拉力試驗機的系統(tǒng)和維護

電子拉力試驗機是由測量系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、及電腦等結構組成。

一、測量系統(tǒng)

　　1、力值的測量

　　通過測力傳感器、放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來實現(xiàn)測量，常用的測力傳感器是應變片式傳 感器。

　　所謂應變片式傳感器，就是由應變片、彈性元件和某些附件（補償元件、防護罩、接線插 座、加載件組成），能將某種機械量變成電量輸出的器件。

　　應變片式的拉、壓力傳感器國內(nèi)外種類繁多，主要有筒狀力傳感器、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。

　　從材料力學上得知，在小變形條件下，一個彈性元件某一點的應變ε與彈性元件所受的力 成正比，也與彈性的變形成正比。以S型傳感器為例，當傳感器受到拉力P的作用時，由于 彈性元件表面粘貼有應變片，因為彈性元件的應變與外力P的大小成正比例，故此將應變 片接入測量電路中，即可通過測出其輸出電壓，從而測出力的大小。

　　對于電子拉力試驗機傳感器，一般采用差動全橋測量，即將所粘貼的應變片組成橋路，R1、R2、R3、R4，實際為阻值相等的4片（或8片）應變片，即R1=R2=R3=R4，當傳感器受到外 力（拉力或壓力）作用時，傳感器彈性元件產(chǎn)生應變而使各電阻值發(fā)生變化，其變化值分別 為△R1△、R2、△R3、△R4，結果原來平衡的電橋，現(xiàn)在不平衡了，橋路就有電壓輸出， 設△E則△E= [R1R2/（R1+R2）2 ]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4）U式中U為外電源供給橋路的電壓進一步筒化有△E=[R2/4R2]（△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R）U將△Ri/Ri=Kεi代上上式則有 △E=[UK/4]（ε1-ε2+ε3-ε4）

　　簡單來說，外力P引起傳感器內(nèi)應變片的變形，導致電橋的不平衡，從而引起傳感器輸出 電壓的變化，我們通過測量輸出電壓的變化就可以知道力的大小了。

　　一般來說，傳感器的輸出信號都是非常微弱的，通常只有幾個mV，如果我們直接對此信號 進行測量，是非常困難的，并且不能滿足高精度測量要求。因此必須通過放大器將此微弱 信號放大，放大后的信號電壓可達10V，此時的信號為模擬信號，這個模擬信號經(jīng)過多路 開關和A/D轉換芯片轉變?yōu)閿?shù)字信號，然后進行數(shù)據(jù)處理，至此，力的測量告一段落。

　　2、變形的測量：通過變形測量裝置來測量，它是用來測量試樣在試驗過程中產(chǎn)生的形變。

　　該裝置上有兩個夾頭，經(jīng)過一系列傳動機構與裝在測量裝置頂部的光電編碼器連在一起， 當兩夾頭間的距離發(fā)生變化時，帶動光電編碼器的軸旋轉，光電編碼器就會有脈沖信號輸 出。再由單片機對此信號進行處理，就可以得出試樣的變形量。

　　3、橫粱位移的測量：其原理同變形測量大致相同，都是通過測量光電編碼器的輸出脈沖 數(shù)來獲得橫梁的位移量。

二、電子拉力試驗機驅動系統(tǒng)

　　主要是用于試驗機的橫梁移動，其工作原理是由伺服系統(tǒng)控制電機，電機經(jīng)過減速箱等一 系列傳動機構帶動絲桿轉動，從而達到控制橫梁移動的目的。通過改變電機的轉速，可以 改變橫梁的移動速度。

三、控制系統(tǒng)

　　顧名思義，就是控制試驗機運作的系統(tǒng)，人們通過操作臺可以控制試驗機的運作，通過顯 示屏可以獲知試驗機的狀態(tài)及各項試驗參數(shù)，若該機帶有電腦的話，也可以由電腦實現(xiàn)各 項功能并進行數(shù)據(jù)處理分析、試驗結果打印。

　　試驗機同電腦之間的通信一般都是使用RS232串行通信方式，它通過計算機背后的串口 （COM號）進行通信，此技術比較成熟、可靠，使用方便。

四、電腦

　　用來采集和分析數(shù)據(jù)，進入試驗界面后，電腦會不斷采集各樣試驗數(shù)據(jù)，實時畫出試驗曲 線，自動求出各試驗參數(shù)及輸出報表。

拉力試驗機維護

　　拉力試驗機應安裝在清潔、干燥、無震動而且室溫為20℃±10℃房間內(nèi)，并注意到作梁彎曲試驗和使用引伸計進行試驗以及對設備的維修等在試驗機周圍應留出足夠的空余面積。

