拉伸試驗設(shè)備改造可行性

1、.鋼材物理性能拉伸實驗設(shè)備的改造可行性關(guān)鍵詞：設(shè)備改造; 微機伺服 ;液壓控制 ;原理摘 要：通過應(yīng)用現(xiàn)代測量技術(shù),微機處理系統(tǒng)等數(shù)字測量手段,對傳統(tǒng)的機械式液壓萬能試驗機進行改造,改造后的試驗機通過計算機實現(xiàn)對實驗力值,變形數(shù)據(jù)采集、處理及試驗過程的監(jiān)測,與電子測力計背面接口連接;打印機與微機連接，對試驗報告隨時進行打印，改造后的試驗機的功能和精度能達到電液伺服萬能試驗機的水平,可以提高試驗測量精度和工作效率。此改進可以實現(xiàn)拉伸試驗的電子測量與微機數(shù)據(jù)處理,自動打印實驗結(jié)果等功能,將液壓萬能試驗機改造為先進的電液伺服萬能試驗機。 鋼鐵行業(yè)已回歸微利時代，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，行業(yè)間的競爭日趨激

2、烈。鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)鋼材的品種已不能滿足科技發(fā)展的需要，大量新產(chǎn)品的開發(fā)勢在必行，市場對鋼材的性能要求越來越高，經(jīng)常進行各種行業(yè)認證，這就要求鋼企不斷提高檢驗技術(shù)和設(shè)備的測量精度，以保證鋼材物理性能數(shù)據(jù)的準確性。目前，個別企業(yè)的拉伸試驗機仍然采用陳舊的擺錘測力度盤顯示讀數(shù)，已經(jīng)不能滿足新產(chǎn)品開發(fā)的要求。所以要通過現(xiàn)代測量技術(shù),微機處理系統(tǒng)等數(shù)字測量手段,對傳統(tǒng)的機械式液壓材料試驗機進行改造,改造后的設(shè)備功能和精度能達到電液伺服萬能試驗機的水平,可以提高試驗測量精度和工作效率。1.測量系統(tǒng)的組成及其原理拉伸試驗微機測量處理系統(tǒng)能實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字化示值,微機自動采集和實時處理,具有人機對話,屏幕顯示

3、測量過程,圖形的繪制,顯示數(shù)據(jù)打印等功能。壓力傳感器用來測量加載在拉伸試樣的拉力;電感式位移傳感器測量試樣在拉伸試驗初始的彈性階段微小變形量和全過程的伸長量通過實驗力的輸入傳輸給記錄儀繪圖,另一路輸出給微機和轉(zhuǎn)換器插件,實現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。在測量過程中，微機把采集到的信息存入內(nèi)存并在顯示器的屏幕上顯示。根據(jù)數(shù)值，記錄儀繪出拉伸過程中的曲線的變化便于監(jiān)測，同時繪制彈性區(qū)內(nèi)的曲線。拉伸實驗完成之后，經(jīng)過人機對話可自動打印實驗結(jié)果并處理的實驗數(shù)據(jù)。2.系統(tǒng)的實施液壓萬能試驗機改造為電液伺服萬能試驗機就是需要更換液壓源的控制系統(tǒng)（由伺服電機和電磁閥組成）并重新連接測量系統(tǒng)，連接后的測量系統(tǒng)采用儀

4、器負荷傳感器來測拉力值，安裝在試驗機測力油缸的進油管上的位移傳感器測彈性區(qū)變形和全過程總變形。另外還借助于裝夾在支架上并卡在試樣上的電子測力計測得試樣的變形量。電子測力計、實驗力值及變形的信號放大并數(shù)顯，同時輸出給記錄儀和微機來記錄曲線，監(jiān)測試驗全過程，與電子測力計背面接線端子對應(yīng)連接。3.測量系統(tǒng)的安裝、調(diào)試及標定3.1 拉力測量傳感器的安裝：試樣拉力測量傳感器采用負荷傳感器，如果將壓力傳感器裝在串接于測力油缸進油管的接頭上。實驗時壓力傳感器輸出的電信號與液壓油壓力成正比，經(jīng)測力計放大器放大后，數(shù)值顯示出拉力值。符合傳感器完全脫離測力擺錘的機械擺動，所以測力數(shù)值不受力示值刻度盤的精度影響，使

