拉力试验机的工作原理

拉力试验机的工作原理

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电子式拉力试验机是电子技能和机械传动连系后的产物，

拉力试验机充沛发扬了机电各自专长而组成的大型精细测试仪器，可对各类资料进行拉伸、紧缩、弯曲、剥离、剪切等多项功能实验，且有测量局限宽、精度高、呼应快等特点。任务牢靠，效率高，可对实验数据进行及时显示记载、打印。

电子式拉力试验机是由测量系统、驱动系统、节制系统及电脑（电脑系统型拉力试验机）等构造构成。

一.拉力试验机的测量系统

1.力值的测量

经过测力传感器、扩大器和数据处置系统来完成测量，最常用的测力传感器是应变片式传感器。

所谓应变片式传感器，就是由【应变片】、弹性元件和某些附件（赔偿元件、防护罩、接线插座、加载件构成），能将某种机械质变成电量输出的器件。应变片式的拉、压力传感器国表里品种繁复，首要有筒状力传感器、轮辐式力传感器、S 双连孔型传感器、十字梁式传感器等类型。

从资料力学上得知，在小变形前提下，一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比，也与弹性的变构成正比。以S 型传感器为例，当传感器遭到拉力P 的效果时，因为弹性元件外表粘贴有应变片，由于弹性元件的应变与外力P 的巨细成正比例，故此将应变片接入测量电路中，即可经过测出其输出电压，然后测出力的巨细。

简略来说，外力P 惹起传感器内应变片的变形，招致电桥的不服衡，然后惹起传感器输出电压的转变，我们经过测量输出电压的转变就可以晓得力的巨细了。

普通来说，传感器的输出旌旗灯号都长短常微弱的，凡间只要几个mV ，假如我们直接对此旌旗灯号进行测量，长短常坚苦的，而且不克不及知足高精度测量要求。因而必需经过扩大器将此微弱旌旗灯号扩大，扩大后的旌旗灯号电压可达10V ，此时的旌旗灯号为模仿旌旗灯号，这个模仿旌旗灯号经由多路开关和A/D 转换芯片改变为数字旌旗灯号，然后进行数据处置，至此，力的测量告一段落。

2.形变的测量

经过形变测量安装来测量，它是用来测量试样在实验进程中发生的形变。

该安装上有两个夹头，经由一系传记念头构与装在测量安装顶部的【光电编码器】连在一同，当两夹头间的间隔发作转变时，带动光电编码器的轴扭转，光电编码器就会有脉冲旌旗灯号输出。再由处置器对此旌旗灯号进行处置，就可以得出试样的变形量。

3.横梁位移的测量

其道理同变形测量大致一样，都是经过测量光电编码器的输出脉冲数来取得横梁的位移量。

二.拉力试验机的驱动系统

首要是用于试验机的横梁挪动，其任务道理是由伺服系统节制电机，电机经由减速箱等一系传记念头构带动丝杆转变，然后到达节制横梁挪动的目标。经过改动电机的转速，可以改动横梁的挪动速度。

三.拉力试验机的节制系统

望文生义，就是节制试验机运作的系统，人们经过操作台可以节制试验机的运作，经过显示屏可以获知试验机的形态及各项实验参数，若该机带有电脑的话，也可以由电脑完成各项功用并进行数据处置剖析、实验后果打印。试验机同电脑之间的通讯普通都是运用RS232串行通讯方法，它经过核算机背面的串口（COM 口）进行通讯，此技能比拟成熟、牢靠，运用便利。

四.电脑

用来采集和处置剖析数据。进入实验界面后，电脑会不时采集各样实验数据，及时画出实验曲线（常用力--位移的曲线），主动求出各实验参数及输出报表。(end)

决定拉力试验机性能及精度的几个重要因素

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1 首先是拉力机的力值传感器，因为传感器的好坏决定了试验机的精度和测力稳定性，目前市场上的拉力机用传感器小力值一般用S 型传感器，大力值一般用轮輻式传感器，传感器内部一般为电阻应变片式，如果应变片精度不高或固定应变片用的胶抗老化能力不好在或者传感器的材料不好都将影响传感器的精度和使用寿命。

衡翼公司所采用的进

口传感器为世界箸名传感器制造商美国铨力传感器，该传感器精度高，线性好，性能非常稳定，几十年都不会变化。

2 其次就是驱动传感器运动的部件滚珠丝杠，因为丝杆如果有间隙的话将来做出的试验数据，将直接应响试验的最大变形和断后伸长率。目前市场上的拉力机有的丝杆是用T 形普通丝杆，这样的话一是间隙比较大，二是磨擦力比较大使用寿命短，衡翼公司所用丝杆为德国优励聂夫高精度无间隙滚珠丝杆，表面淬火硬度为HRC58-62，使用寿命可达几十年。并且保证精度不变。

3 再次就是拉力机的传动系统，目前市场上的拉力机传动系统有的采用减速机，有的采用普通皮带，这两种传动方式的主要弊端：前种需要定期加润滑油，后种则保证不了传动的同步性影响试验结果。衡翼公司的拉力机传动系统采用全圆弧同步带减速，保证了传动的同步精度，传动精度高，效率高，传动平稳，燥声低，不用维护使用寿命长。

