Details

1. Einführung & Zweck
Die Trägheitsbelastungsprüfanlage ist ein vollständig integriertes System, das hydraulische Aktuatoren, Verteilerblöcke und Leistungspakete präzise kontrollierten Trägheitsbelastungen aussetzt, die reale dynamische Bedingungen nachbilden. Anstatt sich ausschließlich auf statische Drücke zu verlassen, verwendet diese Anlage austauschbare Massestücke und hochdynamische hydraulische Steuerung, um Beschleunigungs-, Geschwindigkeits- und Kraftprofile zu reproduzieren, die typische Einsatzbedingungen widerspiegeln. Diese Fähigkeit stellt sicher, dass Ihre Komponenten nicht nur auf Druckbeständigkeit geprüft werden, sondern auch auf Ermüdungslebensdauer und Steuerungsgenauigkeit unter echten dynamischen Lasten.

2. Anwendungsbereiche
Dieser vielseitige Prüfstand dient einer breiten Palette von Branchen:
• Luft- und Raumfahrt & Verteidigung: Qualifizieren Sie Flugsteuerungsaktoren durch wiederholte zyklische Belastungen, die Manöver nachbilden, und gewährleisten Sie Zuverlässigkeit unter Extrembedingungen.  
• Schwerindustrie: Validieren Sie hydraulische Zylinder und Rotationsaktuatoren, die in Kränen, Baggern und Pressen eingesetzt werden, für langfristige Haltbarkeit unter wechselnden Trägheitskräften.  
• Automobilindustrie: Prüfen Sie Brems- und Lenkhydraulikbaugruppen unter schnellen Beschleunigungs-/Verzögerungszyklen, um Ansprechzeit und strukturelle Integrität zu verifizieren.  
• Energie- & Stromerzeugung: Ermüdungstest von hydraulischen Leistungseinheiten in Turbinen und Offshore-Plattformen, wobei Lastumkehrungen simuliert werden, wie sie typischerweise bei Start-Stopp- oder Lastabwurf-Szenarien auftreten.

3. Kernkomponenten & Merkmale
3.1 Reaktionshalterungen  
Das Herzstück der Struktur besteht aus zwei Reaktionshalterungen – einer horizontalen und einer vertikalen – aus Baustahl IS-2062, die am robusten Boden und an der Scherwand Ihrer Einrichtung verschraubt sind. Jede Halterung ist mit eng anliegenden Rippen verstärkt, um dynamische Lasten von ±160 kN in der Achse des Aktuators aufzunehmen, die Rahmenverformung zu minimieren und unerwünschte Resonanzen bei Hochgeschwindigkeitstests zu vermeiden.

3.2 Reibungsarme Führung & modulare Massestücke  
Eine präzise reibungsarme Führung ermöglicht dem Massenträger ±150 mm horizontale und ±100 mm vertikale Bewegungen. Gehärtete Führungsschienen und Umlauflager gewährleisten eine Positionsgenauigkeit von bis zu 2 μm über jeweils 1.000 mm Weg, selbst bei Beschleunigungen bis 2 g und Geschwindigkeiten bis 2 m/s. Die Trägheitslast wird über modulare Massestücke in 500-kg-Schritten aufgebracht, bis zu einem Gesamtgewicht von 2.000 kg, wobei der Schwerpunkt genau auf der Aktuatorachse bleibt, um wiederholbare und ausgewogene Belastungen zu gewährleisten.

3.3 Hydraulisches Antriebssystem  
Zwei dreistufige Servoventile, jeweils mit 60 L/min bei 210 bar, arbeiten zusammen mit vier Dehnungsmessstreifen-Drucktransmittern (Bereiche 0–400 bar und 0–700 bar, ±0,1 % F.S.) und schaffen eine geschlossene Regelumgebung. Alle Hydraulikleitungen sind stumpfgeschweißt und röntgengeprüft nach ASME Abschnitt IX, und die Schläuche entsprechen den Normen SAE 100R11 und 100R8. Diese robuste hydraulische Schnittstelle ermöglicht eine schnelle und präzise Steuerung von Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung, selbst unter voller Trägheitslast.

3.4 Steuerung & Datenerfassung  
Eine Industrie-PLC arbeitet mit einer 1-kHz-Regelschleife über EtherCAT und gewährleistet Reaktionen im Millisekundenbereich. Ein 12-Zoll kapazitiver Touchscreen-HMI bietet intuitive Testeinrichtung, Live-Trenddiagramme und Alarmmanagement. Die Datenerfassung erfolgt über ein 16-Kanal-24-Bit-DAQ-System, das mit bis zu 5 kS/s pro Kanal abtastet und Encoderpositionen (1 μm Auflösung), Drucksignale (4–20 mA oder ±10 V) sowie optionale Beschleunigermessungen für erweiterte Analysen erfasst.