5、測力數(shù)值更準確。試樣拉伸試驗中的伸長量測量傳感器采用電感式位移傳感器，實驗前安裝在專用支架上，保證其與試樣中心線平行。裝卡在標準試樣上時，要注意支架上下板定位銷端面靠緊以保證支架不歪斜。裝卡時還要注意擰緊彈簧壓板螺母以保證刀刃嵌入試樣表面，防止打滑。同時注意積累的經(jīng)驗,以保證實驗的可靠性。3.2 測量系統(tǒng)的調(diào)試：整個測量系統(tǒng)的接線按電子測力計背面板的接線端插口與各初始狀態(tài)的測試儀器連接，然后通電預(yù)熱并調(diào)節(jié)測力數(shù)顯表。實驗力調(diào)零位時，一定要先將試驗機升降橫梁提起5-10mm,變形值調(diào)零時,位移傳感器支持的位置一定要正確，否則影響試驗結(jié)果。測量系統(tǒng)的標定是實施定量測量的重要步驟，測試前必須對各條通

6、道進行標定。3.3 標定工作是測量精度的一項細致工作，為了準確可靠，應(yīng)當反復(fù)對各通道標定數(shù)據(jù)及零點的調(diào)節(jié)。、標定工作完成后,所有儀器的增益(衰減)旋鈕和零點調(diào)節(jié)旋鈕的現(xiàn)行位置不可隨意變動。改造后的實驗力值測定因與原試驗機測力機構(gòu)精度脫離而不受影響，只要將測力計標定好，精度可大大提高。改造后的電子測力計上隨時數(shù)顯變形值，可直接讀取試樣標距的總變形和彈性區(qū)內(nèi)的變形再計算延伸率，可以免除人工測量的誤差從而而提高精度。改造后的測量系統(tǒng)由記錄儀精確繪制出拉伸曲線，可與微機連接,實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)的自動采集,處理和打印,提高了拉伸試驗技術(shù)的準確性和可靠性。4 改造后的操作要點4.1關(guān)于鉗口的選用及裝夾：圓試樣選

7、擇V型鉗口，扁試樣選擇平鉗口。當試樣尺寸在鉗口的臨界尺寸時，盡量選用尺寸較小的一種。裝鉗口時，油泵電機切勿啟動，并讓機器處于斷電狀態(tài)。將夾塊推入襯板的燕尾槽內(nèi)，鉗口有倒角的一面順著試樣受力的方向。4.2關(guān)于試樣的裝夾：試樣夾緊，圓試樣夾在V型夾塊的中間，扁試樣須垂直于夾塊。夾持部分要足夠長，最少要為夾塊長度的3/4。上下鉗口夾緊時，嚴禁升降橫梁。4.3關(guān)于力值清零：在軟件主界面上有傳感器欄，用來顯示采樣的數(shù)據(jù)，能顯示四種傳感器的值，即試驗力、位移、引伸計、峰值力。一般在夾緊試樣、裝夾引伸計之后，要將各傳感器清零才能開始運行試驗。但是力傳感器的清零比較特殊，先將拉伸夾具上鉗口夾緊，再調(diào)整下橫梁到

8、適當?shù)奈恢茫蚜χ登辶悖瑠A緊下鉗口。4.4關(guān)于開關(guān)的轉(zhuǎn)換：液壓源面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)用來控制油路的轉(zhuǎn)換。試驗開始運行時將開關(guān)打到“加荷”檔；試驗結(jié)束后，必須先取下試樣，再把開關(guān)轉(zhuǎn)換到“快退”檔，使活塞退回到底。4.5關(guān)于引伸計：電液伺服萬能試驗機還有一個重要附件，即電子引伸計。電子引伸計是感受試樣變形的傳感器，主要用于試樣變形較小的試驗，如測定材料彈性模量和規(guī)定非比例延伸強度。試驗機改造后可實現(xiàn)拉伸試驗的電子測量與微機數(shù)據(jù)處理,自動打印實驗結(jié)果功能。根據(jù)廠家報價，改造一臺試驗機大約6萬元，而購進一臺電液伺服萬能試驗機至少30萬元，可節(jié)省資金將近24萬元，對鋼材物理性能實驗室的設(shè)備改造后即可為企業(yè)創(chuàng)造利潤，使檢測水平步入同行業(yè)先進行列，滿足新產(chǎn)品開發(fā)和各種認證的要求。參考文獻1 GB/T228.1-2010金屬材料 拉伸試驗 第一部分：室溫試驗方法。P112 微機控制液壓萬能試驗機使用說明書。P7 P1410;試驗技術(shù)與試驗機