数显框架式压力试验机的主要组成部分

数显框架式压力试验机的主要组成部分

数显框架式压力试验机是用于检测混凝土、石材、水泥、砖块等脆性材料或金属材料抗压强度的核心设备，其 “数显" 特性体现在力值、位移、测试曲线等数据的数字化采集与显示，“框架式" 则指其刚性承载结构。其主要组成部分围绕 “稳定承载"“J准加载"“数据采集与显示"“A全控制" 四大核心功能设计，具体可拆解为以下 6 大模块：

一、核心承载模块：刚性框架系统

框架系统是设备的 “骨架"，需承受测试过程中产生的巨大压力（通常从几十吨到数千吨不等），保证结构无明显变形，是测试精度的基础。主要包含：

1、上横梁：与加载系统（如油缸、丝杠）连接，传递加载力，材质多为 45 号钢或合金结构钢，经调质处理增强刚性。

2、下工作台（承载台）：放置试样的核心平台，需具备J高的平面度（≤0.1mm/m）和N磨性，表面通常镀铬或氮化处理；部分设备的下工作台可通过丝杠微调高度，适配不同高度的试样。

3、立柱与锁紧螺母：通常为 2-4 根高强度合金钢管（如 40Cr），连接上横梁与下工作台，形成稳定的门式或四柱式框架；锁紧螺母用于预紧框架，X除装配间隙，避免测试时框架 “晃动" 影响数据。

4、丝杠（部分电动机型）：若为电动加载，立柱旁会配置精密滚珠丝杠，驱动上横梁升降，实现加载速度的J准控制。

二、动力输出模块：加载系统

加载系统是设备的 “动力源"，负责向试样施加稳定、可控的压力，根据动力类型可分为液压加载和电动加载两类，其中液压加载在大吨位压力测试中更常用。

加载头与压盘：直接与试样接触的部件，需根据试样形状匹配（如圆形压盘用于砖块，方形压盘用于混凝土试块）；压盘材质为高强度工具钢（如 Cr12MoV），经淬火处理（硬度 HRC58-62），避免受压变形。

三、数据感知与显示模块：数显与数据采集系统

这是 “数显" 功能的核心，负责实时采集测试数据并以数字形式呈现，是判断试样强度的关键。

1、力值传感器（核心感知部件）：安装于上横梁或加载头与试样之间，将压力信号转化为电信号（如应变信号），精度等级通常为 0.1 级或 0.05 级（决定测试数据的准确性）；常见类型为 “轮辐式拉力 / 压力传感器"，抗偏载能力强（适合试样可能轻微倾斜的场景）。

2、数据采集模块（信号调理器）：将传感器输出的微弱电信号（mV 级）进行放大、滤波、A/D 转换（模拟信号转数字信号），传输至数显仪表或计算机。

3、数显仪表 / 触摸屏：直接显示实时力值（kN/N）、峰值力（试样破坏时的Z大力）、加载速度（mm/min）、测试时间等参数；部分仪表支持数据存储（如存储 1000 组测试数据）、峰值保持、单位切换（kN/MPa）等功能。

4、计算机与测试软件（可选高配）：若为 “微机控制数显机型"，可通过软件实现更复杂的功能，如：4.1实时绘制 “力 - 位移"“力 - 时间" 曲线；4.2自动计算抗压强度（需输入试样尺寸）；4.3数据导出（Excel/Word）、报表生成；4.4测试过程录像与回放（部分G端机型）。

四、操作与逻辑控制模块：控制系统

控制系统是设备的 “大脑"，负责协调加载系统与数据采集系统，实现手动或自动测试流程。

1、手动控制单元：基础操作面板，包含 “上升 / 下降" 按钮（控制上横梁移动）、“加载 / 卸载" 按钮、速度调节旋钮（如 0.5-10mm/min），用于简单的手动测试。

2、自动控制单元：

2.1控制器（PLC 或单片机）：预设测试程序（如 “定速加载→保压→破坏测试→自动卸载"），根据传感器反馈的力值自动调整加载速度，避免过载；2.2伺服控制器（电动加载机型）：与伺服电机配合，实现加载速度的闭环控制（精度 ±0.5% 设定值）；2.3远程控制接口（如 RS232 / 以太网）：支持计算机或工业总线（如 Modbus）控制，便于集成到实验室自动化系统。

五、A全防护模块：A全保护系统

压力测试中试样（如混凝土试块）破坏时可能产生碎片飞溅，或设备过载可能损坏部件，因此A全保护是B备模块。

过载保护：

1、硬件保护：液压系统的溢流阀设定Z大压力，超过时自动卸压；力值传感器实时监测力值，超过量程的 110%-120% 时，控制器触发停机；

2、软件保护：数显仪表或软件预设过载阈值，达到阈值时自动切断加载动力，执行卸载。

限位保护：上横梁上下运动的J限位置安装 “限位开关"（如光电开关、行程开关），当横梁到达J限（如接近下工作台或上横梁顶死）时，自动停止运动，避免机械碰撞。

3、紧急停止按钮（急停）：设备正面或侧面设置红色急停按钮，突发情况（如试样崩裂、数据异常）时按下，立即切断所有动力，保障人员和设备A全。

4、防飞溅装置（可选）：针对脆性材料测试，部分设备配备透明防护罩（如有机玻璃罩），防止试样破坏时碎片飞溅伤人。

六、辅助功能模块：辅助部件

1、试样定位装置：如下工作台上的定位销、定位块，确保试样居中放置，避免 “偏载"（试样受力不均导致测试数据偏小）。

2、冷却系统：液压机型的油箱旁通常配备风冷或水冷散热器，防止液压油温度过高（超过 55℃会降低油液粘度，影响加载稳定性）；电动机型的伺服电机也会配备散热风扇。

3、通讯接口：如 UsB、以太网接口，用于数据导出、软件升级或连接实验室管理系统（LIMS），实现数据的集中管理。

4、调平装置：设备底部的可调地脚螺栓，用于调整设备水平（通过水平仪校准），避免因设备倾斜导致加载力偏斜，影响测试精度。

七、总结

数显框架式压力试验机的各组成部分需协同工作：刚性框架保证承载稳定，加载系统提供可控压力，传感器与数显系统采集并呈现数据，控制系统实现流程自动化，A全系统规避风险。要想了解更多产品组成部分，可随时联系河北天棋星子检测设备有限公司工作人员。