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上海璟瑞科學儀器有限公司主營:拉力試驗機,光譜儀,電腦控制拉力試驗機,電子拉力試驗機,拉力強度試驗機,電子式拉力試驗機

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技術文章
細說拉力試驗機發展
2011-12-06
拉力試驗機的發展在國內*早起源于60年代初期,當時國內分為幾大區域也就是那時候的國營企業,發展到今天拉力試驗機隨處可見,今天本文作者將細說拉力試驗機的發展。
 一、為什么會有拉力試驗機的出現:
        工業生產中各種材料、零部件、構件以及整機或整個建筑物等都需要經過試驗才能確定它們的力學性能。在了解了這些性能以后才能使設計合理、使用可靠。經過試驗才能確定產品性能的優劣。因此,拉力試驗機在國民經濟中占有相當重要的地位,它的發展水平在某種程度上反映了一個國家工業發展的水平。
        隨著國民經濟的發展,對試驗機的要求愈來愈高。由于電業控制系統具有出力大、響應快的優點,它既具有電氣控制的靈活性、快速性和較高的控制精度,又有液壓控制的大功率操作能力,還能喝計算機聯接以進行各種復雜的控制和數據處理,所以應用很廣泛。因此電液控制在試驗機中獲得愈來愈多的應用。
為了使有關人員對試驗機的電液控制系統有所了解。本書介紹了試驗機的電液控制系統的基本原理和主要元件,以及系統的結構設計、調試和維護等。
 二、拉力試驗機的應用和發展:      
      電液控制的拉力試驗機主要有動靜萬能材料試驗機、疲勞試驗機、結構試驗機、激振器和沖擊試驗機等。*早使用的試驗機是材料試驗機,材料試驗機在初期是機械式的。如英國早在1880年已生產了杠桿重錘式材料試驗機,在1908年又生產螺母、螺桿加載的萬能試驗機。這些試驗機可進行材料的拉伸、壓縮、彎曲和扭轉等試驗,但它們的結構復雜、體積龐大、操作繁瑣,只能進行靜態試驗,目前已被淘汰。
       約在90年前,瑞士的Amsler公司開發了液壓萬能試驗機,它利用液壓油的壓力對試件加載。這種試驗機操作方便、作用力大、結構簡單、體積緊湊,至今這種試驗機仍在生產和使用。它能進行各種靜態試驗,但在加載的過程中不能進行控制。在加載情況不同時所測得的數據將有差別。因此,目前國際上和我國的試驗標準都規定了試驗時需在恒速率、恒負載速率和恒變形速率控制下進行試驗,在這種情況下,原有的液壓萬能試驗機已面臨更新換代的命運。國外已開發了在它原有的基礎上增加電液控制部分的電液控制液壓萬能試驗機。這種試驗機能滿足試驗標準所規定的要求。國內各試驗機廠也在積極進行開發。
         在液壓萬能試驗機出現的同時,在原有雙螺母、螺桿試驗機的基礎上還發展了電子萬能試驗機。這是用伺服電機控制,經減速器減速后驅動二根螺桿轉動,相應的螺母使橫梁移動,從而對裝在橫梁及底座上的試件施加。這種試驗機調速范圍廣、精度高。但由于伺服電機容量的限制,在大負載下工作較困難。電液控制液壓萬能試驗機的精度和調速范圍雖然都比電子萬能試驗機略差些,但價格低,能承受的負載大。因此,這兩種類型的試驗機各有所長。
         早在18660年,A.Wahler就提出力學性能的試驗,除進行靜態性能試驗外,還應進行動態的---也就是疲勞性能的試驗。*初的疲勞試驗機是將試件作回轉運動,用偏心輪及砝碼加載進行疲勞試驗。以后有些疲勞試驗機將砝碼改為彈簧加載,雖然可使結構略為緊湊,但這種疲勞試驗機作用力小、改變頻率及幅值都較困難。因此,這種原理的疲勞試驗機目前已很少采用。做疲勞試驗目前大多采用電磁諧振式疲勞試驗機或電液伺服控制的動靜萬能試驗機。電磁諧振式疲勞試驗機作用力較小,只能進行高頻的正弦運動,用途較狹。而電液伺服控制的動靜萬能試驗機,作用力大,既能進行動態的高周疲勞、程序控制疲勞和低周疲勞試驗,也能進行靜態的恒變形速率、恒負載速率和各種常規的力學性能試驗,還可以進行斷裂力學試驗,根據需要也可以進行部分振動和沖擊的試驗。這是其他形式的試驗機所不能比擬的,因此這種試驗機得到了廣泛的應用。近年來發展很快。已形成系列產品,并在此基礎上開發出了各種其他特殊用途的試驗機。
          振動臺開發的歷史比材料試驗機要遲得多,由于航空、航天方面對振動試驗的要求,在第二次世界大戰前才開始研制。*初的振動臺是機械式的,負載重量只有幾十kg,頻率為0.8-10Hz左右。以后隨著航空、航天、原子能、建筑、機電設備、兵器、輕工等各方面的需要,小到幾kg重的餅干箱,大到成千噸的原子能反應堆、建筑模型等,都要在振動臺上進行試驗。這樣,各種形式的振動臺越來越多,機械的、電動和電液的都有所開發和應用?;凳降撓τ妹婊?,只能進行正弦信號試驗,頻率范圍也較低,一般在較小的行程及負載情況下使用。電動式振動臺得頻率范圍較高,能任意改變試驗波形,波形失真較小,因此應用較廣泛,但在較低的頻率;或較長的行程;或很大的負載情況下使用較困難,雖然也曾生產過20t的電動式振動臺,但行程不能太長而且體積龐大,使用不便,因此目前在負載大時一般都不用電動振動臺而采用電液振動臺。電液振動臺的作用力大,可以在較低的頻率、較長的行程下工作,能任意改變試驗波形,在需要很大作用力時,由于體積較小,還可以用幾個液壓缸并聯工作,但它的頻率范圍比電動振動臺略低,波形失真也比電動振動臺略大些。
        對整機或大型構件,如飛機、機車、機械設備、海洋工程、原子能裝置及水壩、建筑物等,除進行振動試驗外,還要進行疲勞試驗,這種被試對象體積較大,有時還需要多點加載,若采用電液控制的疲勞試驗機進行試驗,則體積將非常龐大,國外曾做過30MN的大型它的體積雖很大,但被試件的大小還是有限,因此目前大多采用多點加載裝置,這種裝置使用多個可以分別安裝的激振器,根據試驗的要求,安裝在試件的各作用點上,如整架飛機*多可達100個點同時加載進行試驗。激振器也有電動和電液兩種,它們各自的特點和振動臺相似。
本書就是針對上述各種試驗機中應用的電液控制系統作較詳細介紹。

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