拉力試驗(yàn)機(jī)的工作原理.doc

精品文檔拉力試驗(yàn)機(jī)的工作原理newmaker電子式拉力試驗(yàn)機(jī)是電子技能和機(jī)械傳動(dòng)連系后的產(chǎn)物，拉力試驗(yàn)機(jī)充沛發(fā)揚(yáng)了機(jī)電各自專長(zhǎng)而組成的大型精細(xì)測(cè)試儀器，可對(duì)各類資料進(jìn)行拉伸、緊縮、彎曲、剝離、剪切等多項(xiàng)功能實(shí)驗(yàn)，且有測(cè)量局限寬、精度高、呼應(yīng)快等特點(diǎn)。任務(wù)牢靠，效率高，可對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)顯示記載、打印。 電子式拉力試驗(yàn)機(jī)是由測(cè)量系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、節(jié)制系統(tǒng)及電腦（電腦系統(tǒng)型拉力試驗(yàn)機(jī)）等構(gòu)造構(gòu)成。 一.拉力試驗(yàn)機(jī)的測(cè)量系統(tǒng) 1.力值的測(cè)量 經(jīng)過測(cè)力傳感器、擴(kuò)大器和數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)來完成測(cè)量，最常用的測(cè)力傳感器是應(yīng)變片式傳感器。 所謂應(yīng)變片式傳感器，就是由【應(yīng)變片】、彈性元件和某些附件（賠償元件、防護(hù)罩、接線插座、加載件構(gòu)成），能將某種機(jī)械質(zhì)變成電量輸出的器件。應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國(guó)表里品種繁復(fù)，首要有筒狀力傳感器、輪輻式力傳感器、S雙連孔型傳感器、十字梁式傳感器等類型。 從資料力學(xué)上得知，在小變形前提下，一個(gè)彈性元件某一點(diǎn)的應(yīng)變與彈性元件所受的力成正比，也與彈性的變構(gòu)成正比。以S型傳感器為例，當(dāng)傳感器遭到拉力P的效果時(shí)，因?yàn)閺椥栽獗碚迟N有應(yīng)變片，由于彈性元件的應(yīng)變與外力P的巨細(xì)成正比例，故此將應(yīng)變片接入測(cè)量電路中，即可經(jīng)過測(cè)出其輸出電壓，然后測(cè)出力的巨細(xì)。 簡(jiǎn)略來說，外力P惹起傳感器內(nèi)應(yīng)變片的變形，招致電橋的不服衡，然后惹起傳感器輸出電壓的轉(zhuǎn)變，我們經(jīng)過測(cè)量輸出電壓的轉(zhuǎn)變就可以曉得力的巨細(xì)了。 普通來說，傳感器的輸出旌旗燈號(hào)都長(zhǎng)短常微弱的，凡間只要幾個(gè)mV，假如我們直接對(duì)此旌旗燈號(hào)進(jìn)行測(cè)量，長(zhǎng)短常堅(jiān)苦的，而且不克不及知足高精度測(cè)量要求。因而必需經(jīng)過擴(kuò)大器將此微弱旌旗燈號(hào)擴(kuò)大，擴(kuò)大后的旌旗燈號(hào)電壓可達(dá)10V，此時(shí)的旌旗燈號(hào)為模仿旌旗燈號(hào)，這個(gè)模仿旌旗燈號(hào)經(jīng)由多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片改變?yōu)閿?shù)字旌旗燈號(hào)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處置，至此，力的測(cè)量告一段落。 2.形變的測(cè)量 經(jīng)過形變測(cè)量安裝來測(cè)量，它是用來測(cè)量試樣在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中發(fā)生的形變。 該安裝上有兩個(gè)夾頭，經(jīng)由一系傳記念頭構(gòu)與裝在測(cè)量安裝頂部的【光電編碼器】連在一同，當(dāng)兩夾頭間的間隔發(fā)作轉(zhuǎn)變時(shí)，帶動(dòng)光電編碼器的軸扭轉(zhuǎn)，光電編碼器就會(huì)有脈沖旌旗燈號(hào)輸出。再由處置器對(duì)此旌旗燈號(hào)進(jìn)行處置，就可以得出試樣的變形量。 