万能试验机.doc

WAW-1000型微机控制电液伺服万能试验机一、概述WAW1000型微机控制电液伺服万能试验机主要用于对金属、非金属材料进行拉伸、压缩、弯曲等强度测试。由宽调速范围的电液比例伺服阀与计算机及测控单元所组成伺服控制系统，能精确地控制和测量试验全过程。整机由主机、伺服液压源、计算机测控系统等部分组成。二.主要功能1.进行拉伸、压缩、弯曲等多种在伺服控制条件下精确试验；2.具有试验力、位移、变形三个控制通道及与之相对应的试验力、应力、应变、变形、位移五种控制方式，控制方式间可随机/随意切换；PID控制参数可在线调整。3.可进行等速率试验力、等速率应力、等速率应变、等速率变形、等速率位移试验和恒试验力、恒应力、恒应变、恒变形、恒位移试验；4.可按照设定加载方式完成多种波形（正弦波、梯形波、三角波及组合波等）的低周循环测试；5.自动采集、处理、显示试验数据，自动测量被测材料的各种特征点；包括Fm、Rm、E、ReH、ReL、Rp0.2、Rt0.5、A、Z等（注A断后伸长率及Z断面收缩率为输入式）6.自动绘制力位移、力变形、力时间、应力应变、位移时间、变形时间等多种试验曲线，自动编辑试验报告并适时打印输出；7.原始试验参数输入8.拥有功能强大的数据库和多种接口格式供用户选择，帮助用户实现局域网络通讯；9.试样自动液压夹紧；采用外背式液压夹具，可有效地防止铁屑对液压夹具活塞的损害，延长了该机的无故障工作时间。10.具有压力、油温、活塞限位等多种保护措施；11.具有自动和手动两种控制方式三.主要规格及技术参数1.最大试验力，kN 1000 2.试验力测量范围,kN （2100）2010003.试验力示值精度 14.位移测量范围，mm 2005.位移测量精度 0.5FS6.位移测量分辨力mm 0.0017.引伸计标据/测量范围，mm 100/108.变形测量精度 0.5FS9.变形测量分辨力，mm 0.00110.速率控制精度 1%设定值11.拉伸空间,mm 120012.压缩空间，mm 120013.正面立柱静间距，mm 58014.工作活塞最大行程，mm 20015.圆试样夹持范围，mm 206016.扁试样夹持范围，mm 165417.上、下压板及球面压板尺寸，mm 22018.弯曲两支点间距，mm 30-50019.总功率，kW 1.820.主机外形尺寸mm 970X780X235021.液压源外形尺寸，mm 1100X600X85022.整机净重，kg 约4100四.工作环境1.室温: 10-35；2.湿度: 80%；3.工作电源：三相380V10 50HZ4计算机电源：单相220V10% 50HZ 单独接入五、主要结构（一）、主机:油缸下置式四柱双空间框架结构，由固定横梁与动横梁构成的拉伸试验空间在框架上部，由动横梁与工作台构成的压缩、弯曲等试验空间在框架下部。试验空间的大小通过减速机链传动螺纹传动调整动横梁升降来实现的。机座上装有活塞限位装置。夹持方式采用液压夹紧。主机主要构成如下：1.机座；采用球墨铸铁一次浇注成型，油缸孔及上平面为加工面，其余为非加工面，除锈处理后再进行底漆、找平及两次面漆。2.油缸活塞副（也称伺服作动器）；油缸采用铸钢件毛坯加工而成，缸内有多道油槽，便于减少摩擦。活塞采用球墨铸铁件毛坯加工而成。单向式工作油缸，油缸内径和活塞外径经过精细研磨再进行配合。为了使油缸能在高压情况下确保不漏油，油缸与活塞间采用的是间隙密封加密封圈密封的方式。3.工作台；采用球墨铸铁件毛坯加工而成，下端与活塞上端固定连接，上端与下压板定位连接，光杠与工作台螺帽连接。