4 再次就是拉力机的动力源（电机）也叫马达，目前市场上有的拉力机采用普通三相电机或变频电机，这种电机采用模拟信号控制，控制反应慢，定位不准确，一般调速范围窄，有高速就没了低速或有低速就没了高速，并且速度控制不准确，衡翼公司拉力机所用的电机为日本松下全数字交流伺服电机，控制方式采用全数字脉冲控制，调速范围广，可达0.001-1000MM/MIN ，控制定位准确，反应快，0.01秒可加到满速度，该电机能保证满量程速度控制准确，且使用寿命长，可达几十年，且不用维护。

5 最后就是拉力机的测控系统（也就是软件和硬件），目前市场上大部分拉力机的测控系统采用的是8位的单片机控制，采样速率低，且抗干扰能力差，另外就是AD 转换器如果AD 转换器的位数也就是分辨率低的话。那么测量也不会准。(end)

拉力试验机的安装、使用注意事项及维护

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拉力试验机应安装在清洁、干燥、无震动而且室温为20℃

±10℃房间内，并注意到作梁弯曲试验和使用引伸计进行试

验以及对设备的维修等在试验机周围应留出足够的空余面积。

1.安装

拉力试验机的主体及测力计，应安装在混凝土的基础上，基础尺寸根据外形及地基图规定，留出地脚螺钉和下钳口丝杆用孔及其它电线安装管道等装置。

基础的上平面应平整，用水平尺找正，待基础干燥后，再装上试验机。

①拉力试验机的安装及初步精度找正

将主体及测力计分别搬运到混凝土的基础上，根据外形及地基图调整好主体与测力计之间的距离并调整好方向，然后可用薄的小块铁块分别插入主体及测力计的底下部(与基础之间)，用0.05/1000精度的方形水平仪进行分别找正。

主体的初步找正

可在两立柱的纵横两个不同位置上，用方形水平仪测量，不铅垂度不得大于0.3/1000，然后，可用方形水平仪靠在油缸外表面的纵横两位置，找正其铅垂度。

②拉力试验机精度找正

经过以上对试验机的初步精度找正后，接通油管、电源及灌油后进行初步运转试车，经试车情况良好时，再进行对试验机精度找正。

用方形水平仪器靠在工作平台上，找正油缸铅垂度，调整或增减其机座下面的垫铁，使误差不得大于0.10/1000。

试验机精度找好后，用水泥浆将机座下面的全部空隙填死，保持机座与水泥基础良好结合，防止在使用过程中因受震动而造成试验机的不水平。

地脚螺母浇固后，在水泥未干燥前，不准紧固地脚螺母和开动试验机。(水泥干燥时间一般不少于10-15天)待水泥完全干燥后，紧固好运脚螺母，对试验机的安装精度进行复查，是否与找正精度相符合。如不符合应重新找正。

拉力试验机在使用过程中，由于试验时的震动容易产生松动现象，所以拉力试验机使用一段时间后，应将有关零件加以紧固。

2.接管

在安装主体与测力计相通的油管时，应首先将油管内部用煤油洗净，保证油路中的清洁。应注意接处垫圈是否完整，以防高压时渗油。

3.油的规格选用

在液压转动中，可采用N68精密机床液压油，亦可采用其它近似规格的油液其运动粘度为(100℃)11-14厘沲。

4.灌油与排油

打开油箱上的空气滤清器，灌油注入油箱内，一次注入的油量约24公斤，所用之油类规格可参看油的规格介绍。放油时打开测力计左侧底部之油嘴即可，关于油的使用期限根据各地气候而决定，如发现油开始变质或污秽不能用时应换新油。

5.接电

拉力试验机的电器装置在测力计内，供电为三相四线制，主体和测力计之间的电路采用插头连接，通电前应将电器箱内的灰尘和其它杂质清扫干净，在引入电源线后，按动测力计台面板上的“电源”按钮指示灯亮证明已开始供电，这时可按油泵启动按钮,观察电机转动方向,再按下钳口座升降按钮,检查下钳口座的升降动作是否与按钮上所示的文字相符,同时检查各限为开关是否起作用.

6.润滑

可在下钳口丝杆上浇注润滑油，使丝杆与丝杆螺母得到润滑，机座上带有注油孔，是向油沲内注入机油润滑蜗杆之间,油沲内油液的刻度可用测油针测出,其油沲的最高油位以下不超过测油针的下部扁部即可。测油针的下端部为油沲内油的最低油位。

7.油泵的初次运转及试车

按动测力计台面上的按钮即可开动或停止油泵转动。当安装后初次运转或变动电线接头时，都应检查油泵油路是否畅通。

8.安全装置

拉力试验机主体油缸和液压夹头部门均装有保护溢流阀和限位开关。

9.操作时必须注意事项

①如果正在试验过程中，油泵突然停止工作，此时应将所加之负荷卸掉，使油压降低，检查后重新开动油泵进行试验，不应在高压下起动油泵或检查事故原因。

②如果在拉力试验机工作时，电器发生失灵，起动或停止按钮不起作用时，应立即切断电源，使试验机停止运转。

③禁止非操作该机人员上机操作。

10.对拉力试验机之保养

拉力试验机各部应经常擦拭干净，对没有喷漆的擦拭干净后应用棉纱沾少量的机油再擦一遍，以防止生锈，雨季期间更应注意擦拭，不用时用防尘罩罩起以防止尘土侵入。

每次试验后试台下降，最好活塞不落到油缸底上，稍留一点距离，以利下次使用。测力计上所有活门不应打开放置，以免尘土进入内部，影响测量机构的灵敏性能。

试验暂停时应将油泵电动机关闭。(end)