3.橫梁位移的測(cè)量 其道理同變形測(cè)量大致一樣，都是經(jīng)過測(cè)量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來取得橫梁的位移量。 二.拉力試驗(yàn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 首要是用于試驗(yàn)機(jī)的橫梁挪動(dòng)，其任務(wù)道理是由伺服系統(tǒng)節(jié)制電機(jī)，電機(jī)經(jīng)由減速箱等一系傳記念頭構(gòu)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)變，然后到達(dá)節(jié)制橫梁挪動(dòng)的目標(biāo)。經(jīng)過改動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改動(dòng)橫梁的挪動(dòng)速度。 三.拉力試驗(yàn)機(jī)的節(jié)制系統(tǒng) 望文生義，就是節(jié)制試驗(yàn)機(jī)運(yùn)作的系統(tǒng)，人們經(jīng)過操作臺(tái)可以節(jié)制試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)作，經(jīng)過顯示屏可以獲知試驗(yàn)機(jī)的形態(tài)及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，若該機(jī)帶有電腦的話，也可以由電腦完成各項(xiàng)功用并進(jìn)行數(shù)據(jù)處置剖析、實(shí)驗(yàn)后果打印。試驗(yàn)機(jī)同電腦之間的通訊普通都是運(yùn)用RS232串行通訊方法，它經(jīng)過核算機(jī)背面的串口（COM口）進(jìn)行通訊，此技能比擬成熟、牢靠，運(yùn)用便利。 四.電腦 用來采集和處置剖析數(shù)據(jù)。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面后，電腦會(huì)不時(shí)采集各樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，及時(shí)畫出實(shí)驗(yàn)曲線（常用力-位移的曲線），主動(dòng)求出各實(shí)驗(yàn)參數(shù)及輸出報(bào)表。(end) 決定拉力試驗(yàn)機(jī)性能及精度的幾個(gè)重要因素newmaker1 首先是拉力機(jī)的力值傳感器，因?yàn)閭鞲衅鞯暮脡臎Q定了試驗(yàn)機(jī)的精度和測(cè)力穩(wěn)定性，目前市場(chǎng)上的拉力機(jī)用傳感器小力值一般用S型傳感器，大力值一般用輪輻式傳感器，傳感器內(nèi)部一般為電阻應(yīng)變片式，如果應(yīng)變片精度不高或固定應(yīng)變片用的膠抗老化能力不好在或者傳感器的材料不好都將影響傳感器的精度和使用壽命。衡翼公司所采用的進(jìn)口傳感器為世界箸名傳感器制造商美國(guó)銓力傳感器，該傳感器精度高，線性好，性能非常穩(wěn)定，幾十年都不會(huì)變化。 2 其次就是驅(qū)動(dòng)傳感器運(yùn)動(dòng)的部件滾珠絲杠，因?yàn)榻z桿如果有間隙的話將來做出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，將直接應(yīng)響試驗(yàn)的最大變形和斷后伸長(zhǎng)率。目前市場(chǎng)上的拉力機(jī)有的絲桿是用T形普通絲桿，這樣的話一是間隙比較大，二是磨擦力比較大使用壽命短，衡翼公司所用絲桿為德國(guó)優(yōu)勵(lì)聶夫高精度無間隙滾珠絲桿，表面淬火硬度為HRC58-62，使用壽命可達(dá)幾十年。并且保證精度不變。 3 再次就是拉力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，目前市場(chǎng)上的拉力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)有的采用減速機(jī)，有的采用普通皮帶，這兩種傳動(dòng)方式的主要弊端：前種需要定期加潤(rùn)滑油，后種則保證不了傳動(dòng)的同步性影響試驗(yàn)結(jié)果。