台面有燕尾式沟槽，用于安装弯曲支座。边缘用于安装机座裙板，使之对机座内部进行遮档，使机器整体美观。4.光杠(两根)；采用45碳结钢原料钢材或锻料钢材加工而成，上、下端分别与上横梁（钳口）和工作台螺帽连接。5.丝杠（两根）；采用45碳结钢原料钢材或锻料钢材加工而成，下端与机座通过轴承连接并带有齿轮，减速机通过链条传递进行旋转，实现空间调节。6.上横梁(钳口)；采用铸钢件毛坯加工而成，外背式液压夹具油缸活塞副置于后部位置。与光杠上端用螺帽固定连接。7.下横梁（钳口）；采用铸钢件毛坯加工而成，外背式液压夹具油缸活塞副置于后部位置。通过传动螺母与丝杠连接，随丝杠旋转而上升或下降，实现对试验空间的调整。下端通过顶丝固定上压板或弯曲支座等，方便用户使用。传动螺母下端装有间隙消除装置。8.下横梁（钳口）升降传动系统；由减速机、丝杠齿轮、胀紧齿轮及链条组成，其中减速机、胀紧齿轮及链条安装于机座的上部，减速电机工作通过链条带动丝杠旋转使下横梁（钳口）上升或下降，实现试验空间的调整。下横梁（钳口）上升或下降的操作使用按钮盒，该按钮盒被部装有磁铁，可自由吸附帖于光杠或下横梁之上。试验开始前，应首先将试验空间调节到适合程度，下横梁上升使拉伸空间减小、压缩空间增大，反之使拉伸空间增大、压缩空间减小，安装试样后即可操作计算机加载。伺服液压源按照设定的速率将液压油注入油缸，使活塞上升即可对试样产生拉力或压力。（二）、伺服液压源伺服液压源主要的任务是向主机油缸按试验要求的速率供油并操作主机完成试验过程，液压源主要构成如下：1. 壳体：由3mm冷轧钢板焊接制作，经多项表面处理工序后完成。2.油泵电机组:采用35MPa柱塞式油泵，流量为2.0L/min。采用1.1kW三相异步电机。3.电液比例伺服阀: 该控制阀是国内应用非常广泛种类，业已被广泛应用于静态试验机的控制系统，具有稳定性好、抗污染能力强、随动式压力使油温上升缓慢等优势。该控制阀接收硬件系统发出的脉冲信号会自动调节阀杆的位移区域，从而对进油量进行调节，实现等速率和恒试验力等控制。4.进/回油阀组: 即进油阀和回油阀，增加了此手动阀组不仅增加了手动功能，而且还可以帮助消除加载过程中压力波动。进/回油阀组安装于液压源正面上方，便于操作，当使用计算机控制加载时，进、回油阀全部关毕，试验结束卸载时打开回阀。手动加载时关闭回油阀，开进油阀进行，试验结束后打开回油阀卸载。5.电磁换向阀组: 由2个三位四通电磁阀和1个两位三通电磁阀组成。三位四通电磁阀用于液压夹具所用2个活塞换向使用，两位三通电磁阀用于加载油缸与液压夹具间供油之切换。6.滤油器: 电液伺服试验机采用的是双级滤清方式，其中一级采用可更换滤芯的滤油器，可过滤掉10m颗粒杂质，确保控制阀正常工作。7.油箱: 是存储液压油的容器，本机液压源的油箱容积约为50L。8.溢流阀: 主要用于压力保护，当液压系统的压力超过溢流阀设定压力时，溢流阀中的弹簧被顶起，超高压力部分的液压油将从溢流阀流出并沿管路回到油箱。9.管路系统: 是液压源中上述各元器件的连接部分，采用耐高压无缝钢管制作，接头大多采用卡套式。10.电气拖动部分: 是保证所有电器及系统正常和安全工作的强电部分，主要由空气开关、继电器、交流接触器、电源电气等部分组成，安装于液压源的侧面上部。液压源是试验机工作的动力部分，油泵电机组工作将液压油经滤油器送入比例伺服阀，经控制系统调速后进入工作油缸，完成试验过程后开启回油阀，活塞将回预工作状态。根据试验要求还可安装风冷冷却器，以便对油温进行强制保护，另外还装有油面指示装置等。