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材料試驗機的發(fā)展及種類選型
一,、材料試驗機概述
試驗機行業(yè)已有五十多年的發(fā)展史,,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)已遍布全國各地,,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)制造以下八類產(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.力與變形測試儀器(包括:力傳感器,、測力儀、位移傳感器,、引伸計,、加速度計等);
4.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),;
5.平衡機(包括現(xiàn)場平衡儀,主要用于測量水平),;
6.振動臺(包括沖擊臺與碰撞試驗臺),;
7.無損檢測儀器(磁粉探傷機,、X射線探傷機,、γ射線探傷機、超聲探傷儀,、渦流探傷儀,、聲發(fā)射檢測儀等),;
8.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
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,,(是購買可以設(shè)定速度的試驗機型)。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,(一般情況,,橫梁位移898mm,垂直試驗空間1067mm).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大量程的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大量程的10%以下的度不穩(wěn)定,測量出來的數(shù)據(jù)不準確,。
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,,以保證實驗結(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準,。
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
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,。
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
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,。
我根據(jù)自己的工作經(jīng)驗和搜集的一些資料,總結(jié)了試驗機的一些知識,,請大家?guī)兔纯?,還有什么地方需要改進的。
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