萬能拉力試驗機自身的故障可能會導(dǎo)致試驗機的準(zhǔn)確度達(dá)不到要求,所以在拉力試驗機實際測量過程中,必須將試驗機自身可能影響其準(zhǔn)確度的因素排除掉,把萬能試驗機的誤差控制在合理的范圍內(nèi)。
常見的萬能試驗機有兩種,一種為傳統(tǒng)的液壓擺錘式試驗機,另一種為電子拉力試驗機。
電子式試驗機也有很多種樣式,但不管是微機控制的電子式試驗機(如下圖),還是為降低成本而簡化了的試驗機(常見于建筑工地如下圖),其的測力基本原理為其閉環(huán)測控系統(tǒng)的負(fù)荷測量單元,傳感器采集信號,并經(jīng)過儀表放大器等一系列的變化,后通過儀表反應(yīng)出來。所以,電子式試驗機的準(zhǔn)確度一般可以通過軟件自身的標(biāo)定程序來修正。
液壓擺錘式試驗機的結(jié)構(gòu)和工作原理是正確分析其準(zhǔn)確度影響因素的前提。主機和測力計這兩部分是液壓擺錘試驗機(見圖 3-3)的主要結(jié)構(gòu)。
萬能拉力試驗機的測力計部分(見圖3-4),采用了液壓正切擺錘測力機構(gòu),通過帕斯卡原理,把一個大的不便測量的力變成較小的可以測量的力,然后通過一定的手段(度盤)把這個力指示出來。
加載時,開動油泵電機,打開送油閥 17,油泵把油液送入工作油缸 4頂起工作活塞 5 給試樣加載;同時,油液經(jīng)回油管 19 及測力油管 21(這時回油閥20 是關(guān)閉的,油液不能流回油箱),進(jìn)入測力油缸 22,壓迫測力活塞 23,使它帶動拉桿 24 向下移動,從而迫使擺桿 26 和擺錘 25 聯(lián)同推桿 27 繞支點偏轉(zhuǎn)。推桿偏轉(zhuǎn)時,推動齒桿 28 作水平移動,于是驅(qū)動示力度盤的指針齒輪,使示力指針 29 繞示力度盤 30 的中心旋轉(zhuǎn)。示力指針旋轉(zhuǎn)的角度與測力油缸活塞上的總壓力(即拉桿 24 所受拉力)成正比。因為測力油缸和工作油缸中油壓壓強相同,兩個油缸活塞上的總壓力成正比(活塞面積之比)。這樣,示力指針的轉(zhuǎn)角便與工作油缸活塞上的總壓力,亦即試樣所受載荷成正比。經(jīng)過標(biāo)定便可使指針在示力度盤上直接指示載荷的大小。
拉力試驗機一般配有重量不同的擺錘,可供選擇。對重量不同的擺錘,使示力指針轉(zhuǎn)同樣的轉(zhuǎn)角,所需油壓并不相同,即載荷并不相同。所以,示力度盤上由刻度表示的測力范圍應(yīng)與擺錘的重量相匹配。以 WE-300 試驗機為例,它配有 A、B、C 三種擺錘。擺錘 A 對應(yīng)的測力范圍為 0~60kN,A+B 對應(yīng) 0~150kN,A+B+C 對應(yīng) 0~300kN。
開動油泵電機,送油閥開啟的大小可以調(diào)節(jié)油液進(jìn)入工作油缸的快慢,因而可用以控制增加載荷的速度。開啟回油閥 20,可使工作油缸中的油液經(jīng)回油管 19 瀉回油箱 37,從而卸減試樣所受載荷。
試驗開始前,為消除活動框架等的自重影響,應(yīng)開動油泵送油,將活動平臺略微升高。然后調(diào)節(jié)測力部分的平衡 31,使擺桿保持垂直位置,并使示力指針指在零點。
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