材料试验机的发展及种类选型

材料试验机的发展及种类选型
一、材料试验机概述
试验机行业已有五十多年的发展史，随着各行各业对试验机产品需求的增长，随着我国生产制造水平的不断提高和测试技术的飞速发展，目前生产试验机的公司和企业已遍布全国各地，生产着几百种规格、型号和系列的试验机产品。试验机行业主要生产制造以下八类产品：
1.金属材料试验机；（应用领域：金属的拉伸、压缩等物理性能的测量）　　
2.非金属材料试验机：（应用领域：塑胶、橡胶、等非金属物件的物理性能测试）
3.力与变形测试仪器（包括：力传感器、测力仪、位移传感器、引伸计、加速度计等）；　
4.包装件与工艺性能试验机（包括：包装件跌落试验机、包装件冲击试验机、摩擦磨损试验机、弯折试验机、校直机等）；
5.平衡机（包括现场平衡仪，主要用于测量水平）；　　
6.振动台（包括冲击台与碰撞试验台）；　　
7.无损检测仪器（磁粉探伤机、X射线探伤机、γ射线探伤机、超声探伤仪、涡流探伤仪、声发射检测仪等）；　　
8.试验机功能附件和与试验机相关的试验仪器与设备。
二、试验机选型
一般企业购买电子材料试验机是用来做拉伸、压缩、弯曲、摩擦、剥离/撕裂等实验。
1.机型的选择:首先确定所需要测试的zui大力值,zui大力值在2KN以下,一般选用单立柱电子拉力试验机.大于2KN到50KN一般选用双立柱的台式电子材料试验机,在50KN以上是选用落地式电子材料试验机.
2.试验机的试验速度和高度选择:根据所要测的产品的性能，大致确定试验机的试验速度，（是购买可以设定速度的试验机型）。了解试验所需要的试验空间.试验要求的横梁位移和垂直试验空间,（一般情况，横梁位移898mm,垂直试验空间1067mm）.如果是弹性体的试验,横梁位移和垂直试验空间会要求高一点.具体情况需要按照实验要求来定。
3.载荷传感器的选择:根据自己所做实验的要求选择合适的传感器，传感器选择的原则是所做实验的zui小力值不能小于传感器zui大量程的10%，否则就需要选择不同量程的传感器。
注：一般情况下传感器zui大量程的10%以下的度不稳定，测量出来的数据不准确。
4.试验机柔度的选择:任何机械系统受力后都会发生变形，不管是多么轻微的变形，这种变形被称为柔度。并且可以在试验结果中导致严重的误差。特别是在小行程要求的高载荷试验中。所以，在试验机选择时，应选择横梁、载荷传感器和夹具的刚度比较高的试验机，以保证实验结果的正确性。
5.夹具的选择:夹具的选择应该遵循：试样不会滑动、不会造成夹片断裂，并且确保所施力的轴对称性的原则。有些情况下，夹持要求非常特别，会需特别设计的夹具或工装来满足特殊的试验标准。
三、试验机使用过程中的问题和解决办法
1、试验机失速或者不动
①电机尾部的光电开关在长时间运行后，一侧的接受部位被磨损
解决办法：更换光电开关
②软件参数设定出现问题
解决办法：重新设定软件的参数
2、试验机力值零点波动（零点漂移）
试验机在使用几年后，力值零点一般会出现上下波动
①油路堵塞（一般是在静止不动时，出现零点波动）        
解决办法：重新更换油，清洗油路
②机器所用电压不稳定
解决办法：使用稳压器调整电压
③传感器有碰撞损伤过
解决办法：
a、重新更换传感器
b、对试验机进行重新设置。
3、试验机测量结果产生误差
电子试验机
①主机部分
主机部分安装不水平，将会使工作活塞和工作油缸壁产生摩擦力，从而产生误差。一般表现为正差，并且随着载荷的增加，产生的误差逐渐较小
②测力计部分
测力计部分安装不水平，将会使摆轴轴承之间产生摩擦力，一般变现为负差。
以上两种误差对小负荷测量的影响比较大，对大负荷测量的影响比较小。
解决办法：a、首先检查试验机安装是否水平，对主机用框式水平尺在工作油缸（或立柱）外圈相互垂直的两个方向找平。
b、对测力计在摆杆正面调整测力计前后水平，将摆杆边缘与内侧刻线对齐固定，用水平尺靠在摆杆侧面调整机体左右水平。
液压试验机
①主机部分
主机部分产生摩擦力除了安装不水平外，还有可能来自于油缸内部，油缸内部有杂物或油的粘度过大，都会产生摩擦力，影响测量结果。
②测力计部分
测力计产生摩擦阻力的原因较多，如测力油缸与测力活塞之间有脏物，油的粘度过大，指示装置上的从动针摩擦力大，齿轮齿杆上有油污、脏物或齿杆上限位片压得过紧，测力活塞皮带磨损断裂等。
解决办法：a、对油缸内脏物可放油清洗并更换粘度适宜的机油
b、测力计指示装置从动针摩擦力过大，齿轮齿杆过脏，可用汽油清洗并调整压紧螺丝及齿杆上限位片，更换测力活塞上的皮带
四、试验机的工作原理
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，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。
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。
1、测量系统
1）力值测量
通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量。zui常用的测力传感器是应变片式传感器，当外力作用在传感器上时，引起传感器输出电压的变化，而传感器输出的电压通过放大器和数据处理系统。将电信号转化成数值，即所施加力的大小
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。
2、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。
3、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号）进行通信，此技术比较成熟、可靠，使用方便。
4、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。
我根据自己的工作经验和搜集的一些资料，总结了试验机的一些知识，请大家帮忙看看，还有什么地方需要改进的。