实验室检验检测设备--万能试验机
万能试验机,集拉伸、弯曲、压缩、剪切、环刚度等功能于一体的材料试验机,主要用于金属、非金属材料力学性能试验,是工矿企业、科研单位、大专院校、工程质量监督站等部门的理想检测设备。
定义
万能试验机也叫万能材料试验机,或拉力机,双丝杆系列,控制、测量、操作一体化结构,融当代先进技术于一体,具有精度高、调速范围宽、结构紧凑、操作方便、性能稳定等优点。电子万能试验机满足GB/T1040、1041、8804、9341、9647、ISO7500-1、GB16491、GB/T17200、ISO5893、ASTM D638、695、790和塑料管材等标准的要求。适用于塑料、防水材料、纺织品、纸制品和橡胶等材料试样及制品的拉伸、压缩、弯曲、蠕变试验并配有大压盘可直接进行管材扁平压缩(压缩复原)、环刚度(抗外负荷)、蠕变比率、环抗拉强度等试验。
万能材料试验机是现代电子技术与机械传动技术相结合的产物,是充分发挥了机电各自特长而构成的大型精密测试仪器,可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、剪切等多项性能试验,且有测量范围宽、精度高、响应快等特点。工作可靠,效率高,可对试验数据进行实时显示记录、打印。
组成
万能材料试验机是由测量系统、驱动系统、控制系统及电脑(电脑系统型拉力试验机)等结构组成。
分类
如果将现市面上的万能试验机按照用途分类,可划属为测定机械性能的试验机。按照试验机的用途可将所有试验机分为两类:
1.测定机械性能的试验机
与万能试验机同属测定机械性能的试验机这一大类的还有:A-静负荷试验机:包括拉力试验机、压力试验机、扭转试验机、复合应力试验机、蠕变试验机、持久强度试验机、松弛试验机以及硬度计中的布氏、洛式和维氏硬度计。B-动负荷试验机:包括冲击试验机、疲劳试验机以及硬度计中的冲击布氏和肖氏硬度计。
拉力试验机配套设备:高低温试验箱,高温炉、低温箱、各种制具。
拉伸试验高温炉:配套使用于液压万能试验机和电子万能试验机为其试样提供高温环境。电炉外壳采用不锈钢制作,炉胆采用上、中、下三段加热,三个温度控制器分别控制三组加热丝,炉膛内温度均匀。采用PID模糊控制方式,试验温度过冲小,控制精度高,是高等院校、科研机构、厂矿材料研究单位的高性能材料试验设备。可以根据使用环境要求与主机任意组合使用,可完成各种金属、非金属的高温拉伸试验,并能达到各种特殊行业(如塑料、橡胶)等的使用要求。做常温试验时只需把高温炉移开,可完全满足GB/T4338-2006,HB5195-1996中圆棒试样、矩形试样、管材等,在特殊环境温度下的强度检验。
2.工艺试验用试验机
万能试验机工艺试验用试验机:包括杯突试验机、弹簧试验机、弯曲试验机和线材扭转试验机。测量系统
力值测量
通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量,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(补偿元件、防护罩、接线插座、加载件组成),能将某种机械量变成电量输出的器件。应变片式的拉、压力传感器国内外种类繁多,主要有筒状力传感器、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。
从材料力学上得知,在小变形条件下,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,也与弹性的变形成正比。以S型传感器为例,当传感器受到拉力P的作用时,由于弹性元件表面粘贴有应变片,因为弹性元件的应变与外力P的大小成正比例,故此将应变片接入测量电路中,即可通过测出其输出电压,从而测出力的大小。
对于传感器,一般采用差动全桥测量,即将所粘贴的应变片组成桥路,
R1、R2、R3、R4,实际为阻值相等的4片(或8片)应变片,即R1=R2=R3=R4,当传感器受到外力(拉力或压力)作用时,传感器弹性元件产生应变而使各电阻值发生变化,其变化值分别为△R1、△R2、△R3、△R4,结果原来平衡的电桥,现不平衡了,桥路就有电压输出,设△E
则△E=[R1R2/(R1+R2)2]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4)U
式中U为外电源供给桥路的电压
进一步简化有
△E=[R2/4R2](△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R)U
将△Ri/Ri=Kεi代上上式
则有 △E=[UK/4](ε1-ε2+ε3-ε4)
简单来说,外力P引起传感器内应变片的变形,导致电桥的不平衡,从而引起传感器输出电压的变化,我们通过测量输出电压的变化就可以知道力的大小了。
一般来说,传感器的输出信号都是非常微弱的,通常只有几个mV,如果我们直接对此信号进行测量,是非常困难的,并且不能满足高精度测量要求。因此必须通过放大器将此微弱信号放大,放大后的信号电压可达10V,此时的信号为模拟信号,这个模拟信号经过多路开关和A/D转换芯片转变为数字信号,然后进行数据处理,至此,力的测量告一段落。
形变测量
通过形变测量装置来测量,它是用来测量试样在试验过程中产生的形变。
该装置上有两个夹头,经过一系列传动机构与装在测量装置顶部的【光电编码器】连在一起,当两夹头间的距离发生变化时,带动光电编码器的轴旋转,光电编码器就会有脉冲信号输出。再由处理器对此信号进行处理,就可以得出试样的变形量。
横梁位移测量
其原理同变形测量大致相同,都是通过测量光电编码器的输出脉冲数来获得横梁的位移量。
操作规程
⒈ 使总开关接通电源。
⒉ 根据试样,选用测量范围,在摆杆上挂上或取下摆铊并调整缓冲阀手柄,对准标线。
⒊ 根据试样形状及尺寸把相应的夹头装入上下钳口座内。
⒋ 在描绘器的转筒上,卷压好记录纸(方格纸),此项只是需要时才进行。
⒌ 开动油泵电动机,拧开送油阀使试台上升纸10毫米,然后关闭油阀,如果试台已在升起位置时则不必先开油泵送油,仅将送油阀关好即可。
⒍ 将试样一端夹于上钳口中。
⒎ 开动油泵调整指针对准度盘零点。
⒏ 开动下钳口电动机,将下钳口升降到适当高度,将试样另一端夹在下钳口中,须注意使试样垂直。
⒐ 将推杆上的描绘笔放下进入描绘准备状态(需描绘时才进行)。
⒑ 按试验要求的加荷速度,缓慢地拧开送油阀进行加荷试验。
⒒ 试样断裂后关闭油阀,并停止油泵电动机。
⒓ 记录需要数值并将描绘。
⒔ 打开回油阀,卸荷后被动针拨回零点。
⒕ 取下断裂后的试样。
⒖ 压缩及弯曲等试验可参照上述各项进行操作。
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政策法规