通过上述装置可保证液压系统长时稳定的工作。（三）、计算机测控系统计算机测控系统主要由硬件、软件、控制阀、控制采集元器件及计算机、打印机所组成。1.测量控制软件；是试验机的操作系统，主要编制依据为GB/T228-2008金属材料室温拉伸试验方法、GB/T5224-2003预应力混凝土用钢绞线等多项标准。本程序是采用Visual C+6.0编写完成，主界面采用的是标准Windows 多文档视图界面。采用了C+程序设计语言和 Microsoft 基本类库 (MFC) 的层次结构。该层次结构包容了Windows API中的用户界面部分，能够很容易地以面向对象的方式建立Windows应用程序。这种层次结构适用于所有版本的 Windows 并彼此兼容。菜单：内容包括a文件、b设置、c控制、d察看、e帮助。文件有打开、保存、保存图像位图等选项。打开有:a查询条件：下拉后选项包括“ID、试验编号、试验人员、试验日期、原始尺寸、断后尺寸、试样类型、原始标矩、断后标矩、原始面积、断后面积、弹性模量、最大力、最大负荷强度、上屈服力、上屈服强度、下屈服力、下屈服强度、规定非比例延伸力、规定非比例延伸强度、规定总延伸力、规定总延伸强度、规定总延伸力、规定总延伸强度、屈强比、强屈比”。b 查询范围：点击右边的“ ”按钮则可以在查询表中选取试验数据。保存：点击“ ”按钮,可将试验数据存储为数据文件，输入文件名点击 确定 即可。 设置: 设置试验预设数据，当使用断裂引伸计时“手动计算最大力总伸长率”选项可选“否”，否则必须选“是”。设置有试验、显示、保护、存储、计算、主机选项。试验: 设置试验预设数据。显示：数据设定好后应点击 应用 按钮使设置生效。保护：四个功能区域。a.负荷保护：上限保护：负荷值大于设定值则停止试验；下限保护：负荷值小于设定值则停止试验；满度保护：负荷值大于（满度+满度设定值）则停止试验；起始存储：负荷值大于设定值时才开始记录试验数据并绘制曲线，若不选中则开始试验就记录数据和绘制曲线；破断保护：选中后做拉伸试验时试样破断后试验自动停止；压力保护：百分比：压缩，弯曲，剪切试验时，负荷值小于（本次试验最大负荷设定值）则试验停止；起始值：负荷值大于设定值则压力保护开始生效；b.位移保护：上限保护：位移值大于设定值则停止试验下限保护：位移值小于设定值则停止试验c.变形保护：上限保护：变形值大于设定值则停止试验下限保护：变形值小于设定值则停止试验 摘引伸计：变形值等于设定值时试验开始负荷保载，并提示摘引伸计d.循环： 循环保护：循环次数等于设定值则停止试验（动态试验用）存储：（动态试验使用 略）计算：弹性模量计算设定和屈服力计算设定。主机：对于液压控制暂未定义，不需操作。叠加：曲线分析：曲线放大、全部、赋值、定位、曲线修正、向上、向下、向左、向右、保存位图等功能，可对试验曲线进行详尽的分析，对应的曲线快捷工具栏如下图。状态栏位于试验界面的最低端，主要显示试验过程中试样和控制的相关信息。工具栏：打开：打开已保存的试验数据文件。保存：保存试验数据文件。设置：在试验进行前，对试样、试验参数进行设置。叠加：多曲线显示。曲线分析：曲线放大、全局曲线、曲线定位、设定下屈服点、设定上屈服点、查看屈服点、弹性直线、修剪曲线、还原曲线等功能，可对试验曲线进行详尽的分析。报告：配置、显示、打印试验报告。测量值显示窗口负荷值测量显示单元：实时显示负荷值的测量值，按下 调零 按钮显示值归零。破型判断按钮可切换破断保护功能。位移测量显示值：实时显示移动试台的位移测量值，按下 调零 按钮显示值归零。