　　*，安裝

　　拉力試驗機的主體及測力計，應安裝在混凝土的基礎上，基礎尺寸根據(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。基礎的上平面應平整，用水平尺找正，待基礎干燥后，再裝上試驗機。

　　①拉力試驗機的安裝及初步精度找正

　　將主體及測力計分別搬運到混凝土的基礎上，根據(jù)外形及地基圖調整好主體與測力計之間的距離并調整好方向，然后可用薄的小塊鐵塊分別插入主體及測力計的底下部（與基礎之間），用0.05/1000精度的方形水平儀進行分別找正。

　　主體的初步找正

　　可在兩立柱的縱橫兩個不同位置上，用方形水平儀測量，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。

　　②拉力試驗機精度找正

　　經(jīng)過以上對試驗機的初步精度找正后，接通油管、電源及灌油后進行初步運轉試車，經(jīng)試車情況良好時，再進行對試驗機精度找正。用方形水平儀器靠在工作平臺上，找正油缸鉛垂度，調整或增減其機座下面的墊鐵，使誤差不得大于0.10/1000。試驗機精度找好后，用水泥漿將機座下面的全部空隙填死，保持機座與水泥基礎良好結合，防止在使用過程中因受震動而造成試驗機的不水平。

　　地腳螺母澆固后，在水泥未干燥前，不準緊固地腳螺母和開動試驗機。（水泥干燥時間一般不少于10－15天）待水泥*干燥后，緊固好運腳螺母，對試驗機的安裝精度進行復查，是否與找正精度相符合。如不符合應重新找正。拉力試驗機在使用過程中，由于試驗時的震動容易產(chǎn)生松動現(xiàn)象，所以拉力試驗機使用一段時間后，應將有關零件加以緊固。

　　第二，接管

　　在安裝主體與測力計相通的油管時，應首將油管內(nèi)部用煤油洗凈，保證油路中的清潔。應注意接處墊圈是否完整，以防高壓時滲油。

　　第三，油的規(guī)格選用

　　在液壓轉動中，可采用N68精密機床液壓油，亦可采用其它近似規(guī)格的油液其運動粘度為（100℃）11－14厘沲。

　　第四，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。放油時打開測力計左側底部之油嘴即可，關于油的使用期限根據(jù)各地氣候而決定，如發(fā)現(xiàn)油開始變質或污穢不能用時應換新油。

　　第五，接電

　　拉力試驗機的電器裝置在測力計內(nèi)，供電為三相四線制，主體和測力計之間的電路采用插頭連接，通電前應將電器箱內(nèi)的灰塵和其它雜質清掃干凈，在引入電源線后，按動測力計臺面板上的“電源”按鈕指示燈亮證明已開始供電，這時可按油泵啟動按鈕，觀察電機轉動方向，再按下鉗口座升降按鈕，檢查下鉗口座的升降動作是否與按鈕上所示的文字相符，同時檢查各限為開關是否起作用。

　　第六，潤滑

　　可在下鉗口絲桿上澆注潤滑油，使絲桿與絲桿螺母得到潤滑，機座上帶有注油孔，是向油沲內(nèi)注入機油潤滑蝸桿之間，油沲內(nèi)油液的刻度可用測油針測出，其油沲的高油位以下不超過測油針的下部扁部即可。測油針的下端部為油沲內(nèi)油的低油位。

　　第七，油泵的初次運轉及試車

　　按動測力計臺面上的按鈕即可開動或停止油泵轉動。當安裝后初次運轉或變動電線接頭時，都應檢查油泵油路是否暢通。

　　第八，安全裝置

　　拉力試驗機主體油缸和液壓夾頭部門均裝有保護溢流閥和限位開關。操作時必須注意事項：

　　①如果正在試驗過程中，油泵突然停止工作，此時應將所加之負荷卸掉，使油壓降低，檢查后重新開動油泵進行試驗，不應在高壓下起動油泵或檢查事故原因。

　　②如果在拉力試驗機工作時，電器發(fā)生失靈，起動或停止按鈕不起作用時，應立即切斷電源，使試驗機停止運轉。

　　③禁止非操作該機人員上機操作。

　　第九，拉力試驗機之保養(yǎng)

拉力試驗機各部應經(jīng)常擦拭干凈，對沒有噴漆的擦拭干凈后應用棉紗沾少量的機油再擦一遍，以防止生銹，雨季期間更應注意擦拭，不用時用防塵罩罩起以防止塵土侵入。每次試驗后試臺下降，活塞不落到油缸底上，稍留一點距離，以利下次使用。測力計上所有活門不應打開放置，以免塵土進入內(nèi)部，影響測量機構的靈敏性能。試驗暫停時應將油泵電動機關閉。