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电子试验机的原理及组成成分

2023年03月17日 18:48:31      来源:济南普业机电技术有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:19

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试验机是集拉伸、压缩、弯曲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。

电子试验机采用电机、油泵和机械传动系统对试件加载,通过多种控制方式如力控、位移控、变形控等对试样施加一定的力,通过计算机电子测控系统,采集数据、分析数据,从而进一步得到被测对象的力学性能参数。


试验机的主要结构其实就分为两大结构:主机、控制(原油)部分(包含电气和软件)。主机主要实现我们式样的夹持、固定、承载以及力的转化。控制部分主要提供动力来源,实现力的传动、以及传动方式,数据的采集、分析。


主机

主机主要是由机座、试台、油缸、传递负荷的框架(包含上、下夹头)、丝杠、光杠、移动横梁、电机组件、自动找平装置等构件组成。


控制(原油)部分

1)电气部分

a. 强电

强电部分,一般小吨位的(1000kN或者更大量程)以下的机或者压力机电路基本都一样,对于普通人来说可能觉得很复杂,但是对于一名初级电工或者电子爱好者来说很简单,都是一些入门电路,一眼就能看明白,其实就是一个简单的拖动过程,主要涉及到油泵电机的启停,横梁电机的顺逆启动(调节试验空间),液压钳口的夹紧与松开(夹持松开试样),配合按钮、限位等电子元器件一个电路基本就完成了。

对于稍微大点吨位的机子才会有所不同,也无非是增加了星三角延时启动,近远控切换,等等,再复杂点引入plc就另当别论了。所以对于这一部分我们不于追求,都是一些基本配置,所有试验机的部分。

b. 弱电部分

弱电部分主要由测控仪(控制器)、传感器、拉线编码器、引伸计、比例阀(或者伺服阀)、采集卡,组成。

试验机从现如今的市场发展情况看,基本可以分为两种:液压传动和伺服电机传动。

液压传动

优点:经济实惠,价格好多检测单位都能接受,能实现较大负载。

缺点:受环境影响比较大,维护麻烦,控制精度差。

伺服电机控制

优点:由于采用了伺服驱动器加伺服电机,通过相位可以达到准确控制,控制精度比较高,易于维护。

缺点:造价高,扭矩小,大吨位负载实现比较困难。

2)油路组成部分

油路主要由阀板组件,液压阀、油冷机、油泵电机组、滤油器、调压阀、压力表、送回油阀等组成,新老产品可能有些微小区别。但是总体而言差别不大。

这一部分也可以理解为整机的力量源泉,通过她源源不断的把动力提供给我们,并且按照我们的要求给物体施加一定的力,通过多种控制方式,位移、变形、力控,也可以自定义编程为混合控制,这只是一种广义的说法,为的是更容易理解。

现实中是,根据试验目的,给定一目标值,或者无限加载模式,油泵持续供油,在软件中选择一种加载方式,目标值,速度,点击运行,软件会发送一系列指令到电路,通过AD和DA转换成与之相匹配的信号给伺服阀,液压油通过伺服阀调节流量大小推动油缸活塞做功,进而实现加载过程。

这其实只是一次简单的开环过程,实际使用中我们为了达到高精度,一般都采用闭环控制,反馈电路,PID调节,高分辨率,以及*的软件算法,真实再现实验过程,分析数据,输出结果。


3)软件部分

根据不同仪器配备软件使用。


试验机原理

在上下横梁之间形成拉伸空间,可以实现试样拉伸变形,下横梁和试台之间形成压缩空间,可以实现试样的压缩、弯曲、剪切等变形,我们通过安装在机座底部的减速机移动横梁调整试验空间,启动油泵,装好式样,运行软件发送指令,来自油源的高压油通过伺服阀(比例阀)送至油缸,油缸活塞把力传递给固定在试台下面的载荷传感器,再由载荷传感器把力信号转换成电信号传送给测量系统,通过测量系统对数据进行处理、分析,从而得出试验结果。

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