一、概述
試驗機行業(yè)在國內(nèi)有五十多年的發(fā)展史,發(fā)源于國內(nèi)幾個國營老廠。隨著各行各業(yè)對試驗機產(chǎn)品需求的增長,隨著我國生產(chǎn)制造水平的不斷提高和測試技術(shù)的飛速發(fā)展,目前生產(chǎn)試驗機的公司和企業(yè)已遍布各地,生產(chǎn)著幾百種規(guī)格、型號和系列的試驗機產(chǎn)品。試驗機行業(yè)主要生產(chǎn)制造以下幾類產(chǎn)品:
1.金屬材料試驗機;(應(yīng)用領(lǐng)域:金屬的拉伸、壓縮等物理性能的測量)
2.非金屬材料試驗機:(應(yīng)用領(lǐng)域:塑膠、橡膠、等非金屬物件的物理性能測試)
3.包裝件與工藝性能試驗機(包括:包裝件跌落試驗機、包裝件沖擊試驗機、摩擦磨損試驗機、彎折試驗機、校直機等);
4.平衡機(包括現(xiàn)場平衡儀,主要用于測量水平);
5.振動臺(包括沖擊臺與碰撞試驗臺);
6.試驗機功能附件和與試驗機相關(guān)的試驗儀器與設(shè)備。
二、試驗機選型
電子材料試驗機的選型
一般企業(yè)購買電子材料試驗機是用來做拉伸、壓縮、彎曲、摩擦、剝離/撕裂等實驗。
1)機型的選擇:首先確定所需要測試的zui大力值,zui大力值在2KN以下,一般選用單立柱電子拉力試驗機.大于2KN到50KN一般選用雙立柱的臺式電子材料試驗機,在50KN以上是選用落地式電子材料試驗機.
2)試驗機的試驗速度和高度選擇:根據(jù)所要測的產(chǎn)品的性能,大致確定試驗機的試驗速度。了解試驗所需要的試驗空間.試驗要求的橫梁位移和垂直試驗空間,如果是彈性體的試驗,橫梁位移和垂直試驗空間會要求高一點.具體情況需要按照實驗要求來定。
3)載荷傳感器的選擇:根據(jù)自己所做實驗的要求選擇合適的傳感器,傳感器選擇的原則是所做實驗的zui小力值不能小于傳感器zui程的10%,否則就需要選擇不同量程的傳感器。
注:一般情況下傳感器zui程的10%以下的度不穩(wěn)定,測量出來的數(shù)據(jù)不。
4)試驗機柔度的選擇:任何機械系統(tǒng)受力后都會發(fā)生變形,不管是多么輕微的變形,這種變形被稱為柔度。并且可以在試驗結(jié)果中導(dǎo)致嚴重的誤差。特別是在小行程要求的高載荷試驗中。所以,在試驗機選擇時,應(yīng)選擇橫梁、載荷傳感器和夾具的剛度比較高的試驗機,以實驗結(jié)果的正確性。
5)夾具的選擇:夾具的選擇應(yīng)該遵循:試樣不會滑動、不會造成夾片斷裂,并且確保所施力的軸對稱性的原則。有些情況下,夾持要求非常特別,會需特別設(shè)計的夾具或工裝來滿足特殊的試驗標(biāo)準(zhǔn)。
三、試驗機使用過程中的問題和解決辦法
1、試驗機失速或者不動
①電機尾部的光電開關(guān)在長時間運行后,一側(cè)的接受部位被磨損
解決辦法:更換光電開關(guān)
②軟件參數(shù)設(shè)定出現(xiàn)問題
解決辦法:重新設(shè)定軟件的參數(shù)
2、試驗機力值零點波動(零點漂移)
試驗機在使用幾年后,力值零點一般會出現(xiàn)上下波動
①油路堵塞(一般是在靜止不動時,出現(xiàn)零點波動)
解決辦法:重新更換油,清洗油路
②機器所用電壓不穩(wěn)定
解決辦法:使用穩(wěn)壓器調(diào)整電壓
③傳感器有碰撞損傷過
解決辦法:a、重新更換傳感器
b、對試驗機進行重新設(shè)置。
3、試驗機測量結(jié)果產(chǎn)生誤差
1)電子試驗機
①主機部分
主機部分安裝不水平,將會使工作活塞和工作油缸壁產(chǎn)生摩擦力,從而產(chǎn)生誤差。一般表現(xiàn)為正差,并且隨著載荷的增加,產(chǎn)生的誤差逐漸較小
②測力計部分
測力計部分安裝不水平,將會使擺軸軸承之間產(chǎn)生摩擦力,一般變現(xiàn)為負差。
以上兩種誤差對小負荷測量的影響比較大,對大負荷測量的影響比較小。
解決辦法:a、首先檢查試驗機安裝是否水平,對主機用框式水平尺在工作油缸(或立柱)外圈相互垂直的兩個方向找平。
