02-22
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本機(jī)由機(jī)架、測力、示值、油泵、送油閥、回油閥及自動(dòng)加載控制裝置組成,各部件均安裝于座箱上構(gòu)成一個(gè)整體。
1、機(jī)架部件,如圖(一)所示
底座(7)與橫梁(1)借兩根立柱(2)連成一個(gè)固定整體,橫梁腹部裝有上承壓板(23),固定在底座上的工作油缸(6)其活塞(5)可上升120mm,當(dāng)活塞上升時(shí),為防止粉塵進(jìn)入油缸而備有防護(hù)罩(22)。當(dāng)試件通過抗壓夾具放在下承壓板(24)上時(shí),下承壓板的底部設(shè)計(jì)有球面與凹球座(4)接觸,因此可以自動(dòng)調(diào)整上下承壓板的平行, 使試件受力均勻。
工作油缸與工作活塞是精密偶件,在油缸的內(nèi)壁上部嵌有復(fù)合密封圈來達(dá)到密封(微量溢油是允許的,油缸壁上專門設(shè)有溢油通道),這種結(jié)構(gòu)可以使工作油缸與活塞之間的摩擦減少到極小限度,從而保證了試驗(yàn)機(jī)的精度。
上、下承壓板均經(jīng)過處理后磨平,下承壓板的圓刻線直徑Φ101用于幫助操作者放置試件及抗壓夾具時(shí)對(duì)準(zhǔn)中心。
2、測力機(jī)構(gòu)
(1)手動(dòng)加載
本機(jī)采用液壓擺錘測力機(jī)構(gòu),它與示值機(jī)構(gòu)一起組成測力系統(tǒng)。通過測力油缸(1)和測力活塞(2)來進(jìn)行測力。當(dāng)工作油缸的壓力油進(jìn)入測力油缸時(shí),推動(dòng)測力活塞下移,此時(shí)頂塊(3),承壓軸(4)及連桿軸座(5)一起被推動(dòng)而下移,再經(jīng)兩條拉板(6)使擺桿軸座(7)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng),因而裝在擺桿軸(8)上的擺桿(9)也被揚(yáng)起產(chǎn)生轉(zhuǎn)角。擺桿軸上產(chǎn)生的扭力矩將由擺杠末端的重鉈(A、B、C)予以平衡,而當(dāng)擺桿軸座轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),通過彎板(10)推動(dòng)螺桿(11)橫行,這時(shí)螺桿帶動(dòng)示值機(jī)構(gòu)的滾筒(12)旋轉(zhuǎn),指針便在度盤上指示出一定的數(shù)值。由于螺桿橫行的距離與壓力機(jī)之載荷成正比,所以刻度盤是等分的。
示盤機(jī)構(gòu)的度盤分三種量程,即0~60kN,0~150kN和0~300kN,并分別使用A鉈、A+B鉈和A+B+C鉈與之相匹配,在三種量程中指針滿度時(shí),擺桿帶動(dòng)相匹配的重鉈揚(yáng)起的轉(zhuǎn)角均為40°。
示值機(jī)構(gòu)封閉在玻璃罩內(nèi),三種量程均刻在一個(gè)度盤上, 分內(nèi)、中、外三圈,并標(biāo)有數(shù)字,刻線之間均有適當(dāng)?shù)木嚯x,可以估計(jì)到最小格子的五分之一。度盤上有兩根指針,一個(gè)為主動(dòng)針(13),另一根為被動(dòng)針(14),兩根指針隨著載荷的增加而沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)試驗(yàn)負(fù)荷達(dá)最大值后卸載時(shí), 主動(dòng)針隨即回到零位,而被動(dòng)針則停留在原負(fù)荷值上,以便試驗(yàn)人員讀出準(zhǔn)確的數(shù)值。被動(dòng)指針可以用玻璃罩外的手柄撥回零位。
