机械式拉力机的原理与操作方法及维修

更新时间:2017-03-02 来源:拉力试验机关闭

    机械式拉力试验机的原理与操作方法及维修

    机械式拉力试验机按照其结构特征可以确认为小摆锤变支点结构的机械式拉力试验机。试验机按照国家标准GB/T2611 —2007《试验机通用技术要求》和行业标准JB/T 93乃一1999《机械式拉力试验机技术条件》的技术要求制造。按照 JJG 139—1999《拉力、压力和万能试验机检定规程》检定验收。

    机械式拉力试验机主要用于金属材料的轴向静拉伸试验,测定材料在拉伸状态下的机械性能。利用反向器还可作压缩试验。试验机除了可以作常温拉伸试验外,还可以根据用户需要附带高温附件装置进行高温试验。

    机械式拉力试验机可供科研部门、高等院校的力学实验室和冶金企业使用,可以利用本机进行材料性能研究、教学以及产品的性能检验。试验机能够满足GB/T 228—2002《金属 室温拉伸试验方法》规定的拉伸试验要求。

    机械式拉力试验机的主要特点为操作使用方便,性能稳定可靠。其加载系统采用直流永磁电机和脉宽调速系统,低速输出扭矩大,变速调节方便快捷;测力系统采用高灵敏的游砣自动平衡机构,载荷换挡采用变支点杠杆并同时变换刻度盘的机构,摩擦力小,精度高,容易满足力值进回程相对误差的要求;记录 系统能够用模拟信号记录试验曲线,直观逼真地反映试验过程,并在曲线上通过计算求取相关的力学参数。

    试验机的夹持装置结构紧凑,夹持牢靠,特殊的结构设计和独到的加工工艺保证了夹持钳口具有足够的硬度和自身刚性强度,齿尖锋利耐用不易断齿,拉伸过程中随着载荷的增大夹持力也同向增大,确保了金属材料在拉伸过程中不打滑,并能保证试样断裂在有效部位。

    拉力试验机的结构图

    机械式拉力试验机结构图


    试验机的加载传动系统是采用直流电机无级调速系统的机动加载传动,此时双向离合器 (35)在弹簧(31)的拉动下与下端齿轮(33)啮合,主电机(30)为直流电机与测速发电机 (29)同轴安装,通过蜗杆(36)及蜗轮(37)传给齿轮(38), (39)经过II传动给齿轮 (33)、(34),再经过轴I的齿轮(28)而带动固定在齿轮(40)上的螺母筒(41)旋转,从而 使(幻)做上下移动。带动工作台(45)和下夹头(48)将载荷加于试样上。

    快速调整工作台位置时按下快升或快降按钮,直流电机(30)和电磁铁(32)即动作,使 双向离合器(35)向上与蜗轮(37)端齿啮合,运动便直接由齿轮(28)传出,从而带动固定 在齿轮(40)上的螺母筒(41)旋转,使丝杠(42)及下夹头(48)做快速调位运动。当放开 调位按钮,电磁铁复位,双向离合器在弹簧作用下离开蜗轮端齿啮合,实现机动加载和快速调位 的互锁。

    U型机械式拉力试验机考虑到微动加载的需要和测力精度的校验等,设有手动加载机构。 手把(44)摇动蜗杆(46)带动蜗轮(47),通过键联接而同时使丝杠(42)旋转、工作台上下位移,带动下夹头把载荷加于上、下夹持器之间。

    1.测力系统

    作用于上夹头(49)的力经主杠杆I,通过拉杆作用于变支点杠杆II上,四级杠杆比分别为:

    1:2. 5;1:6.25 ;1 : 2. 5;1 : 1. 25。

    至此作用于上夹头(49)的拉力P经两极杠杆缩减经拉杆作用于游砣右(15)上的拉力很小。由于力P的作用使游蛇杠杆(15)失去平衡,杠杆左端上翘,推动差动变压器(10)铁芯移动后发出一电信号,经放大器使伺服电机(17)转动,通过钢丝绳(14)拉动游砣(13)向 左移动,当游蛇重量Q与向左移动的距离S产生的力矩Q • S达到某一值时处于平衡状态,游蛇 杠杆恢复水平状态,差动变压器铁芯处于零点位置,无信号输出,电机(17)停止转动。当游蛇(13)运动时通过钢丝绳拉动绳轮(16)和(20),使指针(18)在刻度盘和记录笔(21) 在记录筒(22)指示相应的力P的数值。

    2.载荷变形记录装置

    负荷记录装置的传动是从指针轴绳轮(16)经过绳轮(20)再带动固定在钢丝绳上的记 录笔(21),当力值P增加时记录笔(2I)在记录筒上(22)从右向左移动250mm,并在记录 纸上绘制出力值曲线图。

    变形记录装置由加载传动系统中的螺母筒(41)经齿轮(40)、(28)、(27)、(26)和 伞齿轮(I)传至轴V,当记录机构离合(23)向左右分别与齿轮啮合时,变换速比带动记录筒 (22)旋转而达到变形记录装置的放大装置的放大比为50 : I和5 : I。记录下来的变形数值为下 夹头的位移量。不作记录时离合器(23)手把应放中间位置。

    记录笔装在笔架上,采用3V低电压加热,在特制的热敏记录纸上接触移动所走的轨迹 就显示成力值变形曲线图。

    3.辅助装置

    本机配有楔形夹持器和台肩夹持器。根据试样的形状和尺寸选用。反向器用于作简单的压缩 试验和校验试验力的准确度之用。

    4.电控部分说明

    本系列试验机电控部分由加载传动无级调速系统和力的平衡指示跟随系统组成。

    5.调速系统:本系统为带有测速反馈的自动调节系统,为了提高静差度引人电流正反馈, 为了提高系统的稳定性采用微分反馈和积分反馈,为了限制启动电流得到所谓的“挖土机特性” 即低速大扭距采用电流截止负反馈。

    机械式拉力试验机常见故障,原因及排除方法

    序号

    现象

    原 因

    排除方法

    1

    速度不稳

    微分反馈回贿路

    恢复反馈回路,检査触头并使之接触良好

    测速反馈的触头接触不良或断开

    2

    限位或过载开关卡住

    松动开关

    电机不转动

    快速熔端器溶断

    更换熔断器

    触发固路失振

    检查接触,各电子元器件完好

    断磁

    3

    电位器调零时, 电动机不转动

    3AK22漏电流太大

    更换管子

    4

    测力指针不动作

    ND机组接点有脱焊:KD可能熔断

    更新焊牢,更换RD

    5

    测力指针振动

    调整电位器SW,增大反馈量,如果看振动,更换缓冲油缸内的机油

    6

    指针反应不灵敏

    调整电位器SW,减小反馈量,如果无效,检查油缸活塞有无摩擦


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    机械式拉力试验机


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