压油、液压泵站等辅助设备,设备结构紧凑,占地面积小;日常维护仅需定期润滑传动部件,无漏油、油液污染风险,使用成本低。

      加载平稳性好低速加载时无爬行现象,扭矩输出波动小,能满足陶瓷涂层螺栓、钛合金螺栓等脆性 / 低塑性紧固件的低速率扭转测试要求。

      缺点

      扭矩受限受电机功率和传动机构强度限制,扭矩通常不超过 5000N・m,无法满足大规格高强度螺栓(如 M20 以上风电、桥梁用螺栓)的测试需求。

      过载能力弱伺服电机过载保护阈值低,若螺栓突发断裂或载荷突变,易导致电机堵转或传动部件损坏,需配备完善的过载缓冲装置。

      高速加载性能一般高转速下电机发热明显,长时间高速扭转试验会影响电机寿命和控制精度,适合中低速(0.1~30r/min)测试场景。

      二、 液压式加载驱动系统

      核心原理:以液压泵站 + 液压马达 + 液压阀组为动力源,通过控制液压油的压力和流量调节液压马达的扭矩和转速,实现扭转加载。

      优点

      超大扭矩输出能力液压马达可输出数万 N・m 的扭矩(可达 50000N・m),能轻松满足大规格螺栓(如 M20~M100 的高强度钢结构螺栓)、锚栓的极限扭转破坏试验需求。

      过载能力强液压系统具备天然的缓冲特性,当螺栓断裂或载荷突变时,液压油可通过溢流阀卸压,避免驱动系统和传感器损坏,设备耐用性高。

      低速大扭矩性能优异液压马达在极低转速下仍能稳定输出大扭矩,无转速波动,适合大螺栓的静态扭转试验(如测定破坏扭矩的保载试验)。

      缺点

      控制精度较低受液压油压缩性、阀组响应延迟影响,扭矩和转角的控制精度通常为 ±1.0% FS,难以精准捕捉螺栓弹性阶段的细微扭矩变化,不适合高精度的小扭矩测试。

      操作维护复杂需配备独立液压泵站,占地面积大;日常维护需定期更换液压油、清洗滤芯,存在漏油风险,对环境清洁度要求高,使用成本较高。

      响应速度慢液压系统的启动、换向响应时间长,无法满足高频动态扭转或疲劳扭转试验的需求,主要适用于静态扭转试验。

      能耗较高液压泵站需持续运行,即使设备处于待机状态也会消耗电能,长期使用能耗高于电动伺服系统。

      三、 两类驱动系统适用场景总结

      驱动类型

      适用螺栓规格

      核心适用场景

      电动伺服式

      M3~M20

      精密紧固件、小扭矩静态 / 动态扭转试验

      液压式

      M20~M100

      大规格高强度螺栓极限扭转破坏试验

       

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