变形测量显示值：实时显示引伸计标距内试样的变形测量值，按下 调零按钮显示值归零；当变形值达到试样变形值要求时，此时可以摘掉引伸计了，在摘掉引伸计之前须按下 摘引伸计 按钮使引伸计停止计数，同时，在此期间控制状态处于“负荷保载”。注意：摘下引伸计重新启动后，位移值代替了变形值，即变形显示表头显示的是位移值！时间显示窗口：其显示的时间是从按下 启动 按钮，当软件开始采集数据后至试验结束时的时间。注意：在试验过程中力、位移、变形等的 调零 按钮将不起作用。曲线显示窗口在试验过程中实时显示的试验曲线是不经过任何修正的真实曲线，在浏览历史数据时，同步显示对应的历史曲线；在分析时，提供用户在线分析的功能。在试验曲线显示窗口内单击鼠标右键将会弹出曲线选择菜单（如下右图），针对拉伸试验,有六种试验曲线可供选择：力时间、位移时间、变形时间、应力应变、力变形、力位移。报告可选项目：界面左上角列表框为可选项目列表。可选项目实际就是数据库中存放数据的名称，用户很容易从它的名称看出它对应的数据内容，用户选择报表中需要的项目，然后按下“+”按钮，这些项目将添加到右边的报表项目列表框中。报表项目：报表项目列表框中有4列，其中第1列“选择项目”对应了左边可选项目列表中的名称，而第2列“显示项目”是实际打印内容，显示项目应该详细和直观。程序在添加项目时会自动给出“显示项目”，用户可以自行更改，只需用鼠标双击需要更改的项目，就会出现一个修改输入框（下图），修改后按回车键确认即可。试验控制面板加载 按钮，控制试台的移动方向，与“启动”同时使用。保载 按钮，按下此按钮试验机将按当前的“控制方式”保持。卸载 按钮，控制试台的移动方向，与“启动”同时使用。启动 按钮，点击后试验开始，以提示工作状况。停止 按钮，点击后试验结束，试验机停止运行。控制方式选择：负荷（速度）控制：在自动控制状态下，通过调整“调速滚杠”来随时改变力的控制速度；要使“力控制”方式生效，只须“”选后即激活相应的控制速度，如右图所示的三种控制方式在试验过程中可随时进行切换；位移（速度）控制：操作和选择与上述相同；变形（速度）控制：操作和选择与上述相同。自定义试验过程：选择“开始时启动”则按选定的自定义试验过程进行试验，点 按钮对自定义试验过程进行编辑点击 增加 并在“名称”内添入过程名，可添加一条自定义试验过程点击 删除 可删除一条自定义试验过程点击 查看 可显示和编辑自定义试验过程在编辑自定义试验过程中，点击 插入 可在当前位置插入一条控制过程；点击 删除 可删除当前控制过程；点击 增加 在最后增加一条控制过程，点击 减少 删除最后一条控制过程，点击 编辑 则编辑当前控制过程2.硬件系统；即PCI板卡，主要采用高集成芯片和功能模块制造，集采集、放大、A/D、D/A转换为一体，是控制系统的核心部件，应用24位转换器，具有很高的分辨力。3.控制阀；采用电液比例伺服阀，略（在伺服液压源中已叙述）4.压力传感器；25MPa、0.1级，即是力信号采集元件，也是试验力控制元件。5.引伸计；标距100mm，变形量10mm，0.5级，即是试样拉伸变形测量元件，也是变形控制元件。6.编码器；2500pp，测量范围200mm,分辨力0.001mm,近些年才普遍应用的传统位移传感器换代品，光栅信号输出，即是位移测量元件，也是位移控制元件。7.计算机及打印机。 六.基本配置1.主机 1台 2.伺服液压源 1台 3.计算机（联想品牌、主流配置） 1台4.打印机（HP彩喷A4） 1台5.高分辨力多功能控制卡（器）及电缆线 1套6.win