示值機(jī)構(gòu)內(nèi)附有加載速度指示裝置它由一個(gè)伺服電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)指示盤(4),電機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過調(diào)整調(diào)節(jié)器(3)的轉(zhuǎn)盤使伺服電機(jī)改變轉(zhuǎn)速,從而可使指示盤獲得不同的轉(zhuǎn)速。例如:可調(diào)至0.48r/min、0.24r/min等各種穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。當(dāng)試驗(yàn)機(jī)在300kN量程內(nèi)、指示盤為0.48r/min,加載時(shí)指針與指示盤同步,則表示加載速度為2400N/S,當(dāng)指示盤為0.24r/min時(shí),加載時(shí)指示針與指示盤同步,則表明加載速度為1200N/S,以此類推。若要求各種加載速度均可將指示盤手輪調(diào)整到適當(dāng)位置。試驗(yàn)機(jī)示值相對(duì)誤差在每級(jí)測力計(jì)載荷的20%以上時(shí)為±1%。
(2)自動(dòng)加載狀態(tài)試驗(yàn)力由液壓傳感器間接檢測其輸出信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換反饋給微電腦。
3、五柱油泵
本機(jī)采用的7mm五柱軸向高壓油泵,它由電機(jī)通過三角皮帶傳動(dòng),工作平穩(wěn)而無噪聲,油泵體內(nèi)的柱塞與柱塞套均采用優(yōu)質(zhì)合金綱并經(jīng)熱處理和精密研磨制成,其配合面具有相當(dāng)高的質(zhì)量,性能良好工作效率較高。
油泵主軸(1)由三角帶輪(2)帶動(dòng),在圓周方向分布有五根軸向柱塞(3),分別借彈簧的壓力使柱塞貼緊于主軸的斜盤(9)上,柱塞分別與五個(gè)柱塞套(4)相結(jié)合,當(dāng)柱塞隨斜盤作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),完成吸油和排油動(dòng)作。吸油是由裝于箱座內(nèi)的油箱經(jīng)過油管、濾油器再經(jīng)過進(jìn)油囗(5)進(jìn)入柱塞套空腔。此時(shí)油泵單向閥的滾珠(6)貼緊閥門,而當(dāng)油腔吸滿油后柱塞被斜盤推回,首先堵住進(jìn)油囗然后壓縮油液使之產(chǎn)生高壓,推開單向閥從出油口(7)排出高壓油。
油箱安放于箱座內(nèi),其儲(chǔ)油量較大,所以,即使試驗(yàn)機(jī)較長時(shí)間工作,也不致使油液溫升過高而影響測力精度,油箱的油量可通過油窗進(jìn)行觀察。
4、送油閥
送油閥是一個(gè)分路式流量調(diào)節(jié)閥,它由一個(gè)可變節(jié)流器和一個(gè)定差減壓閥并聯(lián)組成。進(jìn)油囗接通油泵,當(dāng)旋轉(zhuǎn)手柄(16)時(shí),帶動(dòng)送油閥芯(11)可使閥門緩慢地打開,此時(shí)油泵所供之壓力油通過閥門經(jīng)過油管(23)送至工作油缸,流量大小可以調(diào)節(jié)。當(dāng)送油閥芯(11)左移時(shí),油門小,甚至完全關(guān)閉送油閥時(shí),則油泵所供之油在送油閥腔內(nèi)推動(dòng)減壓閥芯(10)左移到回油管(24)位置時(shí),壓力油即與三通閥接通、壓力油經(jīng)油管(24)經(jīng)單向閥進(jìn)工作缸或經(jīng)卸荷閥流回油箱。由于減壓閥芯(10)的左端一個(gè)彈簧壓力使之關(guān)閉回油管路,只有當(dāng)閥芯右端的油壓達(dá)到一定限度時(shí)才能打開回路。
在調(diào)節(jié)送油速度時(shí),應(yīng)嚴(yán)密注意指針的轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)與事先調(diào)整好的指示盤轉(zhuǎn)速一致。
5、回油緩沖閥
