拉力試驗機的工作原理
微電腦拉力試驗機的工作原理
電子式拉力試驗機是電子技能和機械傳動連系后的產物，拉力試驗機充沛發(fā)揚了機電各自專長而組成的大型精細測試儀器，可對各類資料進行拉伸、緊縮、彎曲、剝離、剪切等多項功能實驗，且有測量局限寬、精度高、呼應快等特點。任務牢靠，效率高，可對實驗數(shù)據(jù)進行及時顯示記載、打印。

電子式拉力試驗機是由測量系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、節(jié)制系統(tǒng)及電腦（電腦系統(tǒng)型拉力試驗機）等構造構成。

一.拉力試驗機的測量系統(tǒng)

1.力值的測量

經過測力傳感器、擴大器和數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)來完成測量，*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（賠償元件、防護罩、接線插座、加載件構成），能將某種機械質變成電量輸出的器件。應變片式的拉、壓力傳感器國表里品種繁復，首要有筒狀力傳感器、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。

從資料力學上得知，在小變形前提下，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，也與彈性的變構成正比。以S型傳感器為例，當傳感器遭到拉力P的效果時，因為彈性元件外表粘貼有應變片，由于彈性元件的應變與外力P的巨細成正比例，故此將應變片接入測量電路中，即可經過測出其輸出電壓，然后測出力的巨細。

簡略來說，外力P惹起傳感器內應變片的變形，招致電橋的不服衡，然后惹起傳感器輸出電壓的轉變，我們經過測量輸出電壓的轉變就可以曉得力的巨細了。

普通來說，傳感器的輸出旌旗燈號都長短常微弱的，凡間只要幾個mV，假如我們直接對此旌旗燈號進行測量，長短常堅苦的，而且不克不及知足高精度測量要求。因而必需經過擴大器將此微弱旌旗燈號擴大，擴大后的旌旗燈號電壓可達10V，此時的旌旗燈號為模仿旌旗燈號，這個模仿旌旗燈號經由多路開關和A/D轉換芯片改變?yōu)閿?shù)字旌旗燈號，然后進行數(shù)據(jù)處置，至此，力的測量告一段落。

2.形變的測量

經過形變測量安裝來測量，它是用來測量試樣在實驗進程中發(fā)生的形變。

該安裝上有兩個夾頭，經由一系傳記念頭構與裝在測量安裝頂部的【光電編碼器】連在一同，當兩夾頭間的間隔發(fā)作轉變時，帶動光電編碼器的軸扭轉，光電編碼器就會有脈沖旌旗燈號輸出。再由處置器對此旌旗燈號進行處置，就可以得出試樣的變形量。

3.橫梁位移的測量

其道理同變形測量大致一樣，都是經過測量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來取得橫梁的位移量。

二.拉力試驗機的驅動系統(tǒng)

首要是用于試驗機的橫梁挪動，其任務道理是由伺服系統(tǒng)節(jié)制電機，電機經由減速箱等一系傳記念頭構帶動絲桿轉變，然后到達節(jié)制橫梁挪動的目標。經過改動電機的轉速，可以改動橫梁的挪動速度。

三.拉力試驗機的節(jié)制系統(tǒng)

望文生義，就是節(jié)制試驗機運作的系統(tǒng)，人們經過操作臺可以節(jié)制試驗機的運作，經過顯示屏可以獲知試驗機的形態(tài)及各項實驗參數(shù)，若該機帶有電腦的話，也可以由電腦完成各項功用并進行數(shù)據(jù)處置剖析、實驗后果打印。試驗機同電腦之間的通訊普通都是運用RS232串行通訊方法，它經過核算機背面的串口（COM口）進行通訊，此技能比擬成熟、牢靠，運用便利。

四.電腦

用來采集和處置剖析數(shù)據(jù)。進入實驗界面后，電腦會不時采集各樣實驗數(shù)據(jù)，及時畫出實驗曲線（常用力--位移的曲線），主動求出各實驗參數(shù)及輸出報表。(end)
決定拉力試驗機性能及精度的幾個重要因素

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1首先是拉力機的力值傳感器，因為傳感器的好壞決定了試驗機的精度和測力穩(wěn)定性，目前市場上的拉力機用傳感器小力值一般用S型傳感器，大力值一般用輪輻式傳感器，傳感器內部一般為電阻應變片式，如果應變片精度不高或固定應變片用的膠抗老化能力不好在或者傳感器的材料不好都將影響傳感器的精度和使用壽命。衡翼公司所采用的進口傳感器為世界箸名傳感器制造商美國銓力傳感器，該傳感器精度高，線性好，性能非常穩(wěn)定，幾十年都不會變化。

2其次就是驅動傳感器運動的部件滾珠絲杠，因為絲桿如果有間隙的話將來做出的試驗數(shù)據(jù)，將直接應響試驗的*大變形和斷后伸長率。目前市場上的拉力機有的絲桿是用T形普通絲桿，這樣的話一是間隙比較大，二是磨擦力比較大使用壽命短，衡翼公司所用絲桿為德國優(yōu)勵聶夫高精度無間隙滾珠絲桿，表面淬火硬度為HRC58-62，使用壽命可達幾十年。并且保證精度不變。

3再次就是拉力機的傳動系統(tǒng)，目前市場上的拉力機傳動系統(tǒng)有的采用減速機，有的采用普通皮帶，這兩種傳動方式的主要弊端：前種需要定期加潤滑油，后種則保證不了傳動的同步性影響試驗結果。衡翼公司的拉力機傳動系統(tǒng)采用全圓弧同步帶減速，保證了傳動的同步精度，傳動精度高，效率高，傳動平穩(wěn)，燥聲低，不用維護使用壽命長。

4再次就是拉力機的動力源（電機）也叫馬達，目前市場上有的拉力機采用普通三相電機或變頻電機，這種電機采用模擬信號控制，控制反應慢，定位不準確，一般調速范圍窄，有高速就沒了低速或有低速就沒了高速，并且速度控制不準確，衡翼公司拉力機所用的電機為日本松下全數(shù)字交流伺服電機，控制方式采用全數(shù)字脈沖控制，調速范圍廣，可達0.001-1000MM/MIN，控制定位準確，反應快，0.01秒可加到滿速度，該電機能保證滿量程速度控制準確，且使用壽命長，可達幾十年，且不用維護。

5*后就是拉力機的測控系統(tǒng)（也就是軟件和硬件），目前市場上大部分拉力機的測控系統(tǒng)采用的是8位的單片機控制，采樣速率低，且抗干擾能力差，另外就是AD轉換器如果AD轉換器的位數(shù)也就是分辨率低的話。那么測量也不會準。(end)

拉力試驗機的安裝、使用注意事項及維護

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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，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。

1.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)待水泥完全干燥后，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。

2.接管

在安裝主體與測力計相通的油管時，應首先將油管內部用煤油洗凈，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。

3.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。

4.灌油與排油

打開油箱上的空氣濾清器，灌油注入油箱內，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。

5.接電

拉力試驗機的電器裝置在測力計內，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.

6.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，是向油沲內注入機油潤滑蝸桿之間,油沲內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油的*低油位。

7.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。

8.**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。

9.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。

10.對拉力試驗機之保養(yǎng)

拉力試驗機各部應經常擦拭干凈，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，*好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。(end)