拉力實驗機的工作原理

拉力試驗機的工作原理

拉力試驗機的主要結(jié)構(gòu)及工作原理及應(yīng)用

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1拉力試驗機在拉伸實驗中的應(yīng)用

微機液壓伺服試驗機是一種*的材料試驗機，利用它在拉伸實驗中測試金屬材料的力學(xué)性能，可以測試的性能指標(biāo)有：上屈服強度、屈服強度、zui大力、抗拉強度、規(guī)定非比例延伸強度、彈性模量、斷后伸長率。其中規(guī)定非比例延伸強度、彈性模量需通過安裝電子引伸計測得。下面介紹一下應(yīng)用微機液壓試驗機在拉伸實驗中測試金屬材料性能的主要步驟：

（1）選用及裝卡夾塊；

（2）順序開機：顯示器→打印機→計算機→工控機→啟動試驗軟件→液壓源；

（3）進(jìn)入試驗窗口，選擇試驗方案；測量試樣尺寸，輸入相關(guān)試驗參數(shù)；

（4）裝卡試樣；

（5）安裝引伸計，以備測彈性模量和規(guī)定非比例延伸強度；

（6）傳感器示值清零，開關(guān)轉(zhuǎn)換到加荷檔，點擊試驗窗口的“運行”按鈕，進(jìn)入試驗狀態(tài)；

（7）直到試樣拉斷，保存試驗數(shù)據(jù)；

（8）取下試樣，再把開關(guān)轉(zhuǎn)換到快退檔，使活塞退回到底；

（9）如果需要的話，可以輸出打印試驗報告單；

（10）關(guān)機：液壓源→退出試驗軟件→工控機→計算機→顯示器→打印機。

從以上實驗過程可以看出，利用微機液壓伺服試驗機測試材料的力學(xué)性能操作簡捷方便，自動化程度高。由于該試驗機的測量系統(tǒng)本身能自動采集數(shù)據(jù)、自動處理數(shù)據(jù)，因此省去了數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)計算的過程，也避免了很多人為誤差，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確。例如，測定低碳鋼的彈性模量，只要安裝了引伸計，按規(guī)定步驟運行試驗，就可以在試驗結(jié)果中直接讀值。而傳統(tǒng)的液壓試驗機測定彈性模量要采用等量逐級加載方法邊加載邊記錄，zui后還要計算，既麻煩又存在人為誤差。同樣，利用微機液壓伺服試驗機測定金屬拉伸時的強度和塑性指標(biāo)，也具有老式液壓試驗機不可比擬的優(yōu)點，即可以直接讀取指標(biāo)數(shù)據(jù)，不必讀表、記錄、計算。

2.拉力試驗機的主要結(jié)構(gòu)及工作原理

JX系列微機控制液壓試驗機主要結(jié)構(gòu)可分為兩大部分：（液壓）加荷系統(tǒng)和測量系統(tǒng)。加荷系統(tǒng)通過油缸活塞把力傳遞給固定在試驗臺下面的負(fù)荷傳感器，由負(fù)荷傳感器把力信號轉(zhuǎn)換成電信號傳送給測量系統(tǒng)。通過測量系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，從而得出試驗結(jié)果。

加荷系統(tǒng)包括主機和液壓源。主機主要由機座（內(nèi)部為主工作油缸）、試臺、上橫梁、下橫梁、夾持部分、絲杠、光杠等組成，是試驗的執(zhí)行機構(gòu)。上下橫梁之間形成拉伸空間，可以實現(xiàn)試樣拉伸變形；下橫梁和試臺形成壓縮空間，可以實現(xiàn)試樣壓縮、彎曲、剪切等變形。因此，該種試驗機又被稱為雙空間試驗機。液壓源主要由電機、油泵、油箱、控制電器等部分組成，是試驗機的動力供給機構(gòu)。打開油泵控制開關(guān)，通過計算機對伺服閥的控制來實現(xiàn)活塞的上升和下降。

測量系統(tǒng)由工控機和計算機組成，它主要完成數(shù)據(jù)的采集和處理。工控機的工作原理如下圖：

計算機通過串行口與工控機相聯(lián)，通過實驗軟件對工控機采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如傳感器示值顯示、試驗曲線顯示、試驗結(jié)果處理及試驗報告打印等。

3操作要點說明

（1）關(guān)于夾塊的選用及裝卡：圓試樣選擇V型夾塊，扁試樣選擇平夾塊。當(dāng)試樣尺寸在夾塊的臨界尺寸時，盡量選用尺寸較小的一種。如SHT4305的V型夾塊有Φ15-Φ30，Φ30-Φ45，Φ45-Φ60三種，如果試樣尺寸為Φ30，則應(yīng)盡量選擇Φ15-Φ30的夾塊。

裝夾塊時，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)，夾塊有倒角的一面順著試樣受力的方向。鎖緊襯板兩側(cè)的小擋板，防止夾塊偏離。

（2）關(guān)于開機順序：當(dāng)試驗軟件*啟動，進(jìn)入聯(lián)機狀態(tài)后，機器才能運行（油泵才能啟動）。所以在進(jìn)行試機前，測量系統(tǒng)必須先啟動，開機順序為：顯示器→打印機→計算機→工控機→啟動試驗軟件→液壓源。

（3）關(guān)于試樣的裝卡：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，不能傾斜。夾持部分要足夠長，zui少要為夾塊長度的3/4。上下夾頭夾緊時，嚴(yán)禁升降橫梁。

（4）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4種傳感器的值，即試驗力、位移、引伸計、峰值力。一般在夾緊試件、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，先是將拉伸夾具上夾頭夾緊，然后調(diào)整下橫梁到適當(dāng)?shù)奈恢?，把力值清零，再夾緊下夾頭。

（5）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。如果先把活塞下降會使斷裂的試樣互相抵住，破壞鉗口。

（6）關(guān)于引伸計：微機控制液壓試驗機還有一個重要的附件，即電子引伸計。電子引伸計是感受試件變形的傳感器，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。如果不需要測定這兩個性能指標(biāo)，則不必安裝引伸計。

在裝夾電子引伸計時，將電子引伸計輕輕拿起，把標(biāo)距桿墊片卡在力臂與標(biāo)距桿之間，壓緊兩力臂，使兩刀刃垂直接觸試樣，用彈簧或橡皮筋將引伸計綁在試樣上，裝好后取出標(biāo)距桿墊片，使力臂與標(biāo)距桿之間保持0.5mm的間隙。另外，要保護(hù)好電子引伸計，不要摔碰，刃口保持鋒利，標(biāo)距桿兩端的螺釘不要取下，以防兩臂開度無限制張開，造成應(yīng)變片及彈簧片*變形，造成電子引伸計損壞。

試驗中途，當(dāng)變形達(dá)到試驗方案設(shè)置的引伸計切換點時，即當(dāng)材料達(dá)到屈服極*，應(yīng)迅速取下引伸計（此時程序有提示窗口）。

微機控制液壓試驗機不僅可以做拉伸實驗，還可以實現(xiàn)壓縮、彎曲、剪切等實驗。拉伸實驗是基本實驗，因此，這里我們以拉伸實驗為主，介紹了微機控制液壓試驗機的應(yīng)用。