回油緩沖閥由一個(gè)卸荷開關(guān)和一個(gè)回油節(jié)流閥組成,其目的是卸除載荷及使工作油缸油壓迅速下降,此時(shí)操作人員即打開回油閥卸荷。測力缸中的高壓油也將通過回油缸流回油箱,但因工作油缸與測力油缸之間設(shè)有單向閥,使測力缸的壓力油不能倒流回工作油缸,也不能通過卸荷閥回油,它必須通過一個(gè)節(jié)流閥緩慢地流向油箱,這就防止擺桿及重鉈猛然回落造成強(qiáng)烈的沖擊。緩沖閥的手柄露出在測力箱體的左側(cè),它可分別按A、B、C三種位置預(yù)先調(diào)整好。
6、自動(dòng)加載控制裝置
本裝置利用先進(jìn)的電液化比例及微電腦技術(shù),以數(shù)顯代替測力度量,自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行試驗(yàn),并按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥抗壓強(qiáng)度進(jìn)數(shù)據(jù)處理,打印輸出試驗(yàn)結(jié)果,并具有斷電數(shù)據(jù)保護(hù)及集中打印功能。
機(jī)器后自配有RS—232通訊接囗(通訊距離不大于50米)。根據(jù)用戶需要,該通訊接囗可與數(shù)顯式抗折機(jī)連接,將抗折機(jī)的抗折數(shù)據(jù)傳送到電腦裝置,然后與壓力機(jī)數(shù)據(jù)一同打印。
(一)電腦控制管理系統(tǒng)框圖、如下圖:
電腦芯片:80C31單片機(jī)
時(shí)鐘頻率:6MHz
顯示:5位BS211206高亮度數(shù)碼管
輸出;16列針式微型打印機(jī)
輸入:鍵盤24鍵
A/D芯片:12位精度AD574
(二)液壓部分與微電腦主要控制關(guān)系說明
在自動(dòng)狀態(tài)下,比例閥(19)控制進(jìn)入油缸壓力油的流量,其驅(qū)動(dòng)由微電腦控制,試驗(yàn)力由液壓傳感器(21)間接檢測,其輸出信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換反饋給微電腦,這樣整個(gè)系統(tǒng)就構(gòu)成了閉環(huán)控制,其控制職能如下圖所示。當(dāng)試驗(yàn)完畢二位四通閥通電,油缸中壓力油經(jīng)該閥回油箱。
7、液壓系統(tǒng)原理
(1)手動(dòng)加載
切斷自動(dòng)加載控制裝置電源,打開測力截止閥(21),壓力機(jī)即處于手動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)電液比例閥及二位四通閥呈失電關(guān)閉狀態(tài)。
油箱(1)內(nèi)的油經(jīng)濾油器(20)被吸入油泵(4),經(jīng)油泵出油管(5)送至送油閥(7)。當(dāng)送油閥門打開時(shí),壓力油送入工作油缸(8)內(nèi),可使柱塞式油缸內(nèi)的活塞升起,油缸內(nèi)腔通過油管(9)與回油閥(10)相連,油缸內(nèi)的壓力油單向地流向測力油缸(11),從而帶動(dòng)拉板、擺桿軸等測力機(jī)構(gòu)(15)示值。當(dāng)工作油缸負(fù)荷突然消失時(shí),打開回油閥開關(guān), 此時(shí),工作油缸即卸荷,而測力油缸之壓力油必須流經(jīng)具有阻尼作用的節(jié)流閥達(dá)到緩回油的目的。液壓系統(tǒng)各部可能會(huì)出現(xiàn)的少量溢油滴入底座的油池暫存并可定期從背后面的放油孔放出。
(2)自動(dòng)狀態(tài)
打開自動(dòng)控制裝置電源,關(guān)閉試驗(yàn)機(jī)的送油閥、回油閥及測力截止閥,即處于自動(dòng)狀態(tài),由電腦控制比例閥來調(diào)節(jié)進(jìn)入油缸的壓力油的流量, 從而達(dá)到調(diào)速的目的。
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