b、對測力計在擺桿正面調(diào)整測力計前后水平,將擺桿邊緣與內(nèi)側(cè)刻線對齊固定,用水平尺靠在擺桿側(cè)面調(diào)整機體左右水平。
2)液壓試驗機
①主機部分
主機部分產(chǎn)生摩擦力除了安裝不水平外,還有可能來自于油缸內(nèi)部,油缸內(nèi)部有雜物或油的粘度過大,都會產(chǎn)生摩擦力,影響測量結(jié)果。
②測力計部分
測力計產(chǎn)生摩擦阻力的原因較多,如測力油缸與測力活塞之間有臟物,油的粘度過大,指示裝置上的從動針摩擦力大,齒輪齒桿上有油污、臟物或齒桿上限位片壓得過緊,測力活塞皮帶磨損斷裂等。
解決辦法:a、對油缸內(nèi)臟物可放油清洗并更換粘度適宜的機油
b、測力計指示裝置從動針摩擦力過大,齒輪齒桿過臟,可用汽油清洗并調(diào)整壓緊螺絲及齒桿上限位片,更換測力活塞上的皮帶
四、試驗機的工作原理
試驗機是現(xiàn)代電子技術(shù)與機械傳動技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是充分發(fā)揮了機電各自特長而構(gòu)成的大型精密測試儀器,可對各種材料進行拉伸、壓縮、彎曲等多項性能試驗,且有測量范圍寬、精度高、響應(yīng)快等特點。工作可靠,效率高,可對試驗數(shù)據(jù)進行實時顯示記錄、打印。
試驗機是由測量系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、及電腦等結(jié)構(gòu)組成。
1、測量系統(tǒng)
1)力值測量
通過測力傳感器、放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來實現(xiàn)測量。zui常用的測力傳感器是應(yīng)變片式傳感器,當(dāng)外力作用在傳感器上時,引起傳感器輸出電壓的變化,而傳感器輸出的電壓通過放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。將電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)值,即所施加力的大小
2)變形的測量
通過變形測量裝置來測量,它是用來測量試樣在試驗過程中產(chǎn)生的形變。
該裝置上有兩個夾頭,經(jīng)過一系列傳動機構(gòu)與裝在測量裝置頂部的光電編碼器連在一起,當(dāng)兩夾頭間的距離發(fā)生變化時,帶動光電編碼器的軸旋轉(zhuǎn),光電編碼器就會有脈沖信號輸出。再由單片機對此信號進行處理,就可以得出試樣的變形量。
3)橫粱位移的測量
其原理同變形測量大致相同,都是通過測量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來獲得橫梁的位移量。
2、驅(qū)動系統(tǒng)
主要是用于試驗機的橫梁移動,其工作原理是由伺服系統(tǒng)控制電機,電機經(jīng)過減速箱等一系列傳動機構(gòu)帶動絲桿轉(zhuǎn)動,從而達到控制橫梁移動的目的。通過改變電機的轉(zhuǎn)速,可以改變橫梁的移動速度。
3、控制系統(tǒng)
顧名思義,就是控制試驗機運作的系統(tǒng),人們通過操作臺可以控制試驗機的運作,通過顯示屏可以獲知試驗機的狀態(tài)及各項試驗參數(shù),若該機帶有電腦的話,也可以由電腦實現(xiàn)各項功能并進行數(shù)據(jù)處理分析、試驗結(jié)果打印。試驗機同電腦之間的通信一般都是使用RS232串行通信方式,它通過計算機背后的串口(COM號)進行通信,此技術(shù)比較成熟、可靠,使用方便。
4、電腦軟件部分
用來采集和分析數(shù)據(jù),進入試驗界面后,電腦會不斷采集各樣試驗數(shù)據(jù),實時畫出試驗曲線,自動求出各試驗參數(shù)及輸出報表。
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