4. Technische Spezifikationen

  

    
Parameter
    
Spezifikation
  
  

    
Reaktionskraftkapazität
    
±160 kN dynamisch in horizontaler & vertikaler Achse
  
  

    
Eigenfrequenz der Struktur
    
≥ 100 Hz
  
  

    
Trägheits-Massestücke
    
Inkremente von 500 kg bis 2.000 kg; Schwerpunkt auf Aktuatorachse
  
  

    
Hubweg
    
Horizontal ±150 mm; Vertikal ±100 mm
  
  

    
Führungsleistung
    
≤ 2 g Beschleunigung; ≤ 2 m/s Geschwindigkeit; 2 µm/1.000 mm Genauigkeit; –20 °C bis +80 °C; 80 kN dynamische Belastbarkeit
  
  

    
Hydraulikversorgung
    
0–350 bar; bis zu 200 L/min Durchfluss
  
  

    
Anschlüsse & Schläuche des Aktuators
    
SAE 100R11 (1¼″ horizontal, 1″ vertikal); SAE 100R8 (⅜″ Pilot-/Ablaufleitung)
  
  

    
Servoventile
    
2 × dreistufige Durchflussregelventile; 60 L/min @ 210 bar
  
  

    
Drucktransmitter
    
4 × Messbereiche (0–400 bar, 0–700 bar); ±0,1 % F.S.
  
  

    
Steuerung & Datenerfassung
    
PLC 1 kHz Regelkreise; EtherCAT; 12″ HMI; 16-Kanal, 24-Bit DAQ @ 5 kS/s
  
  

    
Material & Schweißnormen
    
Baustahl IS-2062; Röntgengeprüfte Schweißnähte nach ASME Sek. IX
  
  

    
Stromversorgung & Hilfsmedien
    
400 VAC ±10 %, 50 Hz, 3-phasig + N + PE, 10 kVA; 6 bar trockene Druckluft
  
  

    
Abmessungen & Gewicht
    
4 m × 2 m × 2,5 m; ca. 3.500 kg
  
  

    
Umgebung
    
Betrieb: –20 °C bis +60 °C; relative Luftfeuchtigkeit 5 %–95 %, nicht kondensierend
  


5. Lieferumfang & Arbeiten
Unsere schlüsselfertige Lieferung umfasst End-to-End-Dienstleistungen. Wir beginnen mit detaillierten 3D- und Fertigungszeichnungen, einschließlich QA/QC-Verfahren und Inspektionsplänen, zur Freigabe durch Sie. Nach Zeichnungsfreigabe beschaffen wir alle Rohmaterialien, Servoventile, Transmitter und Spezialkomponenten, gefolgt von präziser CNC-Bearbeitung und röntgengeprüfter Schweißnahtkontrolle. Montage und Werksabnahmeprüfungen (FAT) beinhalten Überprüfungen der Eigenfrequenz der Struktur, Durchbiegung unter dynamischen Lasten und vollständige Trägheits-Massentests.

Abschließend übernimmt unser Außendienstteam die Installation vor Ort – Verschrauben der Reaktionshalterungen, Anschluss hydraulischer und elektrischer Schnittstellen, Spülen des Systems und Durchführung von Abnahmeprüfungen vor Ort (SAT) mit Prototyp-Aktuatoren und -Verteilerblöcken.

6. Prüfungen & Leistungsbewertung
Die Leistungsbewertung geht über statische Messungen hinaus. Wir führen geschlossene Regelkreistests für Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung durch, um sicherzustellen, dass Abweichungen unter voller Trägheitslast innerhalb von 5 % der Sollprofile bleiben. Ein Sinus-Sweep-Test von 0,1 Hz bis 50 Hz bei 0,2 mm Amplitude überprüft die Einhaltung der –3 dB Bandbreite. End-of-Stroke-Dämpfungs- und Querlasttests bestätigen, dass Druckanstieg und Seitenkräfte innerhalb der Konstruktionsgrenzen bleiben. Hydrostatik-Lagerleckage- und Hochdruck-Wechseltests validieren die langfristige Dichtheit und Führungsleistung.

7. Liefergegenstände & Garantie
Nach Fertigstellung erhalten Sie die vollständig montierte Trägheitsbelastungsprüfanlage, ein umfassendes Ersatzteilkit (Filter, Dichtungen, Verbinder), as-built Zeichnungen, Kalibrierzertifikate, FAT-/SAT-Berichte sowie detaillierte Bedienungs- und Wartungshandbücher. Wir sichern unsere Ausführung und alle zugekauften Komponenten mit einer 12-monatigen Garantie ab Versand zu, einschließlich Vor-Ort-Support und Fernwartung.

8. Vorteile & Alleinstellungsmerkmale
• Echte dynamische Validierung: Testet simultan Druckregelung und Trägheitsbelastung, um Ermüdungs- und Steuerungsprobleme frühzeitig zu erkennen.  
• Modular & Anpassbar: Schnelle Neukonfiguration von Trägheitsmasse, Hub und Testprofilen für verschiedene Aktuatorgrößen und Anwendungsfälle.  
• Hohe Präzision: Submikron-Genauigkeit und ein steifer Rahmen (≥ 100 Hz Eigenfrequenz) eliminieren Testartefakte.  
• Nahtlose Integration: Vorgefertigter Schaltschrank, getestete Softwarepakete und Feldbuskommunikation für schnelle Inbetriebnahme.  
• Weltweite Normkonformität: Entwickelt und getestet nach ASME, ISO, CE und ANSI Standards mit zertifizierten Komponenten.