电子拉力试验机是现代电子技术与机械传动技术相结合的产物,是充分发挥了机电各自特长而构成的大型精密测试仪器,电子拉力试验机可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲等多项性能试验,且有测量范围宽、精度高、响应快等特点工作可靠,效率高,可对试验数据进行实时显示记录、打印。
电子拉力试验机是由测量系统、驱动系统、控制系统、及电脑等结构组成。
一、测量系统
1.力值的测量
通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量,常用的测力传感器是应变片式传感器。
所谓应变片式传感器,就是由应变片、弹性元件和某些附件补偿元件、防护罩、接线插座、加载件组成能将某种机械量变成电量输出的器件。
应变片式的拉、压力传感器国内外种类繁多,主要有筒状力传感器、轮辐式力传感器、双连孔型传感器、十字梁式传感器等类型。
从材料力学上得知,在小变形条件下,一个弹性元件某一点的应变与弹性元件所受的力成正比,也与弹性的变形成正比。以型传感器为例,当传感器受到拉力的作用时,由于弹性元件表面粘贴有应变片,因为弹性元件的应变与外力的大小成正比例,故此将应变片接入测量电路中,即可通过测出其输出电压,从而测出力的大小。
对于电子拉力试验机传感器,一般采用差动全桥测量,即将所粘贴的应变片组成桥路,R1、R2、R3、R4,实际为阻值相等的4片(或8片)应变片,即当R1=R2=R3=R4,当传感器受到外力拉力或压力作用时,传感器弹性元件产生应变而使各电阻值发生变化,其变化值分别为△R1△、R2、△R3、△R4,结果原来平衡的电桥,现在不平衡了,桥路就有电压输出,设△E
则△E=[R1R2/(R1+R2)2]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4)U
式中为外电源供给桥路的电压进一步筒化有
△E=[R2/4R2](△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R)U将△Ri/Ri=Kεi
代上上式则有△E=[UK/4](ε1-ε2+ε3-ε4)简单来说,外力P引起传感器内应变片的变形,导致电桥的不平衡,从而引起传感器输出电压的变化,我们通过测量输出电压的变化就可以知道力的大小了。
一般来说,传感器的输出信号都是非常微弱的,通常只有几个如果我们直接对此信号进行测量,是非常困难的,并且不能满足高精度测量要求。因此必须通过放大器将此微弱信号放大,放大后的信号电压可达10V转换芯片转变为数字信号,然后进行数据处理,至此,力的测量告一段落。
2.变形的测量:通过变形测量装置来测量,它是用来测量试样在试验过程中产生的形变。该装置上有两个夹头,经过一系列传动机构与装在测量装置顶部的光电编码器连在一起,当两夹头间的距离发生变化时,带动光电编码器的轴旋转,光电编码器就会有脉冲信号输出。再由单片机对此信号进行处理,就可以得出试样的变形量。
3.横粱位移的测量:其原理同变形测量大致相同,都是通过测量光电编码器的输出脉冲数来获得横梁的位移量。
二、电子拉力试验机驱动系统:主要是用于试验机的横梁移动,其工作原理是由伺服系统控制电机,电机经过减速箱等一系列传动机构带动丝杆转动,从而达到控制横梁移动的目的。通过改变电机的转速,可以改变横梁的移动速度。
三、控制系统:顾名思义,就是控制试验机运作的系统,人们通过操作台可以控制试验机的运作,通过显示屏可以获知试验机的状态及各项试验参数,若该机带有电脑的话,也可以由电脑实现各项功能并进行数据处理分析、试验结果打印。
试验机同电脑之间的通信一般都是使用RS232串行通信方式,它通过计算机背后的串口(COM)进行通信,此技术比较成熟、可靠,使用方便。
四、电脑:用来采集和分析数据,进入试验界面后,电脑会不断采集各样试验数据,实时画出试验曲线,自动求出各试验参数及输出报表。
电子拉力试验机可用于工厂材料或成品的拉、压、弯折、剥离等试验,也用于实验室的各项研发试验;电子拉力试验机的标定是衡量仪器设备精准度的一个必要程序,主要有传感器的标定,引伸计的标定,位移的标定,速度的标定,今天我们介绍的就是电子拉力试验机位移的标定,通常操作有2种,具体内容如下:
方法一:
编码器脉冲:将相应脉冲参数乘以4后填入即可。
编码器旋转一圈相当于:如果编码器固定在丝杠上,编码器旋转一圈相当于丝杠推动压盘(或横梁)移动了相当于丝杠丝距的位移量,此处填入丝距即可。
方法二:
如果方法一不能正常完成标定,可采用本方式:
1.移动电子万能拉力试验机的压盘(或横梁),使移动一定距离,用卡尺(或其它测量工具)测量压盘(或横梁)实际的移动距离。例如实际测量为100mm,而软件却显示105mm;将相应值填入后点"应用"按钮即完成标定。
2.将位移清零。
如果以上操作仍不能解决您的问题,请联系厂家。
电子拉力试验机适用于塑料薄膜、复合材料、软质包装材料、塑料软管、胶粘剂、胶粘带、不干胶、医用贴剂、保护膜、离型纸、组合盖、金属箔、隔膜、背板材料、无纺布、橡胶、纸张纤维等产品的拉伸、剥离、变形、撕裂、热封、粘合、穿刺力、开启力、低速解卷力、拨开力等性能测试。
在日常的操作中,由于操作人员使用不当造成的问题还是不少的,比如测试结果问题,试样打滑问题,一些简单的问题可以通过咨询自己解决,但是一些还是要求助专业的技术人员,今天给大家讲讲反馈较多的一个问题——试样打滑!
1、试验夹持长度较短
电子拉力机夹具的正确使用方式应该是:在试件的夹持长度与夹具齿面长度相同时,先借助外力推动钳口,使其在夹持面上产生初始摩擦力,再通过电子拉力机横梁的移动对试样加载,摩擦力拉动钳口(楔形口)时由于斜面的作用,轴向拉力越大,产生的夹持力也越大,试验机夹具体上有两个斜面的楔形口正是依据上述夹持方式,按照接受均匀压应力设计的。
但是,有些操作人员并没有按照电子拉力机的使用要求进行操作,试样夹持长度较短,或者是试样加工的就太短,造成楔形口斜面受力不均,楔形口局部应力远远超过材料的屈服强度,从而使楔形口产生塑性变形、严重外翻,使楔形口斜面塌陷或磨损。夹具在这种情况下继续使用,减小了楔形口的角度,使夹具本体受力状态恶化而出现打滑现象。
2、夹具的钳口选择不当
电子拉力机夹具有多种不同的规格和夹面,针对不同的试样采用不同的夹头,有些操作人员在试验时,使用大规格钳口夹持小截面试样,或者使用平夹头夹持大试样,使得夹具与试样接触不紧密,摩擦系数明显降低,直观的表现为夹具的鳞状尖峰被磨平,摩擦力大幅度减小。当试样受力逐渐增大达到最大静摩擦力时,试样就会打滑,从面产生虚假屈服现象。
3、设备原因致使电子拉力机试样打滑
设备原因主要有电子拉力机在拉试样时由于氧化铁皮落入楔形块斜面而引起打滑。金属试样在进行拉拔过程中产生金属氧化铁皮,氧化铁皮会落入到楔形块与夹具相结合的斜面中,使得斜面的平整度被破坏、表面粗糙度严重下降,使楔形口(楔形块)运动不灵活,在拉力不断增加时,楔形块沿燕尾斜面的滑动中产生爬行(跳跃行进)。拉伸加载过程中时常出现的叭、叭之声,就是这样产生的。这就是通常所说的打滑。
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