衡翼公司的拉力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)采用全圓弧同步帶減速，保證了傳動(dòng)的同步精度，傳動(dòng)精度高，效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)，燥聲低，不用維護(hù)使用壽命長(zhǎng)。 4 再次就是拉力機(jī)的動(dòng)力源（電機(jī)）也叫馬達(dá)，目前市場(chǎng)上有的拉力機(jī)采用普通三相電機(jī)或變頻電機(jī)，這種電機(jī)采用模擬信號(hào)控制，控制反應(yīng)慢，定位不準(zhǔn)確，一般調(diào)速范圍窄，有高速就沒了低速或有低速就沒了高速，并且速度控制不準(zhǔn)確，衡翼公司拉力機(jī)所用的電機(jī)為日本松下全數(shù)字交流伺服電機(jī)，控制方式采用全數(shù)字脈沖控制，調(diào)速范圍廣，可達(dá)0.001-1000MM/MIN，控制定位準(zhǔn)確，反應(yīng)快，0.01秒可加到滿速度，該電機(jī)能保證滿量程速度控制準(zhǔn)確，且使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)幾十年，且不用維護(hù)。 5 最后就是拉力機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)（也就是軟件和硬件），目前市場(chǎng)上大部分拉力機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)采用的是8位的單片機(jī)控制，采樣速率低，且抗干擾能力差，另外就是AD轉(zhuǎn)換器如果AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù)也就是分辨率低的話。那么測(cè)量也不會(huì)準(zhǔn)。(end) 拉力試驗(yàn)機(jī)的安裝、使用注意事項(xiàng)及維護(hù)newmaker拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)安裝在清潔、干燥、無震動(dòng)而且室溫為2010房間內(nèi)，并注意到作梁彎曲試驗(yàn)和使用引伸計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)以及對(duì)設(shè)備的維修等在試驗(yàn)機(jī)周圍應(yīng)留出足夠的空余面積。 1.安裝 拉力試驗(yàn)機(jī)的主體及測(cè)力計(jì)，應(yīng)安裝在混凝土的基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)尺寸根據(jù)外形及地基圖規(guī)定，留出地腳螺釘和下鉗口絲桿用孔及其它電線安裝管道等裝置。 基礎(chǔ)的上平面應(yīng)平整，用水平尺找正，待基礎(chǔ)干燥后，再裝上試驗(yàn)機(jī)。 拉力試驗(yàn)機(jī)的安裝及初步精度找正 將主體及測(cè)力計(jì)分別搬運(yùn)到混凝土的基礎(chǔ)上，根據(jù)外形及地基圖調(diào)整好主體與測(cè)力計(jì)之間的距離并調(diào)整好方向，然后可用薄的小塊鐵塊分別插入主體及測(cè)力計(jì)的底下部(與基礎(chǔ)之間)，用0.05/1000精度的方形水平儀進(jìn)行分別找正。 主體的初步找正 可在兩立柱的縱橫兩個(gè)不同位置上，用方形水平儀測(cè)量，不鉛垂度不得大于0.3/1000，然后，可用方形水平儀靠在油缸外表面的縱橫兩位置，找正其鉛垂度。 拉力試驗(yàn)機(jī)精度找正 經(jīng)過以上對(duì)試驗(yàn)機(jī)的初步精度找正后，接通油管、電源及灌油后進(jìn)行初步運(yùn)轉(zhuǎn)試車，經(jīng)試車情況良好時(shí)，再進(jìn)行對(duì)試驗(yàn)機(jī)精度找正。 用方形水平儀器靠在工作平臺(tái)上，找正油缸鉛垂度，調(diào)整或增減其機(jī)座下面的墊鐵，使誤差不得大于0.10/1000。 