上海湘杰試驗機基本知識普及

一、概述

試驗機行業(yè)在國內(nèi)有五十多年的發(fā)展史，發(fā)源于國內(nèi)幾個國營老廠。隨著各行各業(yè)對試驗機產(chǎn)品需求的增長，隨著我國生產(chǎn)制造水平的不斷提高和測試技術(shù)的飛速發(fā)展，目前生產(chǎn)試驗機的公司和企業(yè)已遍布全國各地，生產(chǎn)著幾百種規(guī)格、型號和系列的試驗機產(chǎn)品。試驗機行業(yè)主要生產(chǎn)制造以下幾類產(chǎn)品：　

1.金屬材料試驗機；（應(yīng)用領(lǐng)域：金屬的拉伸、壓縮等物理性能的測量）　　

2.非金屬材料試驗機：（應(yīng)用領(lǐng)域：塑膠、橡膠、等非金屬物件的物理性能測試）

3.包裝件與工藝性能試驗機（包括：包裝件跌落試驗機、包裝件沖擊試驗機、摩擦磨損試驗機、彎折試驗機、校直機等）；　　

4.平衡機（包括現(xiàn)場平衡儀，主要用于測量水平）；　　

5.振動臺（包括沖擊臺與碰撞試驗臺）；　　

6.試驗機功能附件和與試驗機相關(guān)的試驗儀器與設(shè)備。　　

二、試驗機選型

電子材料試驗機的選型

一般企業(yè)購買電子材料試驗機是用來做拉伸、壓縮、彎曲、摩擦、剝離/撕裂等實驗。

1）機型的選擇:首先確定所需要測試的大力值,大力值在5KN以下,一般選用單立柱電子拉力試驗機.大于5KN到50KN一般選用雙立柱的臺式電子材料試驗機,在50KN以上是選用落地式電子材料試驗機.

2）試驗機的試驗速度和高度選擇:根據(jù)所要測的產(chǎn)品的性能，大致確定試驗機的試驗速度。了解試驗所需要的試驗空間.試驗要求的橫梁位移和垂直試驗空間,如果是彈性體的試驗,橫梁位移和垂直試驗空間會要求高一點.具體情況需要按照實驗要求來定。

3）載荷傳感器的選擇:根據(jù)自己所做實驗的要求選擇合適的傳感器，傳感器選擇的原則是所做實驗的小力值不能小于傳感器大量程的10%，否則就需要選擇不同量程的傳感器。

注：一般情況下傳感器大量程的10%以下的度不穩(wěn)定，測量出來的數(shù)據(jù)不準確。

4）試驗機柔度的選擇:任何機械系統(tǒng)受力后都會發(fā)生變形，不管是多么輕微的變形，這種變形被稱為柔度。并且可以在試驗結(jié)果中導致嚴重的誤差。特別是在小行程要求的高載荷試驗中。所以，在試驗機選擇時，應(yīng)選擇橫梁、載荷傳感器和夾具的剛度比較高的試驗機，以保證實驗結(jié)果的正確性。

5）夾具的選擇:夾具的選擇應(yīng)該遵循：試樣不會滑動、不會造成夾片斷裂，并且確保所施力的軸對稱性的原則。有些情況下，夾持要求非常特別，會需特別設(shè)計的夾具或工裝來滿足特殊的試驗標準。

三、試驗機使用過程中的問題和解決辦法

1、試驗機失速或者不動

①電機尾部的光電開關(guān)在長時間運行后，一側(cè)的接受部位被磨損

解決辦法：更換光電開關(guān)

②軟件參數(shù)設(shè)定出現(xiàn)問題

解決辦法：重新設(shè)定軟件的參數(shù)

2、試驗機力值零點波動（零點漂移）

試驗機在使用幾年后，力值零點一般會出現(xiàn)上下波動

①油路堵塞（一般是在靜止不動時，出現(xiàn)零點波動）

解決辦法：重新更換油，清洗油路

②機器所用電壓不穩(wěn)定

解決辦法：使用穩(wěn)壓器調(diào)整電壓

③傳感器有碰撞損傷過

解決辦法：a、重新更換傳感器

b、對試驗機進行重新設(shè)置。

3、試驗機測量結(jié)果產(chǎn)生誤差

1）電子試驗機

①主機部分

主機部分安裝不水平，將會使工作活塞和工作油缸壁產(chǎn)生摩擦力，從而產(chǎn)生誤差。一般表現(xiàn)為正差，并且隨著載荷的增加，產(chǎn)生的誤差逐漸較小

②測力計部分

測力計部分安裝不水平，將會使擺軸軸承之間產(chǎn)生摩擦力，一般變現(xiàn)為負差。

以上兩種誤差對小負荷測量的影響比較大，對大負荷測量的影響比較小。

解決辦法：a、首先檢查試驗機安裝是否水平，對主機用框式水平尺在工作油缸（或立柱）外圈相互垂直的兩個方向找平。

b、對測力計在擺桿正面調(diào)整測力計前后水平，將擺桿邊緣與內(nèi)側(cè)刻線對齊固定，用水平尺靠在擺桿側(cè)面調(diào)整機體左右水平。

2）液壓試驗機

①主機部分

主機部分產(chǎn)生摩擦力除了安裝不水平外，還有可能來自于油缸內(nèi)部，油缸內(nèi)部有雜物或油的粘度過大，都會產(chǎn)生摩擦力，影響測量結(jié)果。

②測力計部分

測力計產(chǎn)生摩擦阻力的原因較多，如測力油缸與測力活塞之間有臟物，油的粘度過大，指示裝置上的從動針摩擦力大，齒輪齒桿上有油污、臟物或齒桿上限位片壓得過緊，測力活塞皮帶磨損斷裂等。

解決辦法：a、對油缸內(nèi)臟物可放油清洗并更換粘度適宜的機油

b、測力計指示裝置從動針摩擦力過大，齒輪齒桿過臟，可用汽油清洗并調(diào)整壓緊螺絲及齒桿上限位片，更換測力活塞上的皮帶

四、試驗機的工作原理

試驗機是現(xiàn)代電子技術(shù)與機械傳動技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是充分發(fā)揮了機電各自特長而構(gòu)成的大型精密測試儀器，可對各種材料進行拉伸、壓縮、彎曲等多項性能試驗，且有測量范圍寬、精度高、響應(yīng)快等特點。工作可靠，效率高，可對試驗數(shù)據(jù)進行實時顯示記錄、打印。

試驗機是由測量系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、及電腦等結(jié)構(gòu)組成。

1、測量系統(tǒng)

1）力值測量

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(yīng)變片式傳感器，當外力作用在傳感器上時，引起傳感器輸出電壓的變化，而傳感器輸出的電壓通過放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。將電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)值，即所施加力的大小

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(gòu)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(zhuǎn)，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。

2、驅(qū)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(gòu)帶動絲桿轉(zhuǎn)動，從而達到控制橫梁移動的目的。通過改變電機的轉(zhuǎn)速，可以改變橫梁的移動速度。

3、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(jié)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(shù)比較成熟、可靠，使用方便。

4、電腦軟件部分

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)，實時顯示試驗曲線，自動求出各試驗參數(shù)及輸出報表。