試驗(yàn)機(jī)精度找好后，用水泥漿將機(jī)座下面的全部空隙填死，保持機(jī)座與水泥基礎(chǔ)良好結(jié)合，防止在使用過程中因受震動(dòng)而造成試驗(yàn)機(jī)的不水平。 地腳螺母澆固后，在水泥未干燥前，不準(zhǔn)緊固地腳螺母和開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)。(水泥干燥時(shí)間一般不少于10-15天)待水泥完全干燥后，緊固好運(yùn)腳螺母，對(duì)試驗(yàn)機(jī)的安裝精度進(jìn)行復(fù)查，是否與找正精度相符合。如不符合應(yīng)重新找正。 拉力試驗(yàn)機(jī)在使用過程中，由于試驗(yàn)時(shí)的震動(dòng)容易產(chǎn)生松動(dòng)現(xiàn)象，所以拉力試驗(yàn)機(jī)使用一段時(shí)間后，應(yīng)將有關(guān)零件加以緊固。 2.接管 在安裝主體與測(cè)力計(jì)相通的油管時(shí)，應(yīng)首先將油管內(nèi)部用煤油洗凈，保證油路中的清潔。應(yīng)注意接處墊圈是否完整，以防高壓時(shí)滲油。 3.油的規(guī)格選用 在液壓轉(zhuǎn)動(dòng)中，可采用N68精密機(jī)床液壓油，亦可采用其它近似規(guī)格的油液其運(yùn)動(dòng)粘度為(100)11-14厘沲。 4.灌油與排油 打開油箱上的空氣濾清器，灌油注入油箱內(nèi)，一次注入的油量約24公斤，所用之油類規(guī)格可參看油的規(guī)格介紹。放油時(shí)打開測(cè)力計(jì)左側(cè)底部之油嘴即可，關(guān)于油的使用期限根據(jù)各地氣候而決定，如發(fā)現(xiàn)油開始變質(zhì)或污穢不能用時(shí)應(yīng)換新油。 5.接電 拉力試驗(yàn)機(jī)的電器裝置在測(cè)力計(jì)內(nèi)，供電為三相四線制，主體和測(cè)力計(jì)之間的電路采用插頭連接，通電前應(yīng)將電器箱內(nèi)的灰塵和其它雜質(zhì)清掃干凈，在引入電源線后，按動(dòng)測(cè)力計(jì)臺(tái)面板上的“電源”按鈕指示燈亮證明已開始供電，這時(shí)可按油泵啟動(dòng)按鈕,觀察電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向,再按下鉗口座升降按鈕,檢查下鉗口座的升降動(dòng)作是否與按鈕上所示的文字相符,同時(shí)檢查各限為開關(guān)是否起作用. 6.潤(rùn)滑 可在下鉗口絲桿上澆注潤(rùn)滑油，使絲桿與絲桿螺母得到潤(rùn)滑，機(jī)座上帶有注油孔，是向油沲內(nèi)注入機(jī)油潤(rùn)滑蝸桿之間,油沲內(nèi)油液的刻度可用測(cè)油針測(cè)出,其油沲的最高油位以下不超過測(cè)油針的下部扁部即可。測(cè)油針的下端部為油沲內(nèi)油的最低油位。 7.油泵的初次運(yùn)轉(zhuǎn)及試車 按動(dòng)測(cè)力計(jì)臺(tái)面上的按鈕即可開動(dòng)或停止油泵轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)安裝后初次運(yùn)轉(zhuǎn)或變動(dòng)電線接頭時(shí)，都應(yīng)檢查油泵油路是否暢通。 8.安全裝置 拉力試驗(yàn)機(jī)主體油缸和液壓夾頭部門均裝有保護(hù)溢流閥和限位開關(guān)。 9.操作時(shí)必須注意事項(xiàng) 如果正在試驗(yàn)過程中，油泵突然停止工作，此時(shí)應(yīng)將所加之負(fù)荷卸掉，使油壓降低，檢查后重新開動(dòng)油泵進(jìn)行試驗(yàn)，不應(yīng)在高壓下起動(dòng)油泵或檢查事故原因。 如果在拉力試驗(yàn)機(jī)工作時(shí)，電器發(fā)生失靈，起動(dòng)或停止按鈕不起作用時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，使試驗(yàn)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 禁止非操作